JP2536734B2 - 光受容部材 - Google Patents
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
- G03G5/082—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
- G03G5/08214—Silicon-based
- G03G5/08221—Silicon-based comprising one or two silicon based layers
- G03G5/08228—Silicon-based comprising one or two silicon based layers at least one with varying composition
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、光(ここでは広義の光であつて、紫外線、
可視光線、赤外線、X線、γ線等を意味する。)のよう
な電磁波に対して感受性のある光受容部材に関する。
可視光線、赤外線、X線、γ線等を意味する。)のよう
な電磁波に対して感受性のある光受容部材に関する。
固体撮像装置、或いは像形成分野における電子写真用
像形成部材や原稿読取装置における光導電層を形成する
光導電材料としては、高感度で、SN比〔高電流(Ip)/
暗電流(Id)〕が高く、照射する電磁波のスペクトル特
性に適合した吸収スペクトル特性を有すること、光応答
性が速く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時におい
て人体に対して無公害であること、更には固体撮像装置
においては、残像を所定時間内に容易に処理することが
できること等の特性が要求される。殊に、事務機として
オフイスで使用される電子写真装置内に組込まれる電子
写真像形成部材の場合には、上記の使用時における無公
害性は重要な点である。
像形成部材や原稿読取装置における光導電層を形成する
光導電材料としては、高感度で、SN比〔高電流(Ip)/
暗電流(Id)〕が高く、照射する電磁波のスペクトル特
性に適合した吸収スペクトル特性を有すること、光応答
性が速く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時におい
て人体に対して無公害であること、更には固体撮像装置
においては、残像を所定時間内に容易に処理することが
できること等の特性が要求される。殊に、事務機として
オフイスで使用される電子写真装置内に組込まれる電子
写真像形成部材の場合には、上記の使用時における無公
害性は重要な点である。
この様な点に立脚して最近注目されている光受容材料
にアモルフアスシリコン(以後a−Siと表記する。)が
あり、例えば、独国公開第2746967号公報、同第2855718
号公報には電子写真用像形成部材としての使用、又、独
国公開第2933411号公報には光電変換読取装置への応用
が記載されている。
にアモルフアスシリコン(以後a−Siと表記する。)が
あり、例えば、独国公開第2746967号公報、同第2855718
号公報には電子写真用像形成部材としての使用、又、独
国公開第2933411号公報には光電変換読取装置への応用
が記載されている。
しかしながら、従来のa−Siで構成された光受容層を
有する光受容部材は、暗抵抗値、光感度、光応答性等の
電気的、光学的、光導電的特性、及び使用環境特性の
点、更には経時的安定性及び耐久性の点において、各
々、個々には特性の向上が図られているが、総合的な特
性向上を計る上で更に改良される余地が多々存在するの
が実情である。
有する光受容部材は、暗抵抗値、光感度、光応答性等の
電気的、光学的、光導電的特性、及び使用環境特性の
点、更には経時的安定性及び耐久性の点において、各
々、個々には特性の向上が図られているが、総合的な特
性向上を計る上で更に改良される余地が多々存在するの
が実情である。
例えば、電子写真用像形成部材に適用した場合に、高
光感度化、高暗抵抗化を同時に計ろうとすると従来法で
はその使用時において残留電位が残る場合が度々観測さ
れ、この種の光受容部材は長時間繰返し使用し続ける
と、繰返し使用による疲労の蓄積が起つて、残像が生ず
る所謂ゴースト現象を発する様になる等の不都合な点が
少なくなかつた。
光感度化、高暗抵抗化を同時に計ろうとすると従来法で
はその使用時において残留電位が残る場合が度々観測さ
れ、この種の光受容部材は長時間繰返し使用し続ける
と、繰返し使用による疲労の蓄積が起つて、残像が生ず
る所謂ゴースト現象を発する様になる等の不都合な点が
少なくなかつた。
又、a−Si材料で光受容層を構成する場合には、その
電気的、光導電的特性の改良を計るために、水素原子或
いは弗素原子や塩素原子等のハロゲン原子、及び電気伝
導型の制御のために硼素原子や燐原子等が或いはその他
の特性改良のために他の原子が、各々構成原子として光
導電層中に含有されるが、これ等の構成原子の含有の仕
方如何によつては、形成した層の電気的或いは光導電的
特性や電気的耐圧性に問題が生ずる場合があつた。
電気的、光導電的特性の改良を計るために、水素原子或
いは弗素原子や塩素原子等のハロゲン原子、及び電気伝
導型の制御のために硼素原子や燐原子等が或いはその他
の特性改良のために他の原子が、各々構成原子として光
導電層中に含有されるが、これ等の構成原子の含有の仕
方如何によつては、形成した層の電気的或いは光導電的
特性や電気的耐圧性に問題が生ずる場合があつた。
即ち、例えば、形成した光受容層中に光照射によつて
発生したフオトキヤリアの該層中での寿命が充分でない
ことや、暗部における支持体側よりの電荷の注入の阻止
が充分でないこと、或いは、転写紙に転写された画像に
俗に「白ヌケ」と呼ばれる、局所的な放電破壊現象によ
ると思われる画像欠陥や、クリーニングにブレードを用
いるとその摺擦によると思われる、俗に「白スジ」と云
われている画像欠陥が生じたりしていた。又、多湿雰囲
気中で使用したり、或いは多湿雰囲気中に長時間放置し
た直後に使用すると俗に云う画像のボケが生ずる場合が
少なくなかつた。
発生したフオトキヤリアの該層中での寿命が充分でない
ことや、暗部における支持体側よりの電荷の注入の阻止
が充分でないこと、或いは、転写紙に転写された画像に
俗に「白ヌケ」と呼ばれる、局所的な放電破壊現象によ
ると思われる画像欠陥や、クリーニングにブレードを用
いるとその摺擦によると思われる、俗に「白スジ」と云
われている画像欠陥が生じたりしていた。又、多湿雰囲
気中で使用したり、或いは多湿雰囲気中に長時間放置し
た直後に使用すると俗に云う画像のボケが生ずる場合が
少なくなかつた。
更には、層厚が十数μ以上になると層形成用の真空堆
積室より取り出した後、空気中での放置時間の経過と共
に、支持体表面からの層の浮きや剥離、或いは層に亀裂
が生ずる等の現象を引起し勝ちになる。この現象は、特
に支持体が通常、電子写真分野に於いて使用されている
ドラム状支持体の場合に多く起る等、経時的安定性の点
に於いて解決されるべき問題がいくつかある。
積室より取り出した後、空気中での放置時間の経過と共
に、支持体表面からの層の浮きや剥離、或いは層に亀裂
が生ずる等の現象を引起し勝ちになる。この現象は、特
に支持体が通常、電子写真分野に於いて使用されている
ドラム状支持体の場合に多く起る等、経時的安定性の点
に於いて解決されるべき問題がいくつかある。
従つてa−Si材料そのものの特性改良が計られる一方
で光受容部材を設計する際に、上記した様な問題の総て
が解決される様に工夫される必要がある。
で光受容部材を設計する際に、上記した様な問題の総て
が解決される様に工夫される必要がある。
本発明は、上述のごときa−Siで構成された光受容層
を有する光受容部材における諸問題を解決することを目
的とするものである。
を有する光受容部材における諸問題を解決することを目
的とするものである。
すなわち、本発明の主たる目的は、電気的、光学的、
光導電的特性が使用環境に殆んど依存することなく実質
的に常時安定しており、耐光疲労に優れ、繰返し使用に
際しても劣化現象を起こさず耐久性、耐湿性に優れ、残
留電位が全くか又は殆んど観測されない、a−Siで構成
された光受容層を有する光受容部材を提供することにあ
る。
光導電的特性が使用環境に殆んど依存することなく実質
的に常時安定しており、耐光疲労に優れ、繰返し使用に
際しても劣化現象を起こさず耐久性、耐湿性に優れ、残
留電位が全くか又は殆んど観測されない、a−Siで構成
された光受容層を有する光受容部材を提供することにあ
る。
本発明の他の目的は、高光感度性、高SN比特性及び高
電気的耐圧性を有する、a−Siで構成された光受容層を
有する光受容部材を提供することにある。
電気的耐圧性を有する、a−Siで構成された光受容層を
有する光受容部材を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、支持体上に設けられる層と
支持体との間や積層される層の各層間に於ける密着性に
優れ、構造配列的に緻密で安定的であり、層品質の高
い、a−Siで構成された光受容層を有する光受容部材を
提供することにある。
支持体との間や積層される層の各層間に於ける密着性に
優れ、構造配列的に緻密で安定的であり、層品質の高
い、a−Siで構成された光受容層を有する光受容部材を
提供することにある。
本発明の別の目的は、電気写真用像形成部材として適
用させた場合、静電像形成のための帯電処理の際の電荷
保持能力が充分であり、通常の電子写真法が極めて有効
に適用され得る優れた電気写真特性を有する、a−Siで
構成された光受容層を有する光受容部材を提供すること
にある。
用させた場合、静電像形成のための帯電処理の際の電荷
保持能力が充分であり、通常の電子写真法が極めて有効
に適用され得る優れた電気写真特性を有する、a−Siで
構成された光受容層を有する光受容部材を提供すること
にある。
本発明の更に別の目的は、長期の使用に於いて画像欠
陥や画像のボケが全くなく、濃度が高く、ハーフトーン
が鮮明に出て且つ解像度の高い、高品質の画像を得るこ
とができるa−Siで構成された光受容層を有する電気写
真用の光受容部材を提供することにある。
陥や画像のボケが全くなく、濃度が高く、ハーフトーン
が鮮明に出て且つ解像度の高い、高品質の画像を得るこ
とができるa−Siで構成された光受容層を有する電気写
真用の光受容部材を提供することにある。
本発明は上述の目的を達成するものであつて、電子写
真用像形成部材や固体撮像装置等に使用される光受容部
材としてのa−Siの製品成立性、適用性、応用性等の事
項を含めて総括的に鋭意研究を続けた結果、シリコン原
子を母体とする非晶質材料、特にシリコン原子を母体と
し、水素原子(H)又はハロゲン原子(X)の少なくと
もいずれか一方を含有するアモルフアス材料、いわゆる
水素化アモルフアスシリコン、ハロゲン化のアモルフア
スシリコン、あるいはハロゲン含有水素化アモルフアス
シリコン〔以下、「a−Si(H,X)」と表記する。〕で
構成される光受容層を有する光受容部材の層構成を以下
に記載する様な特定の二層構成の下に設計されて作成さ
れた光受容部材が、実用上著しく優れた特性を示すばか
りでなく、従来の光受容部材と比較してみてもあらゆる
点において凌駕しており、特に電気写真用の光受容部材
として著しく優れた特性を有しているという事実を見い
出したことに基づいて完成せしめたものである。
真用像形成部材や固体撮像装置等に使用される光受容部
材としてのa−Siの製品成立性、適用性、応用性等の事
項を含めて総括的に鋭意研究を続けた結果、シリコン原
子を母体とする非晶質材料、特にシリコン原子を母体と
し、水素原子(H)又はハロゲン原子(X)の少なくと
もいずれか一方を含有するアモルフアス材料、いわゆる
水素化アモルフアスシリコン、ハロゲン化のアモルフア
スシリコン、あるいはハロゲン含有水素化アモルフアス
シリコン〔以下、「a−Si(H,X)」と表記する。〕で
構成される光受容層を有する光受容部材の層構成を以下
に記載する様な特定の二層構成の下に設計されて作成さ
れた光受容部材が、実用上著しく優れた特性を示すばか
りでなく、従来の光受容部材と比較してみてもあらゆる
点において凌駕しており、特に電気写真用の光受容部材
として著しく優れた特性を有しているという事実を見い
出したことに基づいて完成せしめたものである。
即ち、本発明の光受容部材は、支持体と、該支持体上
に、シリコン原子を母体とし、周期律表第III族または
第V族に属する原子を含有する層領域を有する非晶質材
料で構成された層厚1〜100μの第一の層と、シリコン
原子を母体とし、炭素原子を含有し、更に水素原子また
は水素原子とハロゲン原子を該水素原子の含有量あるい
は該水素原子と該ハロゲン原子との含有量の和が0.01〜
40atomic%の量含有し、且つ周期律表第III族または第
V族に属する原子を層厚方向に均一な分布状態で1.0〜1
04atomic ppm含有する非晶質材料で構成された層厚3×
10-3〜30μの第二の層とが支持体側から順に積層された
光受容層を有し、前記第一の層には前記支持体側で分布
濃度が高くなるよう層厚方向に不均一な分布状態で窒素
原子が含有されていることを特徴とする。また、本発明
の光受容部材の前記光受容層はさらに、必要に応じ酸素
原子を、少くとも前記第一の層の全層領域、その一部の
層領域および前記第二の層の中のいずれか一つに含有し
ていることができる。
に、シリコン原子を母体とし、周期律表第III族または
第V族に属する原子を含有する層領域を有する非晶質材
料で構成された層厚1〜100μの第一の層と、シリコン
原子を母体とし、炭素原子を含有し、更に水素原子また
は水素原子とハロゲン原子を該水素原子の含有量あるい
は該水素原子と該ハロゲン原子との含有量の和が0.01〜
40atomic%の量含有し、且つ周期律表第III族または第
V族に属する原子を層厚方向に均一な分布状態で1.0〜1
04atomic ppm含有する非晶質材料で構成された層厚3×
10-3〜30μの第二の層とが支持体側から順に積層された
光受容層を有し、前記第一の層には前記支持体側で分布
濃度が高くなるよう層厚方向に不均一な分布状態で窒素
原子が含有されていることを特徴とする。また、本発明
の光受容部材の前記光受容層はさらに、必要に応じ酸素
原子を、少くとも前記第一の層の全層領域、その一部の
層領域および前記第二の層の中のいずれか一つに含有し
ていることができる。
そして前記第一の層を構成するシリコン原子を母体と
する非晶質材料として、特にシリコン原子(Si)を母体
とし水素原子(H)又はハロゲン原子(X)の少なくと
もいずれか一方を含有するアモルフアス材料、即ち、a
−Si(H,X)を用いる。前記第二の層を構成するシリコ
ン原子を母体とし、炭素原子(C)および伝導性を制御
する物質を含有する非晶質材料として、特にシリコン原
子(Si)を母体とし、炭素原子(C)、伝導性を制御す
る物質および水素原子(H)又は水素原子(H)とハロ
ゲン原子(X)を含有するアモルフアス材料〔以下、
「a−SiCM(H,X)」(但し、Mは伝導性を制御する物
質を表わす。)と表記する。〕を用いる。
する非晶質材料として、特にシリコン原子(Si)を母体
とし水素原子(H)又はハロゲン原子(X)の少なくと
もいずれか一方を含有するアモルフアス材料、即ち、a
−Si(H,X)を用いる。前記第二の層を構成するシリコ
ン原子を母体とし、炭素原子(C)および伝導性を制御
する物質を含有する非晶質材料として、特にシリコン原
子(Si)を母体とし、炭素原子(C)、伝導性を制御す
る物質および水素原子(H)又は水素原子(H)とハロ
ゲン原子(X)を含有するアモルフアス材料〔以下、
「a−SiCM(H,X)」(但し、Mは伝導性を制御する物
質を表わす。)と表記する。〕を用いる。
なお、本明細書においては、第二の層に含有される水
素原子又は水素原子とハロゲン原子を、便宜上、“水素
原子又は/及びハロゲン原子”と表現する場合もある。
素原子又は水素原子とハロゲン原子を、便宜上、“水素
原子又は/及びハロゲン原子”と表現する場合もある。
前記の伝導性を制御する物質としては、半導体分野に
於ていう、いわゆる不純物を挙げることができ、P型伝
導性を与える周期律表第III族に属する原子(以下単に
「第III族原子」と称す。)、又は、n型伝導性を与え
る周期律表第V族に属する原子(以下単に「第V族原
子」と称す。)を用いる。具体的には、第III族原子と
しては、B(硼素)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウ
ム)、In(インジウム)、Tl(タリウム)等が挙げられ
るが、特に好ましくは、B、Gaを用いる。また、第V族
原子としては、P(燐)、As(砒素)、Sb(アンチモ
ン)、Bi(ビスマス)等が挙げられるが、特に好ましく
は、P、Asを用いる。そして、第一の層に含有せしめる
伝導性を制御する物質と、第二の層に含有せしめる伝導
性を制御する物質とは、同じであつても、或いは、異な
つていてもよい。
於ていう、いわゆる不純物を挙げることができ、P型伝
導性を与える周期律表第III族に属する原子(以下単に
「第III族原子」と称す。)、又は、n型伝導性を与え
る周期律表第V族に属する原子(以下単に「第V族原
子」と称す。)を用いる。具体的には、第III族原子と
しては、B(硼素)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウ
ム)、In(インジウム)、Tl(タリウム)等が挙げられ
るが、特に好ましくは、B、Gaを用いる。また、第V族
原子としては、P(燐)、As(砒素)、Sb(アンチモ
ン)、Bi(ビスマス)等が挙げられるが、特に好ましく
は、P、Asを用いる。そして、第一の層に含有せしめる
伝導性を制御する物質と、第二の層に含有せしめる伝導
性を制御する物質とは、同じであつても、或いは、異な
つていてもよい。
ところで、本発明の光受容部材は、第一の層の全層領
域又は一部の層領域に前記の伝導性を制御する物質であ
る第III族原子又は第V族原子を均一な分布状態で含有
するものであるが、第一の層に伝導性を制御する物質を
含有せしめることにより、第一の層の伝導型又は/及び
伝導率の制御、電荷阻止層の形成、第一の層と第二の層
との間の電荷の移送の向上、あるいは、帯電処理時にお
ける見掛け上の暗抵抗の増大等の作用効果を奏するもの
である。そして後に詳しく述べるように、伝導性を制御
する物質を含有せしめる第一の層の層領域が全層領域で
あるか又は一部の層領域であるか、あるいは第一の層に
含有せしめる伝導性を制御する物質の伝導型が第二の層
に含有せしめる伝導性を制御する物質の伝導型と同じで
あるか又は異なつているかによつて、前述の奏される作
用効果は異なるものであり、目的及び期待する作用効果
に応じて、伝導性を制御する物質を含有せしめる層領域
および伝導性を制御する物質の伝導型を適宜選択する必
要がある。
域又は一部の層領域に前記の伝導性を制御する物質であ
る第III族原子又は第V族原子を均一な分布状態で含有
するものであるが、第一の層に伝導性を制御する物質を
含有せしめることにより、第一の層の伝導型又は/及び
伝導率の制御、電荷阻止層の形成、第一の層と第二の層
との間の電荷の移送の向上、あるいは、帯電処理時にお
ける見掛け上の暗抵抗の増大等の作用効果を奏するもの
である。そして後に詳しく述べるように、伝導性を制御
する物質を含有せしめる第一の層の層領域が全層領域で
あるか又は一部の層領域であるか、あるいは第一の層に
含有せしめる伝導性を制御する物質の伝導型が第二の層
に含有せしめる伝導性を制御する物質の伝導型と同じで
あるか又は異なつているかによつて、前述の奏される作
用効果は異なるものであり、目的及び期待する作用効果
に応じて、伝導性を制御する物質を含有せしめる層領域
および伝導性を制御する物質の伝導型を適宜選択する必
要がある。
また、本発明の光受容部材は、第一の層の全層領域又
は一部の層領域、あるいはさらに第二の層に窒素原子を
含有するものであり、第一の層にあつては窒素原子を不
均一な分布状態で含有し、第二の層にあつては窒素原子
を均一な分布状態で含有しているものである。そして、
本発明の光受容部材は、窒素原子を含有せしめることに
より光受容部材の高光感度化と高暗抵抗化、および支持
体と第一の層の間又は第一の層と第二の層の間の密着性
の良化等の作用効果を奏するものである。これらの作用
効果についても、窒素原子を第一の層の全層領域に含有
せしめるか、又は第一の層の一部の層領域に含有せしめ
るか、あるいはさらに第二の層に含有せしめるかによつ
て異なつているものであり、目的及び期待する作用効果
に応じて、窒素原子を含有せしめる層および層領域を適
宜選択する必要がある。
は一部の層領域、あるいはさらに第二の層に窒素原子を
含有するものであり、第一の層にあつては窒素原子を不
均一な分布状態で含有し、第二の層にあつては窒素原子
を均一な分布状態で含有しているものである。そして、
本発明の光受容部材は、窒素原子を含有せしめることに
より光受容部材の高光感度化と高暗抵抗化、および支持
体と第一の層の間又は第一の層と第二の層の間の密着性
の良化等の作用効果を奏するものである。これらの作用
効果についても、窒素原子を第一の層の全層領域に含有
せしめるか、又は第一の層の一部の層領域に含有せしめ
るか、あるいはさらに第二の層に含有せしめるかによつ
て異なつているものであり、目的及び期待する作用効果
に応じて、窒素原子を含有せしめる層および層領域を適
宜選択する必要がある。
本発明の光受容部材の第二の層は光受容部材の耐湿
性、連続繰返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特
性、および耐久性を向上させるために第一の層上に設け
られるものであつて、このことは第二の層に炭素原子を
含有せしめることにより達成できる。さらに、こうした
第二の層を第一の層上に設けると、残留電位の発生およ
び帯電処理時における静電荷的痕跡傷の発生等の問題を
生ずる場合が多々あるが、第二の層に前述の伝導性を制
御する物質である第III族原子又は第V族原子を含有せ
しめることによりこうした問題の発生を未然に防止でき
る。
性、連続繰返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特
性、および耐久性を向上させるために第一の層上に設け
られるものであつて、このことは第二の層に炭素原子を
含有せしめることにより達成できる。さらに、こうした
第二の層を第一の層上に設けると、残留電位の発生およ
び帯電処理時における静電荷的痕跡傷の発生等の問題を
生ずる場合が多々あるが、第二の層に前述の伝導性を制
御する物質である第III族原子又は第V族原子を含有せ
しめることによりこうした問題の発生を未然に防止でき
る。
本発明の光受容部材の第一の層および第二の層につい
ては、前者には必要に応じて水素原子(H)又は/及び
ハロゲン原子(X)を含有せしめ、後者には必ず水素原
子(H)又は水素原子(H)とハロゲン原子(X)を含
有せしめる。該ハロゲン原子(X)としては、具体的に
はフツ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられるが、特に好
ましいものはフツ素および塩素である。そして、本発明
の第一の層および第二の層に含有せしめる水素原子
(H)の量またはハロゲン原子(X)の量、あるいは水
素原子とハロゲン原子(H+X)の量の和(但し、第二
の層においては水素原子(H)の量または水素原子とハ
ロゲン原子(H+X)の量の和)は、一般的には1×10
-2〜4×10atomic%とするが、好ましくは5×10-2〜3
×10atomic%、最適には1×10-1〜25atomic%とする。
ては、前者には必要に応じて水素原子(H)又は/及び
ハロゲン原子(X)を含有せしめ、後者には必ず水素原
子(H)又は水素原子(H)とハロゲン原子(X)を含
有せしめる。該ハロゲン原子(X)としては、具体的に
はフツ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられるが、特に好
ましいものはフツ素および塩素である。そして、本発明
の第一の層および第二の層に含有せしめる水素原子
(H)の量またはハロゲン原子(X)の量、あるいは水
素原子とハロゲン原子(H+X)の量の和(但し、第二
の層においては水素原子(H)の量または水素原子とハ
ロゲン原子(H+X)の量の和)は、一般的には1×10
-2〜4×10atomic%とするが、好ましくは5×10-2〜3
×10atomic%、最適には1×10-1〜25atomic%とする。
以下、図面により本発明の光受容部材の具体的層構成
についてより詳しく説明する。
についてより詳しく説明する。
第1〜4図は本発明の光受容部材の層構成を説明する
ための模式図であり、各図において100は光受容部材、1
01は支持体、102は第一の層、103は第二の層、104は自
由表面、105〜109は層領域を示す。
ための模式図であり、各図において100は光受容部材、1
01は支持体、102は第一の層、103は第二の層、104は自
由表面、105〜109は層領域を示す。
支持体 本発明に用いる支持体101は、導電性のものであつて
も、また電気絶縁性のものであつてもよい。導電性支持
体としては、例えば、NiCr、ステンレス、Al、Cr、Mo、
Au、Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pb等の金属又はこれ等の合金
が挙げられる。電気絶縁性支持体としては、ポリエステ
ル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセ
テート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフ
イルム又はシート、ガラス、セラミツク、紙等が挙げら
れる。これ等の電気絶縁性支持体は、好適には少なくと
もその一方の表面を導電処理し、該導電処理された表面
側に光受容層を設けるのが望ましい。
も、また電気絶縁性のものであつてもよい。導電性支持
体としては、例えば、NiCr、ステンレス、Al、Cr、Mo、
Au、Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pb等の金属又はこれ等の合金
が挙げられる。電気絶縁性支持体としては、ポリエステ
ル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセ
テート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフ
イルム又はシート、ガラス、セラミツク、紙等が挙げら
れる。これ等の電気絶縁性支持体は、好適には少なくと
もその一方の表面を導電処理し、該導電処理された表面
側に光受容層を設けるのが望ましい。
例えば、ガラスであれば、その表面に、NiCr、Al、C
r、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pd、In2O3、Sn
O2、ITO(In2O3+SnO3)等から成る薄膜を設けることに
よつて導電性を付与し、或いはポリエステルフイルム等
の合成樹脂フイルムであれば、NiCr、Al、Ag、Pb、Zn、
Ni、Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、V、Ti、Pt等の金属の薄
膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタリング等でそ
の表面に設け、又は前記金属でその表面をラミネート処
理して、その表面に導電性を付与する。支持体の形状
は、円筒状、ベルト状、板状等任意の形状が使用可能で
ある。用途、所望によつて、その形状は適宜に決めるこ
とのできるものであるが、例えば、電子写真用像形成部
材として使用するのであれば、連続高速複写の場合に
は、無端ベルト状又は円筒状とするのが望ましい。支持
体の厚さは、所望通りの光受容部材を形成しうる様に適
宜検定するが、光受容部材として可撓性が要求される場
合には、支持体としての機能を充分発揮しうる範囲内で
可能な限り薄くすることができる。しかしながら、支持
体の製造上及び取扱い上、機械的強度等の点から、通常
は、10μ以上にされる。
r、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pd、In2O3、Sn
O2、ITO(In2O3+SnO3)等から成る薄膜を設けることに
よつて導電性を付与し、或いはポリエステルフイルム等
の合成樹脂フイルムであれば、NiCr、Al、Ag、Pb、Zn、
Ni、Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、V、Ti、Pt等の金属の薄
膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタリング等でそ
の表面に設け、又は前記金属でその表面をラミネート処
理して、その表面に導電性を付与する。支持体の形状
は、円筒状、ベルト状、板状等任意の形状が使用可能で
ある。用途、所望によつて、その形状は適宜に決めるこ
とのできるものであるが、例えば、電子写真用像形成部
材として使用するのであれば、連続高速複写の場合に
は、無端ベルト状又は円筒状とするのが望ましい。支持
体の厚さは、所望通りの光受容部材を形成しうる様に適
宜検定するが、光受容部材として可撓性が要求される場
合には、支持体としての機能を充分発揮しうる範囲内で
可能な限り薄くすることができる。しかしながら、支持
体の製造上及び取扱い上、機械的強度等の点から、通常
は、10μ以上にされる。
第一の層 第一の層102は、前記支持体101上に設けるものであつ
て、伝導性を制御する物質である第III族原子又は第V
族原子あるいは窒素原子を含有するa−Si(H,X)で構
成されている。そして、第III族原子又は第V族原子は
該層102の全層領域又は一部の層領域に均一な分布状態
で分布しており、酸素原子は該層103の全層領域又は一
部の層領域に不均一な分布状態で分布しているものであ
る。ここで均一な分布状態とは、含有せしめる原子の分
布濃度が、第一の層の支持体表面と平行な面方向および
第一の層の層厚方向の両方において均一であることをい
い、不均一な分布状態とは、含有せしめる原子の分布濃
度が、第一の層の支持体表面と平行な面方向においては
均一であるが、第一の層の層厚方向においては不均一で
あることをいう。
て、伝導性を制御する物質である第III族原子又は第V
族原子あるいは窒素原子を含有するa−Si(H,X)で構
成されている。そして、第III族原子又は第V族原子は
該層102の全層領域又は一部の層領域に均一な分布状態
で分布しており、酸素原子は該層103の全層領域又は一
部の層領域に不均一な分布状態で分布しているものであ
る。ここで均一な分布状態とは、含有せしめる原子の分
布濃度が、第一の層の支持体表面と平行な面方向および
第一の層の層厚方向の両方において均一であることをい
い、不均一な分布状態とは、含有せしめる原子の分布濃
度が、第一の層の支持体表面と平行な面方向においては
均一であるが、第一の層の層厚方向においては不均一で
あることをいう。
本発明の第一の層に伝導性を制御する物質である第II
I族原子又は第V族原子を含有せしめることによつて奏
される作用、効果は、後述するごとく、該原子を第一の
層の全層領域に含有せしめるか、又は一部の層領域に含
有せしめるか、あるいは第一の層に含有せしめる第III
族原子又は第V族原子の伝導型が、第二の層に含有せし
める第III族原子又は第V族原子の伝導型と同じである
か又は異なつているかによつて異なるものである。した
がつて、目的および期待する作用効果に応じて、第III
族原子又は第V族原子を第一の層の全層領域に含有せし
めるか又は一部の層領域に含有せしめるか、あるいは第
III族原子又は第V族原子の伝導型を第二の層に含有せ
しめるものと同じにするか、又は異なるものとするかを
適宜選択する必要がある。さらに、第一の層に含有せし
める第III族原子又は第V族原子の量も、目的および期
待する作用効果に応じて異なることから、目的に応じた
所望の特性を有する光受容部材を得るためには、第一の
層に含有せしめる第III族原子又は第V族原子の量につ
いても適宜選択する必要がある。
I族原子又は第V族原子を含有せしめることによつて奏
される作用、効果は、後述するごとく、該原子を第一の
層の全層領域に含有せしめるか、又は一部の層領域に含
有せしめるか、あるいは第一の層に含有せしめる第III
族原子又は第V族原子の伝導型が、第二の層に含有せし
める第III族原子又は第V族原子の伝導型と同じである
か又は異なつているかによつて異なるものである。した
がつて、目的および期待する作用効果に応じて、第III
族原子又は第V族原子を第一の層の全層領域に含有せし
めるか又は一部の層領域に含有せしめるか、あるいは第
III族原子又は第V族原子の伝導型を第二の層に含有せ
しめるものと同じにするか、又は異なるものとするかを
適宜選択する必要がある。さらに、第一の層に含有せし
める第III族原子又は第V族原子の量も、目的および期
待する作用効果に応じて異なることから、目的に応じた
所望の特性を有する光受容部材を得るためには、第一の
層に含有せしめる第III族原子又は第V族原子の量につ
いても適宜選択する必要がある。
以下、本発明の光受容部材の層構成を模式的に示した
第1乃至3図を用いて説明する。
第1乃至3図を用いて説明する。
第1図に示すごとく、第一の層102の全層領域に第III
族原子又は第V族原子を含有せしめる場合には、第一の
層の伝導性及び/又は伝導率を制御するという作用効果
を奏する。そしてこの場合、第一の層領域に含有せしめ
る第III族原子又は第V族原子の量は比較的少量でよ
く、通常は1×10-3〜1×10-3atomicppmとするが、好
ましくは5×10-2〜5×102atomic ppm、最適には1×1
0-1〜2×102atomic ppmとするのが望ましい。又、この
場合、第一の層に含有せしめる伝導性を制御する物質の
伝導型は、後述する第二の層に含有せしめるものの伝導
型と同じであつても、あるいは異なつていてもよい。
族原子又は第V族原子を含有せしめる場合には、第一の
層の伝導性及び/又は伝導率を制御するという作用効果
を奏する。そしてこの場合、第一の層領域に含有せしめ
る第III族原子又は第V族原子の量は比較的少量でよ
く、通常は1×10-3〜1×10-3atomicppmとするが、好
ましくは5×10-2〜5×102atomic ppm、最適には1×1
0-1〜2×102atomic ppmとするのが望ましい。又、この
場合、第一の層に含有せしめる伝導性を制御する物質の
伝導型は、後述する第二の層に含有せしめるものの伝導
型と同じであつても、あるいは異なつていてもよい。
第2図に示すごとく、第一の層102の支持体と接する
一部の層領域105に第III族原子又は第V族原子を含有せ
しめる場合には、主として、該一部の層領域105が電荷
阻止層となるという作用・効果を奏するものであり、そ
して、この場合の第一の層に含有せしめる第III族原子
又は第V族原子の量は比較的多量であつて、通常は3×
10〜5×104atomic ppmとするが、好ましくは5×10〜
1×104atomic ppm、最適には1×102〜5×103atomic
ppmとするのが望ましい。また、該効果を奏するために
は、層領域105の層厚をt′とし、層領域105以外の層領
域の層厚をt″とした場合、t′/t′+t″≦0.4の関
係式が成立することが望ましく、より好ましくは該関係
式の値が0.35以下、最適には0.3以下となるようにする
のが望ましい。さらに層領域10の層厚としては、好まし
くは3×10-3〜10μ、より好ましくは4×10-3〜8μ、
最適には5×10-3〜5μとするのが望ましい。
一部の層領域105に第III族原子又は第V族原子を含有せ
しめる場合には、主として、該一部の層領域105が電荷
阻止層となるという作用・効果を奏するものであり、そ
して、この場合の第一の層に含有せしめる第III族原子
又は第V族原子の量は比較的多量であつて、通常は3×
10〜5×104atomic ppmとするが、好ましくは5×10〜
1×104atomic ppm、最適には1×102〜5×103atomic
ppmとするのが望ましい。また、該効果を奏するために
は、層領域105の層厚をt′とし、層領域105以外の層領
域の層厚をt″とした場合、t′/t′+t″≦0.4の関
係式が成立することが望ましく、より好ましくは該関係
式の値が0.35以下、最適には0.3以下となるようにする
のが望ましい。さらに層領域10の層厚としては、好まし
くは3×10-3〜10μ、より好ましくは4×10-3〜8μ、
最適には5×10-3〜5μとするのが望ましい。
第3図に示すごとく、第III族原子又は第V族原子を
含有せしめる第一の層の一部の層領域106が、第二の層
と接する一部の層領域であつて、該層領域106に含有せ
しめる伝導性を制御する物質と第二の層に含有せしめる
伝導性を制御する物質とが同じ伝導型である場合には、
伝導性を制御する物質である第III族原子又は第V族原
子を該層領域106に含有せしめることにより、第一の層
と第二の層の間のエネルギーレベル的整合性を向上させ
て、両層間での電荷の移送を高めるという作用効果を奏
するものであり、該作用効果は第二の層の層厚が厚く、
暗抵抗が高い場合には特に顕著なものとなる。
含有せしめる第一の層の一部の層領域106が、第二の層
と接する一部の層領域であつて、該層領域106に含有せ
しめる伝導性を制御する物質と第二の層に含有せしめる
伝導性を制御する物質とが同じ伝導型である場合には、
伝導性を制御する物質である第III族原子又は第V族原
子を該層領域106に含有せしめることにより、第一の層
と第二の層の間のエネルギーレベル的整合性を向上させ
て、両層間での電荷の移送を高めるという作用効果を奏
するものであり、該作用効果は第二の層の層厚が厚く、
暗抵抗が高い場合には特に顕著なものとなる。
さらに、第III族原子又は第V族原子を含有せしめる
第一の層の一部の層領域が、第二の層と接する一部の層
領域106であつて、第一の層に含有せしめる伝導性を制
御する物質と第二の層に含有せしめる伝導性を制御する
物質の伝導型が異なる場合には、第一の層の該一部の層
領域106に伝導性を制御する物質である第III族原子又は
第V族原子を含有せしめることにより、第一の層の該一
部の領域106は積極的に第一の層と第二の層の接合部と
なり、帯電処理時における見掛け上の暗抵抗の増大をは
かることができるという作用効果を奏するものである。
第一の層の一部の層領域が、第二の層と接する一部の層
領域106であつて、第一の層に含有せしめる伝導性を制
御する物質と第二の層に含有せしめる伝導性を制御する
物質の伝導型が異なる場合には、第一の層の該一部の層
領域106に伝導性を制御する物質である第III族原子又は
第V族原子を含有せしめることにより、第一の層の該一
部の領域106は積極的に第一の層と第二の層の接合部と
なり、帯電処理時における見掛け上の暗抵抗の増大をは
かることができるという作用効果を奏するものである。
そして、第一の層の第二の層と接する一部の層領域10
6に第III族原子又は第V族原子を含有せしめる場合、該
原子の伝導型が第二の層に含有せしめるものの伝導型と
同じであつても、又は異なつていても、第一の層に含有
せしめる第III族原子又は第V族原子の量は比較的わず
かな量でよく、通常は1×10-3〜1×103atomic ppmと
するが、好ましくは5×10-2〜5×102atomic ppm、最
適には1×10-2〜2×102atomic ppmとするのが望まし
い。
6に第III族原子又は第V族原子を含有せしめる場合、該
原子の伝導型が第二の層に含有せしめるものの伝導型と
同じであつても、又は異なつていても、第一の層に含有
せしめる第III族原子又は第V族原子の量は比較的わず
かな量でよく、通常は1×10-3〜1×103atomic ppmと
するが、好ましくは5×10-2〜5×102atomic ppm、最
適には1×10-2〜2×102atomic ppmとするのが望まし
い。
以上、第III族原子又は第V族原子を含有せしめる層
領域の違いによる作用効果について、第1乃至3図に示
すような典型的な例を用いて、個々に説明したが、本発
明の第一の層に第III族原子又は第V族原子を含有せし
めるについては、含有せしめる層領域は第1乃至3図に
示す例に限定されるものではなく、所望の目的および作
用効果を達成しうるように適宜組み合わせて用いること
ができ、さらに含有せしめる第III族原子又は第V族原
子の量も、期待する作用効果に応じ適宜組み合わせて用
いることができる。
領域の違いによる作用効果について、第1乃至3図に示
すような典型的な例を用いて、個々に説明したが、本発
明の第一の層に第III族原子又は第V族原子を含有せし
めるについては、含有せしめる層領域は第1乃至3図に
示す例に限定されるものではなく、所望の目的および作
用効果を達成しうるように適宜組み合わせて用いること
ができ、さらに含有せしめる第III族原子又は第V族原
子の量も、期待する作用効果に応じ適宜組み合わせて用
いることができる。
本発明の第一の層102には高光感度化と高暗抵抗化、
更には、支持体と第一の層の、あるいは第一の層と第二
の層の密着性の改良を目的として窒素原子を含有せしめ
る。
更には、支持体と第一の層の、あるいは第一の層と第二
の層の密着性の改良を目的として窒素原子を含有せしめ
る。
第一の層に含有せしめる窒素原子は、第一の層の全層
領域に含有せしめてもよいし、あるいは第一の層の一部
の層領域のみに含有せしめてもよく、該第一の層の全層
領域又は一部の層領域における窒素原子の分布状態は不
均一な分布状態とする。ここで不均一な分布状態とは、
窒素原子の分布濃度が、支持体表面と平行な面方向にお
いては常に均一であるが、第一の層の層厚方向において
不均一であることをいうものである。
領域に含有せしめてもよいし、あるいは第一の層の一部
の層領域のみに含有せしめてもよく、該第一の層の全層
領域又は一部の層領域における窒素原子の分布状態は不
均一な分布状態とする。ここで不均一な分布状態とは、
窒素原子の分布濃度が、支持体表面と平行な面方向にお
いては常に均一であるが、第一の層の層厚方向において
不均一であることをいうものである。
窒素原子を第一の層の全層領域に不均一な分布状態で
含有せしめるか、あるいは一部の層領域に不均一な分布
状態で含有せしめるかについては、所望の目的、作用効
果を効率的に達成するため、適宜選択する必要がある。
含有せしめるか、あるいは一部の層領域に不均一な分布
状態で含有せしめるかについては、所望の目的、作用効
果を効率的に達成するため、適宜選択する必要がある。
即ち、第一の層の光感度と暗抵抗の向上を主たる目的
とする場合には第1図に示すごとく、全層領域中に含有
せしめる。そしてこの場合の窒素原子の含有量は、高光
感度を維持するため、比較的少量とする。
とする場合には第1図に示すごとく、全層領域中に含有
せしめる。そしてこの場合の窒素原子の含有量は、高光
感度を維持するため、比較的少量とする。
また、第一の層と支持体の間の密着性の良化を図るこ
とを主たる目的とする場合には、第一の層の支持体と接
する側において窒素原子の分布濃度が高くなる様な分布
状態で含有せしめ、第一の層と第二の層の間の密着性の
良化を図ることを主たる目的とする場合には、第一の層
の第二の層と接する側において窒素原子の分布濃度が高
くなる様な分布状態で含有せしめる。さらに、第一の層
と第二の層の間の密着性の良化を図ることを目的とする
場合、後で述べるところの第二の層に窒素原子を均一な
分布状態で含有せしめることも可能である。いずれの場
合にも、密着性の良化を図ることを目的とする場合は、
密着性の強化を確実にするために、含有せしめる窒素原
子の量を比較的多量にするのが好ましい。
とを主たる目的とする場合には、第一の層の支持体と接
する側において窒素原子の分布濃度が高くなる様な分布
状態で含有せしめ、第一の層と第二の層の間の密着性の
良化を図ることを主たる目的とする場合には、第一の層
の第二の層と接する側において窒素原子の分布濃度が高
くなる様な分布状態で含有せしめる。さらに、第一の層
と第二の層の間の密着性の良化を図ることを目的とする
場合、後で述べるところの第二の層に窒素原子を均一な
分布状態で含有せしめることも可能である。いずれの場
合にも、密着性の良化を図ることを目的とする場合は、
密着性の強化を確実にするために、含有せしめる窒素原
子の量を比較的多量にするのが好ましい。
次に、第一の層の支持体と接する側において窒素原子
の分布濃度が高くなる様に分布している場合を1例とし
て用い、窒素原子の不均一な分布状態の典型的ないくつ
かの例を第5〜13図を用いて説明するが、本発明はこれ
らの例に限定されるものでなく、上述のごときそれぞれ
の目的に応じて、あるいは2つ以上の目的を同時に達成
するように、窒素原子の分布状態を適宜選択することが
できるものである。
の分布濃度が高くなる様に分布している場合を1例とし
て用い、窒素原子の不均一な分布状態の典型的ないくつ
かの例を第5〜13図を用いて説明するが、本発明はこれ
らの例に限定されるものでなく、上述のごときそれぞれ
の目的に応じて、あるいは2つ以上の目的を同時に達成
するように、窒素原子の分布状態を適宜選択することが
できるものである。
各図において、横軸は窒素原子の分布濃度Cを、縦軸
は第一の層102の層厚を示し、tBは支持体101側と第一の
層との界面位置を、tTは第二の層103と第一の層との界
面位置を示す。
は第一の層102の層厚を示し、tBは支持体101側と第一の
層との界面位置を、tTは第二の層103と第一の層との界
面位置を示す。
第5図は、第一の層中に含有せしめる窒素原子の層厚
方向の分布状態の第1の典型例を示している。該例で
は、窒素原子を含有する第一の層と支持体表面とが接す
る界面位置tBより位置t1までは、窒素原子の分布濃度C
がC1なる一定値をとり、位置t1より第一の層が第二の層
と接する界面位置tTまでは、窒素原子の分布濃度Cが濃
度C2から連続的に減少し、界面位置tTにおいては窒素原
子の分布濃度CがC3となる。
方向の分布状態の第1の典型例を示している。該例で
は、窒素原子を含有する第一の層と支持体表面とが接す
る界面位置tBより位置t1までは、窒素原子の分布濃度C
がC1なる一定値をとり、位置t1より第一の層が第二の層
と接する界面位置tTまでは、窒素原子の分布濃度Cが濃
度C2から連続的に減少し、界面位置tTにおいては窒素原
子の分布濃度CがC3となる。
第6図は、他の典型例の1つを示している。該例で
は、第一の層に含有せしめる窒素原子の分布濃度Cは、
位置tBから位置tTにいたるまで、濃度C4から連続的に減
少し、位置tTにおいて濃度C5となる。
は、第一の層に含有せしめる窒素原子の分布濃度Cは、
位置tBから位置tTにいたるまで、濃度C4から連続的に減
少し、位置tTにおいて濃度C5となる。
第7図に示す例では、位置tBから位置t2までは窒素原
子の分布濃度Cが濃度C6なる一定値を保ち、位置t2から
位置tTにいたるまでは、窒素原子の分布濃度Cは濃度C7
から徐々に連続的に減少して位置tTにおいては窒素原子
の分布濃度Cは実質的にゼロとなる。但し、ここで実質
的にゼロとは、検出限界量未満の場合をいう。
子の分布濃度Cが濃度C6なる一定値を保ち、位置t2から
位置tTにいたるまでは、窒素原子の分布濃度Cは濃度C7
から徐々に連続的に減少して位置tTにおいては窒素原子
の分布濃度Cは実質的にゼロとなる。但し、ここで実質
的にゼロとは、検出限界量未満の場合をいう。
第8図に示す例では、窒素原子の分布濃度Cは位置tB
より位置tTにいたるまで、濃度C8から連続的に徐々に減
少し、位置tTにおいては窒素原子の分布濃度Cは実質的
にゼロとなる。
より位置tTにいたるまで、濃度C8から連続的に徐々に減
少し、位置tTにおいては窒素原子の分布濃度Cは実質的
にゼロとなる。
第9図に示す例では、窒素原子の分布濃度Cは、位置
tBより位置t3の間においては濃度C9の一定値にあり、位
置t3から位置tTの間においては、濃度C9から濃度C10と
なるまで、一次関数的に減少する。
tBより位置t3の間においては濃度C9の一定値にあり、位
置t3から位置tTの間においては、濃度C9から濃度C10と
なるまで、一次関数的に減少する。
第10図に示す例では、窒素原子の分布濃度Cは、位置
tBより位置t4にいたるまでは濃度C11の一定値にあり、
位置t4より位置tTまでは濃度C12から濃度C13となるまで
一次関数的に減少する。
tBより位置t4にいたるまでは濃度C11の一定値にあり、
位置t4より位置tTまでは濃度C12から濃度C13となるまで
一次関数的に減少する。
第11図に示す例においては、窒素原子の分布濃度C
は、位置tBから位置tTにいたるまで、濃度C14から実質
的にゼロとなるまで一次関数的に減少する。
は、位置tBから位置tTにいたるまで、濃度C14から実質
的にゼロとなるまで一次関数的に減少する。
第12図に示す例では、窒素原子の分布濃度Cは、位置
tBから位置t5にいたるまで濃度C15から濃度C16となるま
で一次関数的に減少し、位置t5から位置tTまでは濃度C
16の一定値を保つ。
tBから位置t5にいたるまで濃度C15から濃度C16となるま
で一次関数的に減少し、位置t5から位置tTまでは濃度C
16の一定値を保つ。
最後に、第13図に示す例では、窒素原子の分布濃度C
は、位置tBにおいて濃度C17であり、位置tBから位置t6
までは濃度C17からはじめはゆつくり減少して、位置t6
付近では急激に減少し、位置t6では濃度C18となる。次
に、位置t6か位置t7までははじめのうちは急激に減少
し、その後は緩かに徐々に減少し、位置t7においては濃
度C19となる。更に位置t7と位置t8の間では極めてゆつ
くりと徐々に減少し、位置t8において濃度C20となる。
また更に、位置t8から位置tTにいたるまでは、濃度C20
から実質的にゼロとなるまで徐々に減少する。
は、位置tBにおいて濃度C17であり、位置tBから位置t6
までは濃度C17からはじめはゆつくり減少して、位置t6
付近では急激に減少し、位置t6では濃度C18となる。次
に、位置t6か位置t7までははじめのうちは急激に減少
し、その後は緩かに徐々に減少し、位置t7においては濃
度C19となる。更に位置t7と位置t8の間では極めてゆつ
くりと徐々に減少し、位置t8において濃度C20となる。
また更に、位置t8から位置tTにいたるまでは、濃度C20
から実質的にゼロとなるまで徐々に減少する。
第5図〜第13図に示した例では、支持体側において窒
素原子の分布濃度の高い領域を有し、第二の層との界面
においては、窒素原子の分布濃度が支持体側のそれと比
較して充分に低い場合を示したものであるが、前述のご
とく目的によつては、窒素原子の層厚方向の分布濃度を
第二の層側において比較的高濃度とし、支持体側に向か
つて減少するように分布させることもできる。
素原子の分布濃度の高い領域を有し、第二の層との界面
においては、窒素原子の分布濃度が支持体側のそれと比
較して充分に低い場合を示したものであるが、前述のご
とく目的によつては、窒素原子の層厚方向の分布濃度を
第二の層側において比較的高濃度とし、支持体側に向か
つて減少するように分布させることもできる。
さらに、本発明においては第一の層に含有せしめる窒
素原子は、第5図〜第13図に示したごとく、支持体側に
比較的高濃度に含有せしめることにより支持体と第一の
層の密着性を向上させることができるが、この場合、窒
素原子を高濃度で含有せしめた局在領域を有するように
すると、より一層密着性の向上を図ることができる。こ
の様な局在領域は第5図〜第13図に示す記号を用いて記
載すれば、界面位置tBより5μ以内に設けることが望ま
しい。そして、このような局在領域は、窒素原子を含有
する一部の層領域の全部であつても、あるいは一部の層
領域のさらに一部であつてもよい。
素原子は、第5図〜第13図に示したごとく、支持体側に
比較的高濃度に含有せしめることにより支持体と第一の
層の密着性を向上させることができるが、この場合、窒
素原子を高濃度で含有せしめた局在領域を有するように
すると、より一層密着性の向上を図ることができる。こ
の様な局在領域は第5図〜第13図に示す記号を用いて記
載すれば、界面位置tBより5μ以内に設けることが望ま
しい。そして、このような局在領域は、窒素原子を含有
する一部の層領域の全部であつても、あるいは一部の層
領域のさらに一部であつてもよい。
また、上述の目的を2つ以上同時に達成するために
は、例えば支持体と第一の層との間の密着性の良化を図
る目的と、光感度と暗抵抗の向上を図る目的との両方の
目的を達成するためには、第一の層の支持体側において
は比較的高濃度に窒素原子を分布させ、第一の層の第二
の層との界面側において比較的低濃度に窒素原子を分布
させるか、あるいは第二の層との界面側において窒素原
子を積極的に含有しない様な分布状態を形成すればよ
い。
は、例えば支持体と第一の層との間の密着性の良化を図
る目的と、光感度と暗抵抗の向上を図る目的との両方の
目的を達成するためには、第一の層の支持体側において
は比較的高濃度に窒素原子を分布させ、第一の層の第二
の層との界面側において比較的低濃度に窒素原子を分布
させるか、あるいは第二の層との界面側において窒素原
子を積極的に含有しない様な分布状態を形成すればよ
い。
本発明において、第一の層に含有せしめる窒素原子の
含有量は、第一の層自体に要求される特性、あるいは、
支持体又は第二の層と接する一部の層領域に含有せしめ
る場合においては隣接する層あるいは支持体の特性との
関係等、相互的、且つ有機的関連性を考慮して決定され
るが、通常は1×10-3〜50atomic%とするが、より好ま
しくは2×10-3〜40atomic%、最適には3×10-3〜30at
omic%とする。また、窒素原子を第一の層の全層領域に
含有せしめるか、あるいは、窒素原子を含有する一部の
層領域の第一の層に占める割合が充分に大きい場合に
は、窒素原子の含有量の上限は、前記の値より充分小さ
くすることが好ましい。例えば窒素原子を含有する一部
の層領域の層厚が第一の層の層厚の5分の2以上となる
ような場合には、該一部の層領域中に含有せしめる窒素
原子の量の上限は、通常は30atomic%以下とするが、よ
り好ましくは20atomic%以下、最適には10atomic%以下
とする。さらに、窒素原子を高濃度に含有する局在領域
を形成する場合、窒素原子の層厚方向の分布状態とし
て、窒素原子の分布濃度の最大値Cmaxが通常5×102ato
mic ppm以上とするが、より好ましくは8×102atomic p
pm以上、最適には1×103atomic ppm以上となるような
分布状態を形成するようにすることが望ましい。
含有量は、第一の層自体に要求される特性、あるいは、
支持体又は第二の層と接する一部の層領域に含有せしめ
る場合においては隣接する層あるいは支持体の特性との
関係等、相互的、且つ有機的関連性を考慮して決定され
るが、通常は1×10-3〜50atomic%とするが、より好ま
しくは2×10-3〜40atomic%、最適には3×10-3〜30at
omic%とする。また、窒素原子を第一の層の全層領域に
含有せしめるか、あるいは、窒素原子を含有する一部の
層領域の第一の層に占める割合が充分に大きい場合に
は、窒素原子の含有量の上限は、前記の値より充分小さ
くすることが好ましい。例えば窒素原子を含有する一部
の層領域の層厚が第一の層の層厚の5分の2以上となる
ような場合には、該一部の層領域中に含有せしめる窒素
原子の量の上限は、通常は30atomic%以下とするが、よ
り好ましくは20atomic%以下、最適には10atomic%以下
とする。さらに、窒素原子を高濃度に含有する局在領域
を形成する場合、窒素原子の層厚方向の分布状態とし
て、窒素原子の分布濃度の最大値Cmaxが通常5×102ato
mic ppm以上とするが、より好ましくは8×102atomic p
pm以上、最適には1×103atomic ppm以上となるような
分布状態を形成するようにすることが望ましい。
本発明においては、第一の層中に窒素原子を含有せし
めることにより、前述のごとき効果を得るものである
が、これらの効果を更に一層助長させる目的で、前述の
窒素原子に加えて更に酸素原子を第一の層に含有せしめ
ることができる。また、本発明の窒素原子は、第二の層
に含有せしめてもよいことは前述のとおりであるが、こ
の場合にも同じ目的で酸素原子を更に含有せしめること
ができる。酸素原子を含有せしめるにあたり、その分布
状態や含有せしめる量等は窒素原子の場合と同様であつ
て、即ち、高光感度化及び高暗抵抗化を主たる目的とす
る場合には、第一の層の全層領域に含有せしめ、その量
は比較的少量であり、また支持体と第一の層又は第一の
層と第二の層との密着性の向上を主たる目的とする場合
には、先に示した第2図や第3図に示すように、第一の
層の一部の層領域に不均一な分布状態で、比較的多量に
含有せしめる。そして、窒素原子と酸素原子の含有せし
める層領域、含有量、あるいはそれらの原子の分布状態
は、同じであつてもよく、あるいは異なつていてもよ
い。
めることにより、前述のごとき効果を得るものである
が、これらの効果を更に一層助長させる目的で、前述の
窒素原子に加えて更に酸素原子を第一の層に含有せしめ
ることができる。また、本発明の窒素原子は、第二の層
に含有せしめてもよいことは前述のとおりであるが、こ
の場合にも同じ目的で酸素原子を更に含有せしめること
ができる。酸素原子を含有せしめるにあたり、その分布
状態や含有せしめる量等は窒素原子の場合と同様であつ
て、即ち、高光感度化及び高暗抵抗化を主たる目的とす
る場合には、第一の層の全層領域に含有せしめ、その量
は比較的少量であり、また支持体と第一の層又は第一の
層と第二の層との密着性の向上を主たる目的とする場合
には、先に示した第2図や第3図に示すように、第一の
層の一部の層領域に不均一な分布状態で、比較的多量に
含有せしめる。そして、窒素原子と酸素原子の含有せし
める層領域、含有量、あるいはそれらの原子の分布状態
は、同じであつてもよく、あるいは異なつていてもよ
い。
本発明の第一の層には、以上の説明のごとく、第III
族原子又は第V族原子、窒素原子あるいは更に酸素原子
を含有せしめるものであるが、これらの各々の原子は、
本発明において目的とする所望の特性を効率的に得るよ
うに、各原子の含有量および各原子の分布状態を適宜選
択して用いるものであつて、各々の原子を含有せしめる
層領域は互いに異なつていてもよく、さらには互いに一
部が重なり合つていてもよい。以下、第4図にその1例
を示すが、該例によつて本発明が限定されることはな
い。第4図に示す例では、第一の層が支持体側より、層
領域107、層領域108、層領域109の層領域から成るもの
であり、層領域107は第III族原子又は第V族原子および
窒素原子を含有しているものとし、層領域108は第III族
原子又は第V族原子を含有せず、窒素原子を含有してい
るものとする。そして、層領域109は第III族原子又は第
V族原子、および酸素原子のいずれも含有しないものと
する。窒素原子は層領域107および108において、支持体
と接する側で高濃度となるように不均一に分布してい
る。
族原子又は第V族原子、窒素原子あるいは更に酸素原子
を含有せしめるものであるが、これらの各々の原子は、
本発明において目的とする所望の特性を効率的に得るよ
うに、各原子の含有量および各原子の分布状態を適宜選
択して用いるものであつて、各々の原子を含有せしめる
層領域は互いに異なつていてもよく、さらには互いに一
部が重なり合つていてもよい。以下、第4図にその1例
を示すが、該例によつて本発明が限定されることはな
い。第4図に示す例では、第一の層が支持体側より、層
領域107、層領域108、層領域109の層領域から成るもの
であり、層領域107は第III族原子又は第V族原子および
窒素原子を含有しているものとし、層領域108は第III族
原子又は第V族原子を含有せず、窒素原子を含有してい
るものとする。そして、層領域109は第III族原子又は第
V族原子、および酸素原子のいずれも含有しないものと
する。窒素原子は層領域107および108において、支持体
と接する側で高濃度となるように不均一に分布してい
る。
第一の層102の層厚は、本発明の目的を効率的に達成
するための重要な要因の1つであり、所望の目的に応じ
て適宜決定するものである。また、第一の層に含有せし
める第III族原子又は第V族原子、窒素原子、酸素原
子、および水素原子又は/及びハロゲン原子の量、ある
いは第一の層と第二の層相互の層厚等の関係において、
要求される特性に応じて、相互的かつ有機的関連性の下
に決定する必要もある。更に、生産性や量産性をも加味
した経済性の点においても充分に考慮する必要がある。
こうしたことから第一の層の層厚は通常は1〜1×102
μとするが、好ましくは1〜80μ、最適には2〜50μと
するのが望ましい。
するための重要な要因の1つであり、所望の目的に応じ
て適宜決定するものである。また、第一の層に含有せし
める第III族原子又は第V族原子、窒素原子、酸素原
子、および水素原子又は/及びハロゲン原子の量、ある
いは第一の層と第二の層相互の層厚等の関係において、
要求される特性に応じて、相互的かつ有機的関連性の下
に決定する必要もある。更に、生産性や量産性をも加味
した経済性の点においても充分に考慮する必要がある。
こうしたことから第一の層の層厚は通常は1〜1×102
μとするが、好ましくは1〜80μ、最適には2〜50μと
するのが望ましい。
本発明の光受容部材の第二の層103は、a−SiC(H,
X)で構成され、該層の全層領域に伝導性を制御する物
質を均一な分布状態で含有しているものであつて、耐湿
性、連続繰返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特
性、および耐久性等を向上させる目的で、第一の層上に
設けられる。そしてこの目的は、第二の層を構成するア
モルフアス材料に炭素原子を構造的に導入せしめること
により達成できる。第二の層に炭素原子を構造的に導入
する場合、炭素原子の量の増加に伴つて、前述の特性は
向上するが、炭素原子の量が多すぎると層品質が低下
し、電気的および機械的特性も低下する。こうしたこと
から、炭素原子の含有量は通常は、1×10-3〜90atomic
%とし、好ましくは1〜90atomic%、最適には10〜80at
omic%とする。
X)で構成され、該層の全層領域に伝導性を制御する物
質を均一な分布状態で含有しているものであつて、耐湿
性、連続繰返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特
性、および耐久性等を向上させる目的で、第一の層上に
設けられる。そしてこの目的は、第二の層を構成するア
モルフアス材料に炭素原子を構造的に導入せしめること
により達成できる。第二の層に炭素原子を構造的に導入
する場合、炭素原子の量の増加に伴つて、前述の特性は
向上するが、炭素原子の量が多すぎると層品質が低下
し、電気的および機械的特性も低下する。こうしたこと
から、炭素原子の含有量は通常は、1×10-3〜90atomic
%とし、好ましくは1〜90atomic%、最適には10〜80at
omic%とする。
さらに、連続繰返し使用特性および耐久性の向上のた
めには、第二の層の層厚を厚くすることが好ましいが、
層厚が厚くなると残留電位の発生原因となる。そうした
残留電位の発生は、第二の層に伝導性を制御する物質、
即ち、第III族原子又は第V族原子を含有せしめること
により防止するかあるいは実質的な影響がない程度に抑
止することができる。また、通常の場合のこの種の第二
の層は、機械的耐久性には優れているが、先端が鋭角な
もので該層の表面を摺擦したり、あるいは押圧したりす
ると、表面にいわゆる傷として残らないにしても、帯電
処理時には静電荷的痕跡傷となつて現われ、トナー転写
画像の画像品質の低下をきたしてしまう場合が多々あ
る。こうした場合にも、第二の層に前述の伝導性を制御
する物質を含有せしめることにより、そうした問題の発
生を未然に防止できる。したがつて、第二の層に伝導性
を制御する物質であるところの第III族原子又は第V族
原子を含有せしめることは、本発明の目的を達成し得る
所望の特性を有する第二の層を形成するについて重要で
ある。そして、第二の層に含有せしめる第III族原子又
は第V族原子の量は、通常は1.0〜104atomic ppmとする
が、好ましくは10〜5×103atomic ppm、最適には102〜
5×103atomic ppmとするのが望ましい。
めには、第二の層の層厚を厚くすることが好ましいが、
層厚が厚くなると残留電位の発生原因となる。そうした
残留電位の発生は、第二の層に伝導性を制御する物質、
即ち、第III族原子又は第V族原子を含有せしめること
により防止するかあるいは実質的な影響がない程度に抑
止することができる。また、通常の場合のこの種の第二
の層は、機械的耐久性には優れているが、先端が鋭角な
もので該層の表面を摺擦したり、あるいは押圧したりす
ると、表面にいわゆる傷として残らないにしても、帯電
処理時には静電荷的痕跡傷となつて現われ、トナー転写
画像の画像品質の低下をきたしてしまう場合が多々あ
る。こうした場合にも、第二の層に前述の伝導性を制御
する物質を含有せしめることにより、そうした問題の発
生を未然に防止できる。したがつて、第二の層に伝導性
を制御する物質であるところの第III族原子又は第V族
原子を含有せしめることは、本発明の目的を達成し得る
所望の特性を有する第二の層を形成するについて重要で
ある。そして、第二の層に含有せしめる第III族原子又
は第V族原子の量は、通常は1.0〜104atomic ppmとする
が、好ましくは10〜5×103atomic ppm、最適には102〜
5×103atomic ppmとするのが望ましい。
本発明の光受容部材の第二の層103には、第一の層102
と第二の層103との間の密着性を良化するため、窒素原
子あるいは酸素原子を該層103の全層領域に均一な分布
状態で含有せしめることもでき、特に、第一の層102が
少くとも窒素原子を、そしてまた酸素原子をも含有しな
い場合には、第二の層103に少くとも窒素原子を、そし
て、必要に応じて酸素原子を含有せしめる。そして、第
二の層103に含有せしめる窒素原子あるいは酸素原子の
量は、通常は1×10-3〜50atomic%とするが、より好ま
しくは2×10-3〜40atomic%、最適には3×10-3〜30at
omic%とする。
と第二の層103との間の密着性を良化するため、窒素原
子あるいは酸素原子を該層103の全層領域に均一な分布
状態で含有せしめることもでき、特に、第一の層102が
少くとも窒素原子を、そしてまた酸素原子をも含有しな
い場合には、第二の層103に少くとも窒素原子を、そし
て、必要に応じて酸素原子を含有せしめる。そして、第
二の層103に含有せしめる窒素原子あるいは酸素原子の
量は、通常は1×10-3〜50atomic%とするが、より好ま
しくは2×10-3〜40atomic%、最適には3×10-3〜30at
omic%とする。
第二の層103は、所望通りの特性が得られるように注
意深く形成する必要がある。即ち、シリコン原子、炭素
原子、水素原子及び/又はハロゲン原子、および第III
族原子又は第V族原子を構成原子とする物質は、各構成
原子の含有量やその他の作成条件によつて、形態は結晶
状態から非晶質状態までをとり、電気的物性は導電性か
ら、半導電性、絶縁性までを、さらに光電的性質は光導
電的性質から非光導電的性質までを、各々示すため、目
的に応じた所望の特性を有する第二の層103を形成しう
るように、各構成原子の含有量や作成条件等を選ぶこと
が重要である。
意深く形成する必要がある。即ち、シリコン原子、炭素
原子、水素原子及び/又はハロゲン原子、および第III
族原子又は第V族原子を構成原子とする物質は、各構成
原子の含有量やその他の作成条件によつて、形態は結晶
状態から非晶質状態までをとり、電気的物性は導電性か
ら、半導電性、絶縁性までを、さらに光電的性質は光導
電的性質から非光導電的性質までを、各々示すため、目
的に応じた所望の特性を有する第二の層103を形成しう
るように、各構成原子の含有量や作成条件等を選ぶこと
が重要である。
例えば、第二の層103を電気的耐圧性の向上を主たる
目的として設ける場合には、第二の層103を構成する非
晶質材料は、使用条件下において電気絶縁的挙動の顕著
なものとして形成する。又、第二の層103を連続繰返し
使用特性や使用環境特性の向上を主たる目的として設け
る場合には、第二の層103を構成する非晶質材料は、前
述の電気的絶縁性の度合はある程度緩和するが、照射す
る光に対してある程度の感度を有するものとして形成す
る。
目的として設ける場合には、第二の層103を構成する非
晶質材料は、使用条件下において電気絶縁的挙動の顕著
なものとして形成する。又、第二の層103を連続繰返し
使用特性や使用環境特性の向上を主たる目的として設け
る場合には、第二の層103を構成する非晶質材料は、前
述の電気的絶縁性の度合はある程度緩和するが、照射す
る光に対してある程度の感度を有するものとして形成す
る。
また、本発明において、第二の層の層厚も本発明の目
的を効率的に達成するための重要な要因の1つであり、
所期の目的に応じて適宜決定されるものであるが、該層
に含有せしめる第III族原子、第V族原子、炭素原子、
ハロゲン原子、水素原子の量、あるいは第二の層に要求
される特性に応じて相互的かつ有機的関連性の下に決定
する必要がある。更に、生産性や量産性をも加味した経
済性の点においても考慮する必要もある。こうしたこと
から、第二の層の層厚は通常は3×10-3〜30μとする
が、より好ましくは4×10-3〜20μ、特に好ましくは5
×10-3〜10μとする。
的を効率的に達成するための重要な要因の1つであり、
所期の目的に応じて適宜決定されるものであるが、該層
に含有せしめる第III族原子、第V族原子、炭素原子、
ハロゲン原子、水素原子の量、あるいは第二の層に要求
される特性に応じて相互的かつ有機的関連性の下に決定
する必要がある。更に、生産性や量産性をも加味した経
済性の点においても考慮する必要もある。こうしたこと
から、第二の層の層厚は通常は3×10-3〜30μとする
が、より好ましくは4×10-3〜20μ、特に好ましくは5
×10-3〜10μとする。
本発明の光受容部材は前記のごとき層構成としたこと
により、前記したアモルフアスシリコンで構成された光
受容層を有する光受容部材の諸問題の総てを解決でき、
極めて優れた電気的、光学的、光導電的特性、電気的耐
圧性及び使用環境特性を示す。特に、電子写真用像形成
部材として適用した場合には、画像形成への残留電位の
影響が全くなく、その電気的特性が安定しており高感度
で、高SN比を有するものであつて、耐光疲労、繰返し使
用特性に優れ、濃度が高く、ハーフトーンが鮮明に出
て、且つ解像度の高い、高品質の画像を安定して繰返し
得ることができる。
により、前記したアモルフアスシリコンで構成された光
受容層を有する光受容部材の諸問題の総てを解決でき、
極めて優れた電気的、光学的、光導電的特性、電気的耐
圧性及び使用環境特性を示す。特に、電子写真用像形成
部材として適用した場合には、画像形成への残留電位の
影響が全くなく、その電気的特性が安定しており高感度
で、高SN比を有するものであつて、耐光疲労、繰返し使
用特性に優れ、濃度が高く、ハーフトーンが鮮明に出
て、且つ解像度の高い、高品質の画像を安定して繰返し
得ることができる。
又、本発明の光受容部材は支持体上に形成される光受
容層が、層自体が強靱であつて、かつ支持体との密着性
に著しく優れているため、高速で長時間連続的に繰返し
使用することが出来る。
容層が、層自体が強靱であつて、かつ支持体との密着性
に著しく優れているため、高速で長時間連続的に繰返し
使用することが出来る。
次に本発明の光受容層の形成方法について説明する。
本発明の光受容層を構成する非晶質材料はいずれもグ
ロー放電法、スパツタリング法、或いはイオンプレーテ
イング法等の放電現象を利用する真空堆積法によつて行
われる。これ等の製造法は、製造条件、設備資本投下の
負荷程度、製造規模、作製される光受容部材に所望され
る特性等の要因によつて適宜選択されて採用されるが、
所望の特性を有する光受容部材を製造するに当つての条
件の制御が比較的容易であり、シリコン原子と共に炭素
原子及び水素原子の導入を容易に行い得る等のことから
して、グロー放電法或いはスパツタリング法が好適であ
る。そして、グロー放電法とスパツタリング法とを同一
装置系内で併用して形成してもよい。
ロー放電法、スパツタリング法、或いはイオンプレーテ
イング法等の放電現象を利用する真空堆積法によつて行
われる。これ等の製造法は、製造条件、設備資本投下の
負荷程度、製造規模、作製される光受容部材に所望され
る特性等の要因によつて適宜選択されて採用されるが、
所望の特性を有する光受容部材を製造するに当つての条
件の制御が比較的容易であり、シリコン原子と共に炭素
原子及び水素原子の導入を容易に行い得る等のことから
して、グロー放電法或いはスパツタリング法が好適であ
る。そして、グロー放電法とスパツタリング法とを同一
装置系内で併用して形成してもよい。
例えば、グロー放電法によつて、a−Si(H,X)で構
成される層を形成するには、基本的にはシリコン原子
(Si)を供給し得るSi供給用の原料ガスと共に、水素原
子(H)導入用の又は/及びハロゲン原子(X)導入用
の原料ガスを、内部が減圧にし得る堆積室内に導入し
て、該堆積室内にグロー放電を生起させ、予め所定位置
に設置した所定の支持体表面上にa−Si(H,X)から成
る層を形成する。
成される層を形成するには、基本的にはシリコン原子
(Si)を供給し得るSi供給用の原料ガスと共に、水素原
子(H)導入用の又は/及びハロゲン原子(X)導入用
の原料ガスを、内部が減圧にし得る堆積室内に導入し
て、該堆積室内にグロー放電を生起させ、予め所定位置
に設置した所定の支持体表面上にa−Si(H,X)から成
る層を形成する。
必要に応じて層中に含有せしめるハロゲン原子(X)
としては、具体的にはフツ素、塩素、臭素、ヨウ素が上
げられるが、殊にフツ素、塩素が好ましい。
としては、具体的にはフツ素、塩素、臭素、ヨウ素が上
げられるが、殊にフツ素、塩素が好ましい。
前記Si供給用の原料ガスとしては、SiH4、Si2H6、Si3
H8、Si4H10等のガス状態の又はガス化し得る水素化硅素
(シラン類)が挙げられ、殊に、層作成作業のし易さ、
Si供給効率の良さ等の点でSiH4、Si2H6が好ましい。
H8、Si4H10等のガス状態の又はガス化し得る水素化硅素
(シラン類)が挙げられ、殊に、層作成作業のし易さ、
Si供給効率の良さ等の点でSiH4、Si2H6が好ましい。
前記水素原子供給用の原料ガスとしては、H2ガスHC
l、HF、HBr、HI等のハロゲン化物、SiH4、Si2H6、Si4H
10等の前記水素化硅素、あるいはSiH2F2、SiH2、SiH2Cl
2、SiHCl3、SiH2Br2、SiHBr3等のハロゲン置換水素化硅
素等のガス状態の又はガス化しうるものを用いることが
でき、これ等の原料ガスを用いた場合には、電気的ある
いは光電的特性の制御という点で極めて有効であるとこ
ろの水素原子の含有量の制御を容易にできるため有効で
ある。さらにハロゲン化水素又はハロゲン置換水素化硅
素を用いた場合には、水素原子の導入とともにハロゲン
原子も導入されるので有効である。
l、HF、HBr、HI等のハロゲン化物、SiH4、Si2H6、Si4H
10等の前記水素化硅素、あるいはSiH2F2、SiH2、SiH2Cl
2、SiHCl3、SiH2Br2、SiHBr3等のハロゲン置換水素化硅
素等のガス状態の又はガス化しうるものを用いることが
でき、これ等の原料ガスを用いた場合には、電気的ある
いは光電的特性の制御という点で極めて有効であるとこ
ろの水素原子の含有量の制御を容易にできるため有効で
ある。さらにハロゲン化水素又はハロゲン置換水素化硅
素を用いた場合には、水素原子の導入とともにハロゲン
原子も導入されるので有効である。
また、前記ハロゲン原子導入用の原料ガスとしては、多
くのハロゲン化合物が挙げられ、例えばハロゲンガス、
ハロゲン化物、ハロゲン間化合物、ハロゲンで置換され
たシラン誘導体等のガス状態の又はガス化し得るハロゲ
ン化合物が好ましい。具体的には、ハロゲン化合物とし
ては、フツ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲンガス、Br
F、ClF、ClF3、BrF5、BrF3、IF3、IF7、ICl、IBr等のハ
ロゲン間化合物を挙げることができ、ハロゲン原子を含
む硅素化合物、所謂、ハロゲン原子で置換されたシラン
誘導体としては、SiF4、Si2F6、SiCl4、SiBr4等のハロ
ゲン化硅素が好ましいものとして挙げられる。
くのハロゲン化合物が挙げられ、例えばハロゲンガス、
ハロゲン化物、ハロゲン間化合物、ハロゲンで置換され
たシラン誘導体等のガス状態の又はガス化し得るハロゲ
ン化合物が好ましい。具体的には、ハロゲン化合物とし
ては、フツ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲンガス、Br
F、ClF、ClF3、BrF5、BrF3、IF3、IF7、ICl、IBr等のハ
ロゲン間化合物を挙げることができ、ハロゲン原子を含
む硅素化合物、所謂、ハロゲン原子で置換されたシラン
誘導体としては、SiF4、Si2F6、SiCl4、SiBr4等のハロ
ゲン化硅素が好ましいものとして挙げられる。
この様なハロゲン原子を含む硅素化合物を使用してグ
ロー放電法により形成する場合には、Siを供給し得る原
料ガスとしての水素化硅素ガスを使用しなくとも、所定
の支持体上にハロゲン原子を含むa−Siから成る層を形
成する事ができる。ハロゲン原子導入用の原料ガスとし
て前記のハロゲン化合物或いはハロゲンを含む硅素化合
物が有効なものとして使用できるが、これ等の他に、H
F、HCl、HBr、HI等のハロゲン化水素、SiH2F2、SiH
2I2、SiH2Cl2、SiHCl3、SiH2Br2、SiHBr3等のハロゲン
置換水素化硅素、等々のガス状態の或いはガス化し得
る、水素原子を構成要素の1つとするハロゲン化物も有
効な出発物質として挙げる事ができる。
ロー放電法により形成する場合には、Siを供給し得る原
料ガスとしての水素化硅素ガスを使用しなくとも、所定
の支持体上にハロゲン原子を含むa−Siから成る層を形
成する事ができる。ハロゲン原子導入用の原料ガスとし
て前記のハロゲン化合物或いはハロゲンを含む硅素化合
物が有効なものとして使用できるが、これ等の他に、H
F、HCl、HBr、HI等のハロゲン化水素、SiH2F2、SiH
2I2、SiH2Cl2、SiHCl3、SiH2Br2、SiHBr3等のハロゲン
置換水素化硅素、等々のガス状態の或いはガス化し得
る、水素原子を構成要素の1つとするハロゲン化物も有
効な出発物質として挙げる事ができる。
これ等の水素原子を含むハロゲン化物は、層形成の際
に層中にハロゲン原子の導入と同時に電気的或いは光電
的特性の制御に極めて有効な水素原子も導入しうるの
で、好適なハロゲン原子導入用の原料として使用でき
る。
に層中にハロゲン原子の導入と同時に電気的或いは光電
的特性の制御に極めて有効な水素原子も導入しうるの
で、好適なハロゲン原子導入用の原料として使用でき
る。
グロー放電法を用いて、ハロゲン原子を含む層を形成
する場合、基本的には、Si供給用の原料ガスであるハロ
ゲン化硅素ガスとAr、He等のガス等を所定の混合比とガ
ス流量になる様にして堆積室に導入し、グロー放電を生
起してこれ等のガスのプラズマ雰囲気を形成することに
よつて、所定の支持体上に層を形成し得るものである
が、水素原子の導入を計る為にこれ等のガスに更に水素
原子を含む硅素化合物のガスも所定量混合してもよい。
する場合、基本的には、Si供給用の原料ガスであるハロ
ゲン化硅素ガスとAr、He等のガス等を所定の混合比とガ
ス流量になる様にして堆積室に導入し、グロー放電を生
起してこれ等のガスのプラズマ雰囲気を形成することに
よつて、所定の支持体上に層を形成し得るものである
が、水素原子の導入を計る為にこれ等のガスに更に水素
原子を含む硅素化合物のガスも所定量混合してもよい。
又、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複数種
混合して使用してもよい。
混合して使用してもよい。
反応スパツタリング法或いはイオンプレーテイング法
に依つてa−Si(H,X)から成る層を形成するには、例
えばスパツタリング法の場合にはSiから成るターゲツト
を使用して、これを所定のガスプラズマ雰囲気中でスパ
ツタリングし、イオンプレーテイング法の場合には、多
結晶シリコン又は単結晶シリコンを蒸発源として蒸着ボ
ートに収容し、このシリコン蒸発源を抵抗加熱法、或い
はエレクトロンビーム法(EB法)等によつて加熱蒸発さ
せ飛翔蒸発物を所定のガスプラズマ雰囲気中を通過させ
る事で行うことができる。
に依つてa−Si(H,X)から成る層を形成するには、例
えばスパツタリング法の場合にはSiから成るターゲツト
を使用して、これを所定のガスプラズマ雰囲気中でスパ
ツタリングし、イオンプレーテイング法の場合には、多
結晶シリコン又は単結晶シリコンを蒸発源として蒸着ボ
ートに収容し、このシリコン蒸発源を抵抗加熱法、或い
はエレクトロンビーム法(EB法)等によつて加熱蒸発さ
せ飛翔蒸発物を所定のガスプラズマ雰囲気中を通過させ
る事で行うことができる。
その際、スパツタリング法、イオンプレーテイング法
の何れの場合でも形成される層中にハロゲン原子を導入
するについては、前記のハロゲン化合物又は前記のハロ
ゲン原子を含む硅素化合物のガスを堆積室中に導入して
該ガスのプラズマ雰囲気を形成してやればよい。
の何れの場合でも形成される層中にハロゲン原子を導入
するについては、前記のハロゲン化合物又は前記のハロ
ゲン原子を含む硅素化合物のガスを堆積室中に導入して
該ガスのプラズマ雰囲気を形成してやればよい。
又、水素原子を導入する場合には、水素原子導入用の
原料ガス、例えば、H2或いは前記したシラン類等のガス
をスパツタリング用の堆積室中に導入して該ガスのプラ
ズマ雰囲気を形成してやればよい。具体的には例えば、
反応スパツタリング法の場合には、Siターゲツトを使用
し、ハロゲン原子導入用のガス及びH2を必要に応じてH
e、Ar等の不活性ガスも含めて堆積室内に導入してプラ
ズマ雰囲気を形成し、前記Siターゲツトをスパツタリン
グすることによつて、支持体上にa−Si(H,X)から成
る層を形成する。
原料ガス、例えば、H2或いは前記したシラン類等のガス
をスパツタリング用の堆積室中に導入して該ガスのプラ
ズマ雰囲気を形成してやればよい。具体的には例えば、
反応スパツタリング法の場合には、Siターゲツトを使用
し、ハロゲン原子導入用のガス及びH2を必要に応じてH
e、Ar等の不活性ガスも含めて堆積室内に導入してプラ
ズマ雰囲気を形成し、前記Siターゲツトをスパツタリン
グすることによつて、支持体上にa−Si(H,X)から成
る層を形成する。
グロー放電法、スパツタリング法あるいはイオンプレ
ーテイング法を用いてa−Si(H,X)に第III族原子又は
第V族原子、窒素原子あるいはさらに酸素原子、あるい
は炭素原子を含有せしめた非晶質材料で構成される層を
形成するには、前述のa−Si(H,X)で構成される層形
成の際に、第III族原子又は第V族原子、窒素原子、酸
素原子、又は炭素原子導入用の出発物質をa−Si(H,
X)形成用の出発物質と共に使用し、形成する層中への
それぞれの量を制御しながら行なう。
ーテイング法を用いてa−Si(H,X)に第III族原子又は
第V族原子、窒素原子あるいはさらに酸素原子、あるい
は炭素原子を含有せしめた非晶質材料で構成される層を
形成するには、前述のa−Si(H,X)で構成される層形
成の際に、第III族原子又は第V族原子、窒素原子、酸
素原子、又は炭素原子導入用の出発物質をa−Si(H,
X)形成用の出発物質と共に使用し、形成する層中への
それぞれの量を制御しながら行なう。
例えばグロー放電法によつて第III族原子又は第V族
原子を含有するa−Si(H,X)から構成される層又は層
領域を形成するには、前述のa−Si(H,X)形成用の原
料ガスと、第III族原子又は第V族原子導入用の原料ガ
スと、必要に応じてHeガス、Arガス等の稀釈ガスとを所
定量の混合比で混合して、支持体101の設置してある真
空堆積用の堆積室に導入し、導入されたガスをグロー放
電を生起させることでプラズマ化して前記支持体101上
に第III族原子又は第V族原子を含有するa−Si(H,X)
を堆積させればよい。そのような第III族原子又は第V
族原子導入用の出発物質としては第III族原子又は第V
族原子を構成原子とするガス状態の物質又はガス化しう
る物質をガス化したものであれば、いずれのものであつ
てもよい。
原子を含有するa−Si(H,X)から構成される層又は層
領域を形成するには、前述のa−Si(H,X)形成用の原
料ガスと、第III族原子又は第V族原子導入用の原料ガ
スと、必要に応じてHeガス、Arガス等の稀釈ガスとを所
定量の混合比で混合して、支持体101の設置してある真
空堆積用の堆積室に導入し、導入されたガスをグロー放
電を生起させることでプラズマ化して前記支持体101上
に第III族原子又は第V族原子を含有するa−Si(H,X)
を堆積させればよい。そのような第III族原子又は第V
族原子導入用の出発物質としては第III族原子又は第V
族原子を構成原子とするガス状態の物質又はガス化しう
る物質をガス化したものであれば、いずれのものであつ
てもよい。
本発明において第III族原子導入用の出発物質として
有効に使用されるものとしては、具体的には硼素原子導
入用として、B2H6、B4H10、B5H9、B5H11、B6H10、B
6H12、B6H14等の水素化硼素、BF3、BCl3、BBr3等のハロ
ゲン化硼素等を挙げることができるが、この他、AlC
l3、GaCl3、InCl3、TlCl3等も挙げることができる。
有効に使用されるものとしては、具体的には硼素原子導
入用として、B2H6、B4H10、B5H9、B5H11、B6H10、B
6H12、B6H14等の水素化硼素、BF3、BCl3、BBr3等のハロ
ゲン化硼素等を挙げることができるが、この他、AlC
l3、GaCl3、InCl3、TlCl3等も挙げることができる。
本発明において第V族原子導入用の出発物質として有
効に使用されるのは、具体的には燐原子導入用として
は、PH3、P2H4等の水素化燐、PH4I、PF3、PF5、PCl3、P
Cl5、PBr3、PBr5、PI3等のハロゲン化燐が挙げられる。
この他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、Sb
F3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3、BiBr5等も挙げ
ることができる。
効に使用されるのは、具体的には燐原子導入用として
は、PH3、P2H4等の水素化燐、PH4I、PF3、PF5、PCl3、P
Cl5、PBr3、PBr5、PI3等のハロゲン化燐が挙げられる。
この他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、Sb
F3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3、BiBr5等も挙げ
ることができる。
また、例えば窒素原子を含有する層又は層領域を形成
するには、窒素原子導入用の出発物質を、前述のa−Si
(H,X)で構成される層形成用の出発物質とともに使用
して、形成される層又は層領域中にその量を制御しなが
ら含有せしめる。
するには、窒素原子導入用の出発物質を、前述のa−Si
(H,X)で構成される層形成用の出発物質とともに使用
して、形成される層又は層領域中にその量を制御しなが
ら含有せしめる。
即ち、窒素原子を含有する層又は層領域をグロー放電
法を用いて形成するには、前述のa−Si(H,X)で構成
される層をグロー放電法により形成する際に用いる出発
物質の中から所望に従つて適宜選択したものに、窒素原
子導入用の出発物質が加えられる。例えばシリコン原子
(Si)を構成原子とする原料ガスと、窒素原子(N)を
構成原子とする原料ガスと、必要に応じて水素原子
(H)又は及びハロゲン原子(X)を構成原子とする原
料ガスとを所望の混合比で混合して使用するか、又は、
シリコン原子(Si)を構成原子とする原料ガスと、窒素
原子(N)及び水素原子(H)を構成原子とする原料ガ
スとを、これも又所望の混合比で混合するかして使用す
ることができる。
法を用いて形成するには、前述のa−Si(H,X)で構成
される層をグロー放電法により形成する際に用いる出発
物質の中から所望に従つて適宜選択したものに、窒素原
子導入用の出発物質が加えられる。例えばシリコン原子
(Si)を構成原子とする原料ガスと、窒素原子(N)を
構成原子とする原料ガスと、必要に応じて水素原子
(H)又は及びハロゲン原子(X)を構成原子とする原
料ガスとを所望の混合比で混合して使用するか、又は、
シリコン原子(Si)を構成原子とする原料ガスと、窒素
原子(N)及び水素原子(H)を構成原子とする原料ガ
スとを、これも又所望の混合比で混合するかして使用す
ることができる。
又、別には、シリコン原子(Si)と水素原子(H)と
を構成原子とする原料ガスに窒素原子(N)を構成原子
とする原料ガスを混合して使用してもよい。
を構成原子とする原料ガスに窒素原子(N)を構成原子
とする原料ガスを混合して使用してもよい。
その様な窒素原子導入用の出発物質としては、少なく
とも窒素原子を構成原子とするガス状の物質又はガス化
し得る物質をガス化したものであれば、いずれのもので
あつてもよい。
とも窒素原子を構成原子とするガス状の物質又はガス化
し得る物質をガス化したものであれば、いずれのもので
あつてもよい。
窒素原子導入用の出発物質としては、具体的には、窒
素原子を構成原子とするかあるいは窒素原子と水素原子
を構成原子とする、窒素(H2)、アンモニア(NH3)、
ヒドラジン(H2NNH2)、アジ化水素(HN3)、アジ化ア
ンモニウム(NH4N3)等の窒素、窒化物及びアジ化物等
の窒素化合物を挙げることができる。この他に、三弗化
窒素(F3N)、四弗化窒素(F4N2)等のハロゲン化窒素
化合物を挙げることができ、これらのハロゲン化窒素化
合物を用いる場合、窒素原子(N)の導入に加えて、ハ
ロゲン原子(X)の導入もできる。
素原子を構成原子とするかあるいは窒素原子と水素原子
を構成原子とする、窒素(H2)、アンモニア(NH3)、
ヒドラジン(H2NNH2)、アジ化水素(HN3)、アジ化ア
ンモニウム(NH4N3)等の窒素、窒化物及びアジ化物等
の窒素化合物を挙げることができる。この他に、三弗化
窒素(F3N)、四弗化窒素(F4N2)等のハロゲン化窒素
化合物を挙げることができ、これらのハロゲン化窒素化
合物を用いる場合、窒素原子(N)の導入に加えて、ハ
ロゲン原子(X)の導入もできる。
本発明に於いては、前述のように、窒素原子を含有せ
しめることにより得られる効果を更に助長させる為に、
窒素原子に加えて、更に酸素原子を含有せしめることが
できるが、酸素原子を含有せしめるための酸素原子導入
用の原料ガスとしては、例えば酸素(O2)、オゾン
(O3)、一酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO2)、一二
酸化窒素(N2O)、三二酸化窒素(N2O3)、四三酸化窒
素(N2O4)、五二酸化窒素(N2O5)、三酸化窒素(N
O3)、シリコン原子(Si)と酸素原子(O)と水素原子
(H)とを構成原子とする、例えば、ジシロキサン(H3
SiOSiH3)、トリシロキサン(H3SiOSiH2OSiH3)等の低
級シロキサン等を挙げることができる。
しめることにより得られる効果を更に助長させる為に、
窒素原子に加えて、更に酸素原子を含有せしめることが
できるが、酸素原子を含有せしめるための酸素原子導入
用の原料ガスとしては、例えば酸素(O2)、オゾン
(O3)、一酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO2)、一二
酸化窒素(N2O)、三二酸化窒素(N2O3)、四三酸化窒
素(N2O4)、五二酸化窒素(N2O5)、三酸化窒素(N
O3)、シリコン原子(Si)と酸素原子(O)と水素原子
(H)とを構成原子とする、例えば、ジシロキサン(H3
SiOSiH3)、トリシロキサン(H3SiOSiH2OSiH3)等の低
級シロキサン等を挙げることができる。
スパツタリング法によつて、窒素原子を含有する層領
域を形成するには、単結晶又は多結晶のSiウエーハ又は
Si3N4ウエーハ、又はSiとSi3N4が混合されて含有されて
いるウエーハをターゲツトとして、これ等を種々のガス
雰囲気中でスパツタリングすることによつて行えばよ
い。
域を形成するには、単結晶又は多結晶のSiウエーハ又は
Si3N4ウエーハ、又はSiとSi3N4が混合されて含有されて
いるウエーハをターゲツトとして、これ等を種々のガス
雰囲気中でスパツタリングすることによつて行えばよ
い。
例えば、Siウエーハをターゲツトとして使用すれば、
窒素原子と必要に応じて水素原子又は/及びハロゲン原
子を導入する為の原料ガスを、必要に応じて稀釈ガスで
稀釈して、スパツタリング用の堆積室中に導入し、これ
等のガスのガスプラズマを形成して前記Siウエーハをス
パツタリングすればよい。
窒素原子と必要に応じて水素原子又は/及びハロゲン原
子を導入する為の原料ガスを、必要に応じて稀釈ガスで
稀釈して、スパツタリング用の堆積室中に導入し、これ
等のガスのガスプラズマを形成して前記Siウエーハをス
パツタリングすればよい。
又、別には、SiとSi3N4とは別々のターゲツトとし
て、又はSiとSi3N4の混合した一枚のターゲツトを使用
することによつて、スパツタリング用のガスとしての稀
釈ガスの雰囲気中で又は少なくとも水素原子(H)又は
/及びハロゲン原子(X)を構成原子として含有するガ
ス雰囲気中でスパツタリングすることによつて成され
る。窒素原子導入用の原料ガスとしては、先述したグロ
ー放電の例で示した原料ガスの中の窒素原子導入用の原
料ガスが、スパツタリングの場合にも有効なガスとして
使用できる。
て、又はSiとSi3N4の混合した一枚のターゲツトを使用
することによつて、スパツタリング用のガスとしての稀
釈ガスの雰囲気中で又は少なくとも水素原子(H)又は
/及びハロゲン原子(X)を構成原子として含有するガ
ス雰囲気中でスパツタリングすることによつて成され
る。窒素原子導入用の原料ガスとしては、先述したグロ
ー放電の例で示した原料ガスの中の窒素原子導入用の原
料ガスが、スパツタリングの場合にも有効なガスとして
使用できる。
スパツタリング法によつて、酸素原子を含有する層を
形成するには、単結晶又は多結晶のSiウエーハ又はSiO2
ウエーハ、又はSiとSiO2が混合されて含有されているウ
エーハをターゲツトとして、これ等を種々のガス雰囲気
中でスパツタリングすることによつて行えばよい。
形成するには、単結晶又は多結晶のSiウエーハ又はSiO2
ウエーハ、又はSiとSiO2が混合されて含有されているウ
エーハをターゲツトとして、これ等を種々のガス雰囲気
中でスパツタリングすることによつて行えばよい。
例えば、Siウエーハをターゲツトとして使用すれば、
酸素原子と必要に応じて水素原子又は/及びハロゲン原
子を導入する為の原料ガスを、必要に応じて稀釈ガスで
稀釈して、スパツタリング用の堆積室中に導入し、これ
等のガスのガスプラズマを形成して前記Siウエーハをス
パツタリングすればよい。
酸素原子と必要に応じて水素原子又は/及びハロゲン原
子を導入する為の原料ガスを、必要に応じて稀釈ガスで
稀釈して、スパツタリング用の堆積室中に導入し、これ
等のガスのガスプラズマを形成して前記Siウエーハをス
パツタリングすればよい。
又、別には、SiとSiO2とは別々のターゲツトとして、
又はSiとSiO2の混合した一つのターゲツトを使用するこ
とによつて、スパツタリング用のガスとしての稀釈ガス
の雰囲気中で又は少なくとも水素原子(H)又は/及び
ハロゲン原子(X)を構成原子として含有するガス雰囲
気中でスパツタリングすることによつて成される。酸素
原子導入用の原料ガスとしては、先述したグロー放電の
例で示した原料ガスの中の酸素原子導入用の原料ガス
が、スパツタリングの場合にも有効なガスとして使用で
きる。
又はSiとSiO2の混合した一つのターゲツトを使用するこ
とによつて、スパツタリング用のガスとしての稀釈ガス
の雰囲気中で又は少なくとも水素原子(H)又は/及び
ハロゲン原子(X)を構成原子として含有するガス雰囲
気中でスパツタリングすることによつて成される。酸素
原子導入用の原料ガスとしては、先述したグロー放電の
例で示した原料ガスの中の酸素原子導入用の原料ガス
が、スパツタリングの場合にも有効なガスとして使用で
きる。
例えば、第二の層は第III族原子又は第V族原子を含
有するa−Si(H,X)〔以下、a−SiCM(H,X)(但し、
Mは第III族原子又は第V族原子を表わす。)と表記す
る。〕で構成されるものであるが、グロー放電法によつ
て第二の層を形成するには、a−SiCM(H,X)形成用の
原料ガスを、必要に応じて稀釈ガスと所定量の混合比で
混合して、支持体101の設置してある真空堆積用の堆積
室に導入し、導入されたガスをグロー放電を生起させる
ことでガスプラズマ化して前記支持体上に既に形成され
てある第一の層上にa−SiCM(H,X)を堆積させればよ
い。
有するa−Si(H,X)〔以下、a−SiCM(H,X)(但し、
Mは第III族原子又は第V族原子を表わす。)と表記す
る。〕で構成されるものであるが、グロー放電法によつ
て第二の層を形成するには、a−SiCM(H,X)形成用の
原料ガスを、必要に応じて稀釈ガスと所定量の混合比で
混合して、支持体101の設置してある真空堆積用の堆積
室に導入し、導入されたガスをグロー放電を生起させる
ことでガスプラズマ化して前記支持体上に既に形成され
てある第一の層上にa−SiCM(H,X)を堆積させればよ
い。
a−SiC(H,X)形成用の原料ガスとしては、Si、C、
H及び/又はハロゲン原子、及び第III族原子又は第V
族原子の中の少なくとも一つを構成原子とするガス状の
物質又はガス化し得る物質をガス化したものであれば、
いずれのものであつてもよい。
H及び/又はハロゲン原子、及び第III族原子又は第V
族原子の中の少なくとも一つを構成原子とするガス状の
物質又はガス化し得る物質をガス化したものであれば、
いずれのものであつてもよい。
Si、C、H及び/又はハロゲン原子、第III族原子又
は第V族原子の中の1つとしてSiを構成原子とする原料
ガスを使用する場合は、例えばSiを構成原子とする原料
ガスと、Cを構成原子とする原料ガスと、H及び/又は
ハロゲン原子を構成原子とする原料ガスと第III族原子
又は第V族原子を構成原子とする原料ガスを所望の混合
比で混合して使用するか、又は、Siを構成原子とする原
料ガスと、C及びH及び/又はハロゲン原子を構成原子
とする原料ガスと、第III族原子又は第V族原子を構成
原子とする原料ガスとを、これも又所望の混合比で混合
するか、或いは、Siを構成原子とする原料ガスと、Si、
C及びH及び/又はハロゲン原子の3つを構成原子とす
る原料ガスと第III族原子又は第V族原子を構成原子と
する原料ガスとを混合して使用することができる。
は第V族原子の中の1つとしてSiを構成原子とする原料
ガスを使用する場合は、例えばSiを構成原子とする原料
ガスと、Cを構成原子とする原料ガスと、H及び/又は
ハロゲン原子を構成原子とする原料ガスと第III族原子
又は第V族原子を構成原子とする原料ガスを所望の混合
比で混合して使用するか、又は、Siを構成原子とする原
料ガスと、C及びH及び/又はハロゲン原子を構成原子
とする原料ガスと、第III族原子又は第V族原子を構成
原子とする原料ガスとを、これも又所望の混合比で混合
するか、或いは、Siを構成原子とする原料ガスと、Si、
C及びH及び/又はハロゲン原子の3つを構成原子とす
る原料ガスと第III族原子又は第V族原子を構成原子と
する原料ガスとを混合して使用することができる。
又、別には、SiとH及び/又はハロゲン原子とを構成
原子とする原料ガスにCを構成原子とする原料ガスと第
III族原子又は第V族原子を構成原子とする原料ガスと
を混合して使用してもよい。
原子とする原料ガスにCを構成原子とする原料ガスと第
III族原子又は第V族原子を構成原子とする原料ガスと
を混合して使用してもよい。
a−SiC(H,X)で構成される層形成用の原料ガスとし
て有効に使用されるのは、SiとHとを構成原子とするSi
H4、Si2H6、Si3H8、Si4H10、等のシラン(Silane)類等
の水素化硅素ガス、CとHとを構成原子とする、例えば
炭素数1〜4の飽和炭化水素、炭素数2〜4のエチレン
系炭化水素、炭素数2〜3のアセチレン系炭化水素等が
挙げられる。
て有効に使用されるのは、SiとHとを構成原子とするSi
H4、Si2H6、Si3H8、Si4H10、等のシラン(Silane)類等
の水素化硅素ガス、CとHとを構成原子とする、例えば
炭素数1〜4の飽和炭化水素、炭素数2〜4のエチレン
系炭化水素、炭素数2〜3のアセチレン系炭化水素等が
挙げられる。
具体的には、飽和炭化水素としては、メタン(C
H4)、エタン(C2H6)、プロパン(C3H8)、n−ブタン
(n−C4H10)、ペンタン(C5H12)、エチレン系炭化水
素としては、エチレン(C2H4)、プロピレン(C3H6)、
ブテン−1(C4H8)、ブテン−2(C4H8)、イソブチレ
ン(C4H8)、ペンテン(C5H10)、アセチレン系炭化水
素としては、アセチレン(C2H2)、メチルアセチレン
(C3H4)、ブチン(C4H6)等が挙げられる。
H4)、エタン(C2H6)、プロパン(C3H8)、n−ブタン
(n−C4H10)、ペンタン(C5H12)、エチレン系炭化水
素としては、エチレン(C2H4)、プロピレン(C3H6)、
ブテン−1(C4H8)、ブテン−2(C4H8)、イソブチレ
ン(C4H8)、ペンテン(C5H10)、アセチレン系炭化水
素としては、アセチレン(C2H2)、メチルアセチレン
(C3H4)、ブチン(C4H6)等が挙げられる。
SiとCとHとを構成原子とする原料ガスとしては、Si
(CH3)4、Si(C2H5)4等のケイ化アルキルを挙げることが
できる。これ等の原料ガスの他、H導入用の原料ガスと
しては勿論H2も使用できる。
(CH3)4、Si(C2H5)4等のケイ化アルキルを挙げることが
できる。これ等の原料ガスの他、H導入用の原料ガスと
しては勿論H2も使用できる。
第III族原子導入用の出発物質として具体的には硼素
原子導入用としては、B2H6、B4H10、B5H9、B5H11、B6H
10、B6H12、B6H14等の水素化硼素、BF3、BCl3、BBr3等
のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、AlCl3、GaC
l3、Ga(CH3)2、InCl3、TlCl3等も挙げることができる。
原子導入用としては、B2H6、B4H10、B5H9、B5H11、B6H
10、B6H12、B6H14等の水素化硼素、BF3、BCl3、BBr3等
のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、AlCl3、GaC
l3、Ga(CH3)2、InCl3、TlCl3等も挙げることができる。
第V族原子導入用の出発物質として、具体的には燐原
子導入用としては、PH3、P2H4等の水素化燐、PH4I、P
F3、PF5、PCl3、PCl5、PBr3、PBr5、PI5等のハロゲン化
燐が挙げられる。この他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、
AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiC
l3、BiBr5等も第V族原子導入用の出発物質の有効なも
のとして挙げることができる。
子導入用としては、PH3、P2H4等の水素化燐、PH4I、P
F3、PF5、PCl3、PCl5、PBr3、PBr5、PI5等のハロゲン化
燐が挙げられる。この他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、
AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiC
l3、BiBr5等も第V族原子導入用の出発物質の有効なも
のとして挙げることができる。
スパツタリング法によつてa−SiCM(H,X)で構成さ
れる第二の層を形成するには、単結晶又は多結晶のSiウ
エーハ又はC(グラフアイト)ウエーハ、又はSiとCが
混合されて含有されているウエーハをターゲツトとし
て、これ等を所望のガス雰囲気中でスパツタリングする
ことによつて行う。
れる第二の層を形成するには、単結晶又は多結晶のSiウ
エーハ又はC(グラフアイト)ウエーハ、又はSiとCが
混合されて含有されているウエーハをターゲツトとし
て、これ等を所望のガス雰囲気中でスパツタリングする
ことによつて行う。
例えばSiウエーハをターゲツトとして使用する場合に
は、炭素原子、第III族原子又は第V族原子、および水
素原子又は/及びハロゲン原子を導入するための原料ガ
スを、必要に応じてAr、He等の稀釈ガスで稀釈して、ス
パツタリング用の堆積室内に導入し、これ等のガスのガ
スプラズマを形成してSiウエーハをスパツタリングすれ
ばよい。
は、炭素原子、第III族原子又は第V族原子、および水
素原子又は/及びハロゲン原子を導入するための原料ガ
スを、必要に応じてAr、He等の稀釈ガスで稀釈して、ス
パツタリング用の堆積室内に導入し、これ等のガスのガ
スプラズマを形成してSiウエーハをスパツタリングすれ
ばよい。
又、SiとCとは別々のターゲツトとするか、あるいは
SiとCの混合した1枚のターゲツトとして使用する場合
には、スパツタリング用のガスとして第III族原子又は
第V族原子、および水素原子又は/及びハロゲン原子導
入用の原料ガスを、必要に応じて稀釈ガスで稀釈して、
スパツタリング用の堆積室内に導入し、ガスプラズマを
形成してスパツタリングすればよい。該スパツタリング
法に用いる各原子の導入用の原料ガスとしては、前述の
グロー放電法に用いる原料ガスがそのまま使用できる。
SiとCの混合した1枚のターゲツトとして使用する場合
には、スパツタリング用のガスとして第III族原子又は
第V族原子、および水素原子又は/及びハロゲン原子導
入用の原料ガスを、必要に応じて稀釈ガスで稀釈して、
スパツタリング用の堆積室内に導入し、ガスプラズマを
形成してスパツタリングすればよい。該スパツタリング
法に用いる各原子の導入用の原料ガスとしては、前述の
グロー放電法に用いる原料ガスがそのまま使用できる。
以上記述したように、本発明の光受容部材の光受容層
の第一の層および第二の層は、グロー放電法、スパツタ
リング法等を用いて形成するが、第一の層および第二の
層に含有せしめる第III族原子又は第V族原子、窒素原
子あるいはさらに酸素原子、炭素原子、あるいは水素原
子及び/又はハロゲン原子の各々の含有量の制御は、堆
積室内へ流入する、各々の原子供給用出発物質のガス流
量あるいは各々の原子供給用出発物質間のガス流量比を
制御することにより行われる。
の第一の層および第二の層は、グロー放電法、スパツタ
リング法等を用いて形成するが、第一の層および第二の
層に含有せしめる第III族原子又は第V族原子、窒素原
子あるいはさらに酸素原子、炭素原子、あるいは水素原
子及び/又はハロゲン原子の各々の含有量の制御は、堆
積室内へ流入する、各々の原子供給用出発物質のガス流
量あるいは各々の原子供給用出発物質間のガス流量比を
制御することにより行われる。
また、第一の層および第二の層形成時の支持体温度、
堆積室内のガス圧、放電パワー等の条件は、所望の特性
を有する光受容部材を得るためには重要な要因であり、
形成する層の機能に考慮をはらつて適宜選択されるもの
である。さらに、これらの層形成条件は、第一の層およ
び第二の層に含有せしめる上記の各原子の種類及び量に
よつても異なることもあることから、含有せしめる原子
の種類あるいはその量等にも考慮をはらつて決定する必
要もある。
堆積室内のガス圧、放電パワー等の条件は、所望の特性
を有する光受容部材を得るためには重要な要因であり、
形成する層の機能に考慮をはらつて適宜選択されるもの
である。さらに、これらの層形成条件は、第一の層およ
び第二の層に含有せしめる上記の各原子の種類及び量に
よつても異なることもあることから、含有せしめる原子
の種類あるいはその量等にも考慮をはらつて決定する必
要もある。
具体的には、a−Si(H,X)からなる層を形成する場
合、あるいは第III族原子又は第V族原子、窒素原子、
酸素原子、炭素原子等を含有せしめたa−Si(H,X)か
らなる層を形成する場合には、支持体温度は、通常50〜
350℃とするが、特に好ましくは50〜250℃とする。堆積
室内のガス圧は、通常0.01〜1Torrとするが、特に好ま
しくは0.1〜0.5Torrとする。また、放電パワーは0.005
〜50W/cm2とするのが通常であるが、より好ましくは0.0
1〜30W/cm2、特に好ましくは0.01〜20W/cm2とする。
合、あるいは第III族原子又は第V族原子、窒素原子、
酸素原子、炭素原子等を含有せしめたa−Si(H,X)か
らなる層を形成する場合には、支持体温度は、通常50〜
350℃とするが、特に好ましくは50〜250℃とする。堆積
室内のガス圧は、通常0.01〜1Torrとするが、特に好ま
しくは0.1〜0.5Torrとする。また、放電パワーは0.005
〜50W/cm2とするのが通常であるが、より好ましくは0.0
1〜30W/cm2、特に好ましくは0.01〜20W/cm2とする。
しかし、これらの、層形成を行うについての支持体温
度、放電パワー、堆積室内のガス圧の具体的条件は、通
常には個々に独立しては容易には決め難いものである。
したがつて、所望の特性の非晶質材料層を形成すべく、
相互的且つ有機的関連性に基づいて、層形成の至適条件
を決めるのが望ましい。
度、放電パワー、堆積室内のガス圧の具体的条件は、通
常には個々に独立しては容易には決め難いものである。
したがつて、所望の特性の非晶質材料層を形成すべく、
相互的且つ有機的関連性に基づいて、層形成の至適条件
を決めるのが望ましい。
ところで、本発明において第一の層中に含有せしめる
第III族原子又は第V族原子、および第二の層中に含有
せしめる窒素原子、酸素原子および、炭素原子には、第
一の層および第二の層を形成するに際して、前記の諸条
件を一定に保つことが必要である。
第III族原子又は第V族原子、および第二の層中に含有
せしめる窒素原子、酸素原子および、炭素原子には、第
一の層および第二の層を形成するに際して、前記の諸条
件を一定に保つことが必要である。
本発明において、第一の層の形成の際に、該層中に含
有せしめる窒素原子又は酸素原子の分布濃度を層厚方向
に変化させて所望の層厚方向の分布状態を有する第一の
層を形成するには、グロー放電法を用いる場合であれ
ば、窒素原子又は酸素原子導入用の出発物質のガスの堆
積室内に導入する際のガス流量を、所望の変化率に従つ
て適宜変化させ、その他の条件を一定に保ちつつ形成す
る。そして、ガス流量を変化させるには、具体的には、
例えば手動あるいは外部駆動モータ等の通常用いられて
いる何らかの方法により、ガス流路系の途中に設けられ
た所定のニードルバルブの開口を漸次変化させる操作を
行えば良い。このとき、流量の変化率は線型である必要
はなく、例えばマイコン等を用いて、あらかじめ設計さ
れた変化率曲線に従つて流量を制御し、所望の含有率曲
線を得ることもできる。
有せしめる窒素原子又は酸素原子の分布濃度を層厚方向
に変化させて所望の層厚方向の分布状態を有する第一の
層を形成するには、グロー放電法を用いる場合であれ
ば、窒素原子又は酸素原子導入用の出発物質のガスの堆
積室内に導入する際のガス流量を、所望の変化率に従つ
て適宜変化させ、その他の条件を一定に保ちつつ形成す
る。そして、ガス流量を変化させるには、具体的には、
例えば手動あるいは外部駆動モータ等の通常用いられて
いる何らかの方法により、ガス流路系の途中に設けられ
た所定のニードルバルブの開口を漸次変化させる操作を
行えば良い。このとき、流量の変化率は線型である必要
はなく、例えばマイコン等を用いて、あらかじめ設計さ
れた変化率曲線に従つて流量を制御し、所望の含有率曲
線を得ることもできる。
また、第一の層をスパツタリング法を用いて形成する
場合、窒素原子又は酸素原子の層厚方向の分布濃度を層
厚方向で変化させて所望の層厚方向の分布状態を形成す
るには、グロー放電法を用いた場合と同様に、窒素原子
又は酸素原子導入用の出発物質をガス状態で使用し、該
ガスを堆積室内へ導入する際のガス流量を所望に従つて
変化させる。
場合、窒素原子又は酸素原子の層厚方向の分布濃度を層
厚方向で変化させて所望の層厚方向の分布状態を形成す
るには、グロー放電法を用いた場合と同様に、窒素原子
又は酸素原子導入用の出発物質をガス状態で使用し、該
ガスを堆積室内へ導入する際のガス流量を所望に従つて
変化させる。
以下、本発明を実施例1乃至10に従つて、より詳細に
説明するが、本発明はこれ等によつて限定されるもので
はない。
説明するが、本発明はこれ等によつて限定されるもので
はない。
各実施例においては、第一の層および第二の層をグロ
ー放電法を用いて形成した。第14図はグロー放電法によ
る本発明の光受容部材の製造装置である。
ー放電法を用いて形成した。第14図はグロー放電法によ
る本発明の光受容部材の製造装置である。
図中の202,203,204,205,206のガスボンベには、本発
明の夫々の層を形成するための原料ガスが密封されてお
り、その1例として、たとえば、202はHeで稀釈されたS
iH4(純度99.999%、以下SiH4/Heと略す)ボンベ、203
はHeで稀釈されたB2H6ガス(純度99.999%、以下B2H6/H
eと略す。)ボンベ、204はHeで稀釈されたSi2H6ガス
(純度99.999%、以下Si2H6/Heと略す。)ボンベ、205
はC2H4ガス(純度99.999%)ボンベ、206はHeで稀釈さ
れたNH3ガス(純度99.999%、以下NH3/Heと略す。)ボ
ンベである。
明の夫々の層を形成するための原料ガスが密封されてお
り、その1例として、たとえば、202はHeで稀釈されたS
iH4(純度99.999%、以下SiH4/Heと略す)ボンベ、203
はHeで稀釈されたB2H6ガス(純度99.999%、以下B2H6/H
eと略す。)ボンベ、204はHeで稀釈されたSi2H6ガス
(純度99.999%、以下Si2H6/Heと略す。)ボンベ、205
はC2H4ガス(純度99.999%)ボンベ、206はHeで稀釈さ
れたNH3ガス(純度99.999%、以下NH3/Heと略す。)ボ
ンベである。
形成される層中にハロゲン原子を導入する場合には、
SiH4ガス又はSi2H6ガスに代えて、例えば、SiF4ガスを
用いる様にボンベを代えればよい。
SiH4ガス又はSi2H6ガスに代えて、例えば、SiF4ガスを
用いる様にボンベを代えればよい。
これらのガスを反応室201に流入させるにはガスボン
ベ202〜206のバルブ222〜226、リークバルブ235が閉じ
られていることを確認し又、流入バルブ212〜216、流出
バルブ217〜221、補助バルブ232,233が開かれているこ
とを確認して、先ずメインバルブ234を開いて反応室20
1、ガス配管内を排気する。次に真空計236の読みが約5
×10-6torrになつた時点で、補助バルブ232,233、流出
バルブ217〜221を閉じる。
ベ202〜206のバルブ222〜226、リークバルブ235が閉じ
られていることを確認し又、流入バルブ212〜216、流出
バルブ217〜221、補助バルブ232,233が開かれているこ
とを確認して、先ずメインバルブ234を開いて反応室20
1、ガス配管内を排気する。次に真空計236の読みが約5
×10-6torrになつた時点で、補助バルブ232,233、流出
バルブ217〜221を閉じる。
基体シリンダー237上に第一の層102を形成する場合の
1例をあげる。ガスボンベ202よりSiH4/Heガス、ガスボ
ンベ203よりB2H6/Heガス、ガスボンベ206よりNH3/Heガ
スの夫々をバルブ222,223,226を開いて出口圧ゲージ22
7,228,231の圧を1kg/cm2に調整し、流入バルブ212,213,
216を徐々に開けて、マスフロコントローラ207,208,211
内に流入させる。引き続いて流出バルブ217,218,221、
補助バルブ232,233を徐々に開いてガスを反応室201内に
流入させる。このときのSiH4/Heガス流量、B2H6/Heガス
流量、NH3/Heガス流量の比が所望の値になるように流出
バルブ217,218,221を調整し、又、反応室201内の圧力が
所望の値になるように真空計236の読みを見ながらメイ
ンバルブ234の開口を調整する。そして基体シリンダー2
37の温度が加熱ヒーター238により50〜400℃の範囲の温
度に設定されていることを確認された後、電源240を所
望の電力に設定して反応室201内にグロー放電を生起せ
しめるとともに、マイクロコンピューター(図示せず)
を用いて、あらかじめ設計された変化率線に従つて、NH
3/Heガス流量とSiH4/Heガス流量の比を制御しながら、
基体シリンダー237上に先ず、硼素原子と窒素原子とを
含有する層領域を形成する。
1例をあげる。ガスボンベ202よりSiH4/Heガス、ガスボ
ンベ203よりB2H6/Heガス、ガスボンベ206よりNH3/Heガ
スの夫々をバルブ222,223,226を開いて出口圧ゲージ22
7,228,231の圧を1kg/cm2に調整し、流入バルブ212,213,
216を徐々に開けて、マスフロコントローラ207,208,211
内に流入させる。引き続いて流出バルブ217,218,221、
補助バルブ232,233を徐々に開いてガスを反応室201内に
流入させる。このときのSiH4/Heガス流量、B2H6/Heガス
流量、NH3/Heガス流量の比が所望の値になるように流出
バルブ217,218,221を調整し、又、反応室201内の圧力が
所望の値になるように真空計236の読みを見ながらメイ
ンバルブ234の開口を調整する。そして基体シリンダー2
37の温度が加熱ヒーター238により50〜400℃の範囲の温
度に設定されていることを確認された後、電源240を所
望の電力に設定して反応室201内にグロー放電を生起せ
しめるとともに、マイクロコンピューター(図示せず)
を用いて、あらかじめ設計された変化率線に従つて、NH
3/Heガス流量とSiH4/Heガス流量の比を制御しながら、
基体シリンダー237上に先ず、硼素原子と窒素原子とを
含有する層領域を形成する。
次に所定時間経過後、B2H6/Heガス及びNH3/Heガスの
反応室201内への導入を各対応するガス導入管のバルブ
を閉じて遮断し、引き続きグロー放電を所定時間続ける
ことによつて、硼素原子及び窒素原子を含有しない層を
形成せしめる。
反応室201内への導入を各対応するガス導入管のバルブ
を閉じて遮断し、引き続きグロー放電を所定時間続ける
ことによつて、硼素原子及び窒素原子を含有しない層を
形成せしめる。
第一の層中にハロゲン原子を含有せしめる場合には、
上記のガスに例えばSiF4/Heガスを更に付加して反応室
に送り込めばよい。
上記のガスに例えばSiF4/Heガスを更に付加して反応室
に送り込めばよい。
上記の様な操作によつて、基体シリンダー237上に形
成された第一の層上に第二の層を形成するには、第一の
層の形成の際と同様なバルブ操作によつて、例えば、Si
H4ガス、C2H4ガス、PH3ガスの夫々を、必要に応じてHe
等の稀釈ガスで稀釈して、所望の流量比で反応室201中
に流し、所望の条件に従つて、グロー放電を生起させる
ことによつて成される。
成された第一の層上に第二の層を形成するには、第一の
層の形成の際と同様なバルブ操作によつて、例えば、Si
H4ガス、C2H4ガス、PH3ガスの夫々を、必要に応じてHe
等の稀釈ガスで稀釈して、所望の流量比で反応室201中
に流し、所望の条件に従つて、グロー放電を生起させる
ことによつて成される。
夫々の層を形成する際に必要なガスの流出バルブ以外
の流出バルブは全て閉じることは言うまでもなく、又夫
々の層を形成する際、前層の形成に使用したガスが反応
室201内、流出バルブ217〜221から反応室201内に至るガ
ス配管内に残留することを避けるために、必要に応じて
流出バルブ217〜221を閉じ補助バルブ232,233を開いて
メインバルブ234を全開して系内を一旦高真空に排気す
る操作を行う。
の流出バルブは全て閉じることは言うまでもなく、又夫
々の層を形成する際、前層の形成に使用したガスが反応
室201内、流出バルブ217〜221から反応室201内に至るガ
ス配管内に残留することを避けるために、必要に応じて
流出バルブ217〜221を閉じ補助バルブ232,233を開いて
メインバルブ234を全開して系内を一旦高真空に排気す
る操作を行う。
又、第二の層の層形成を行つている間は層形成の均一
化を図るため基体シリンダー237は、モータ239によつて
所望される速度で一定に回転させる。
化を図るため基体シリンダー237は、モータ239によつて
所望される速度で一定に回転させる。
実施例1 第14図に示した製造装置を用いて、第1表に示す層形
成条件に従つて、通常の方法で洗浄したドラム状アルミ
ニウム基体上に層形成を行なつた。この際、NH3/SiH4
ガス流量比の変化は、予め設計した第15図に示す流量比
変化線に従つて、マイクロコンピューター制御により、
自動的に調整した。
成条件に従つて、通常の方法で洗浄したドラム状アルミ
ニウム基体上に層形成を行なつた。この際、NH3/SiH4
ガス流量比の変化は、予め設計した第15図に示す流量比
変化線に従つて、マイクロコンピューター制御により、
自動的に調整した。
こうして得られた電子写真用のドラム状光受容部材
を、実験用に改造したキヤノン製高速複写機に設置し、
キヤノン製テストチヤートを原稿として、画像形成プロ
セス条件(光源はタングステンランプを使用)を適宜選
択し、複写テストを行なつたところ、解像力に優れた高
品質の画像を得ることができた。
を、実験用に改造したキヤノン製高速複写機に設置し、
キヤノン製テストチヤートを原稿として、画像形成プロ
セス条件(光源はタングステンランプを使用)を適宜選
択し、複写テストを行なつたところ、解像力に優れた高
品質の画像を得ることができた。
実施例2 第2表に示す層形成条件により、NH3/SiH4ガス流量
比を第16図に示す流量比変化線に従つて制御した以外は
実施例1と同様にして電子写真用のドラム状光受容部材
を得、実施例1と同様の複写テストを行なつたところ、
解像力に優れた高品質の画像を得ることができた。
比を第16図に示す流量比変化線に従つて制御した以外は
実施例1と同様にして電子写真用のドラム状光受容部材
を得、実施例1と同様の複写テストを行なつたところ、
解像力に優れた高品質の画像を得ることができた。
実施例3 第3表に示す層形成条件により、NH3/SiH4ガス流量
比を第16図に示す流量比変化線に従つて制御した以外は
実施例1と同様にして電子写真用のドラム状光受容部材
を得、実施例1と同様の複写テストを行なつたところ、
解像力に優れた高品質の画像を得ることができた。
比を第16図に示す流量比変化線に従つて制御した以外は
実施例1と同様にして電子写真用のドラム状光受容部材
を得、実施例1と同様の複写テストを行なつたところ、
解像力に優れた高品質の画像を得ることができた。
実施例4 第4表に示す層形成条件により、NH3/SiH4ガス流量
比を第15図に示す流量比変化線に従つて制御した以外は
実施例1と同様にして電子写真用のドラム状光受容部材
を得、実施例1と同様の複写テストを行なつたところ、
解像力に優れた高品質の画像を得ることができた。
比を第15図に示す流量比変化線に従つて制御した以外は
実施例1と同様にして電子写真用のドラム状光受容部材
を得、実施例1と同様の複写テストを行なつたところ、
解像力に優れた高品質の画像を得ることができた。
実施例5 第5表に示す層形成条件により、NH3/SiH4ガス流量
比を第17図に示す流量比変化線に従つて制御した以外は
実施例1と同様にして電子写真用のドラム状光受容部材
を得、実施例1と同様の複写テストを行なつたところ、
解像力に優れた高品質の画像を得ることができた。
比を第17図に示す流量比変化線に従つて制御した以外は
実施例1と同様にして電子写真用のドラム状光受容部材
を得、実施例1と同様の複写テストを行なつたところ、
解像力に優れた高品質の画像を得ることができた。
実施例6 第6表に示す層形成条件により、NH3/SiH4ガス流量
比を第16図に示す流量比変化線に従つて制御した以外は
実施例1と同様にして電子写真用のドラム状光受容部材
を得、実施例1と同様の複写テストを行なつたところ、
解像力に優れた高品質の画像を得ることができた。
比を第16図に示す流量比変化線に従つて制御した以外は
実施例1と同様にして電子写真用のドラム状光受容部材
を得、実施例1と同様の複写テストを行なつたところ、
解像力に優れた高品質の画像を得ることができた。
実施例7 第7表に示す層形成条件により、NH3/SiH4ガス流量
比を第16図に示す流量比変化線に従つて制御した以外は
実施例1と同様にして電子写真用のドラム状光受容部材
を得、実施例1と同様の複写テストを行なつたところ、
解像力に優れた高品質の画像を得ることができた。
比を第16図に示す流量比変化線に従つて制御した以外は
実施例1と同様にして電子写真用のドラム状光受容部材
を得、実施例1と同様の複写テストを行なつたところ、
解像力に優れた高品質の画像を得ることができた。
実施例8 層形成条件を第8表のようにした以外は実施例1と同
様にして電子写真用のドラム状光受容部材を得、実施例
1と同様の複写テストを行なつたところ、解像力に優れ
た高品質の画像を得ることができた。
様にして電子写真用のドラム状光受容部材を得、実施例
1と同様の複写テストを行なつたところ、解像力に優れ
た高品質の画像を得ることができた。
実施例9 第1表に於ける、第二の層(II)の形成の際に、その
層厚を第9表に示す如く種々変化させた以外は、実施例
1と同様の手順と略々同様の条件で各光受容部材(試料
No.901〜907)を作成し、各々に実施例1と同様の画像
形成プロセスを適用して評価を行なつたところ第9表に
示す結果を得た。
層厚を第9表に示す如く種々変化させた以外は、実施例
1と同様の手順と略々同様の条件で各光受容部材(試料
No.901〜907)を作成し、各々に実施例1と同様の画像
形成プロセスを適用して評価を行なつたところ第9表に
示す結果を得た。
実施例10 第1表に於ける、第二の層(II)の形成の際にガス流
量比C2H4/SiH4の値を第10表に示す値とした以外は、実
施例1と同様の手順と略々同様の条件で各光受容部材
(試料No.1001〜1007)を作成し、実施例1と同様の評
価を行なつたところ、各々に於いて中間調の再現性が良
く、高品質の画像を得ることができた。
量比C2H4/SiH4の値を第10表に示す値とした以外は、実
施例1と同様の手順と略々同様の条件で各光受容部材
(試料No.1001〜1007)を作成し、実施例1と同様の評
価を行なつたところ、各々に於いて中間調の再現性が良
く、高品質の画像を得ることができた。
又、繰返し連続使用による耐久性試験に於いても、初
期の画像品質に較べても何等遜色のない品質の画像を得
ることができ、耐久性にも優れていることが実証され
た。
期の画像品質に較べても何等遜色のない品質の画像を得
ることができ、耐久性にも優れていることが実証され
た。
〔発明の効果の概略〕 本発明では、a−Siで構成された光受容層を有する光
受容部材を上記のごとき層構成をとる様に設計した結
果、従来のa−Siで構成された光受容層を有する光受容
部材の諸問題の全てを解決し、極めて優れた電気的、光
学的、光導電的特性、電気的耐圧性および使用環境特性
を示す。特に、電子写真用像形成部材として適用させた
場合には、画像形成への残留電位の影響が全くなく、そ
の電気的特性が安定しており高感度で、高SN比を有する
ものであつて、耐光疲労、繰返し使用特性に長け、濃度
が高く、ハーフトーンが鮮明に出て、且つ解像度の高
い、高品質の画像を安定して繰返し得ることができる。
受容部材を上記のごとき層構成をとる様に設計した結
果、従来のa−Siで構成された光受容層を有する光受容
部材の諸問題の全てを解決し、極めて優れた電気的、光
学的、光導電的特性、電気的耐圧性および使用環境特性
を示す。特に、電子写真用像形成部材として適用させた
場合には、画像形成への残留電位の影響が全くなく、そ
の電気的特性が安定しており高感度で、高SN比を有する
ものであつて、耐光疲労、繰返し使用特性に長け、濃度
が高く、ハーフトーンが鮮明に出て、且つ解像度の高
い、高品質の画像を安定して繰返し得ることができる。
また、本発明の光受容部材は支持体上に形成される光
受容層の、層自体が強靱であつて、かつ支持体との密着
性に著しく優れているため、高速で長時間連続的に繰返
し使用することが出来る。
受容層の、層自体が強靱であつて、かつ支持体との密着
性に著しく優れているため、高速で長時間連続的に繰返
し使用することが出来る。
【図面の簡単な説明】 第1〜4図は本発明の光受容部材の層構造を模式的に示
した図であり、第5〜13図は本発明の光受容部材の第一
の層における窒素原子又は酸素原子の層厚方向の分布濃
度を示す図であり、縦軸は層厚tを示し、横軸は分布濃
度Cを表わす。さらに第14図は本発明の光受容部材を製
造するための装置の一例で、グロー放電法を用いた製造
装置の模式的説明図であり、第15〜17図は本発明の光受
容部材の層形成中のガス流量比の変化状態を示す図であ
る。 100…光受容部材、101…支持体、102…第一の層、103…
第二の層、104…自由表面、105〜109…層領域、201…反
応室、202〜206…ガスボンベ、207〜211…マスフロコン
トローラ、212〜216…流入バルブ、217〜221…流出バル
ブ、222〜226…バルブ、227〜231…圧力調整器、232,23
3…補助バルブ、234…メインバルブ、235…リークバル
ブ、236…真空計、237…基体シリンダー、238…加熱ヒ
ーター、239…モーター、240…高周波電源
した図であり、第5〜13図は本発明の光受容部材の第一
の層における窒素原子又は酸素原子の層厚方向の分布濃
度を示す図であり、縦軸は層厚tを示し、横軸は分布濃
度Cを表わす。さらに第14図は本発明の光受容部材を製
造するための装置の一例で、グロー放電法を用いた製造
装置の模式的説明図であり、第15〜17図は本発明の光受
容部材の層形成中のガス流量比の変化状態を示す図であ
る。 100…光受容部材、101…支持体、102…第一の層、103…
第二の層、104…自由表面、105〜109…層領域、201…反
応室、202〜206…ガスボンベ、207〜211…マスフロコン
トローラ、212〜216…流入バルブ、217〜221…流出バル
ブ、222〜226…バルブ、227〜231…圧力調整器、232,23
3…補助バルブ、234…メインバルブ、235…リークバル
ブ、236…真空計、237…基体シリンダー、238…加熱ヒ
ーター、239…モーター、240…高周波電源
Claims (4)
- 【請求項1】支持体と、該支持体上に、シリコン原子を
母体とし、周期律表第III族または第V族に属する原子
を含有する層領域を有する非晶質材料で構成された層厚
1〜100μの第一の層と、シリコン原子を母体とし、炭
素原子を含有し、更に水素原子または水素原子とハロゲ
ン原子を該水素原子の含有量あるいは該水素原子と該ハ
ロゲン原子との含有量の和が0.01〜40atomic%の量含有
し、且つ周期律表第III族または第V族に属する原子を
層厚方向に均一な分布状態で1.0〜104atomic ppm含有す
る非晶質材料で構成された層厚3×10-3〜30μの第二の
層とが支持体側から順に積層された光受容層を有し、前
記第一の層には前記支持体側で分布濃度が高くなるよう
層厚方向に不均一な分布状態で窒素原子が含有されてい
ることを特徴とする光受容部材。 - 【請求項2】前記第二の層に層厚方向に均一な分布状態
で窒素原子が含有されている特許請求の範囲第1項に記
載の光受容部材。 - 【請求項3】前記第一の層または前記第二の層に酸素原
子が含有されている特許請求の範囲第1項または第2項
に記載の光受容部材。 - 【請求項4】前記酸素原子は層厚方向に均一に含有され
ている特許請求の範囲第3項に記載の光受容部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60113216A JP2536734B2 (ja) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | 光受容部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60113216A JP2536734B2 (ja) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | 光受容部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61272748A JPS61272748A (ja) | 1986-12-03 |
| JP2536734B2 true JP2536734B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=14606512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60113216A Expired - Fee Related JP2536734B2 (ja) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | 光受容部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2536734B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2678449B2 (ja) * | 1987-12-28 | 1997-11-17 | 京セラ株式会社 | 電子写真感光体 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59184354A (ja) * | 1983-04-02 | 1984-10-19 | Canon Inc | 電子写真用光導電部材 |
| JPS59185346A (ja) * | 1983-04-06 | 1984-10-20 | Toshiba Corp | 光導電部材 |
| JPS6059367A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-04-05 | ゼロツクス コーポレーシヨン | 調整した無定形ケイ素を含む電子写真装置 |
| JPS6050540A (ja) * | 1983-08-30 | 1985-03-20 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | 電子写真感光体 |
| JPS6060764U (ja) * | 1983-10-04 | 1985-04-27 | 沖電気工業株式会社 | 電子写真感光体 |
-
1985
- 1985-05-28 JP JP60113216A patent/JP2536734B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61272748A (ja) | 1986-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |