JPH01295266A - Photoconductive member - Google Patents

Photoconductive member

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Publication number
JPH01295266A
JPH01295266A JP12491488A JP12491488A JPH01295266A JP H01295266 A JPH01295266 A JP H01295266A JP 12491488 A JP12491488 A JP 12491488A JP 12491488 A JP12491488 A JP 12491488A JP H01295266 A JPH01295266 A JP H01295266A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
layers
photoconductive
superlattice structure
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP12491488A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideji Yoshizawa
吉澤 秀二
Tatsuya Ikesue
龍哉 池末
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP12491488A priority Critical patent/JPH01295266A/en
Publication of JPH01295266A publication Critical patent/JPH01295266A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain excellent electrification characteristics and to form a sharp good-quality image even with a laser beam printer and the like by forming a bulk layer or a well layer composed of a-Si:H type thin layers having superlattice structure continuously changed in the H content in each layer. CONSTITUTION:The electric charge generating layer 50 of a part of a photoconductive layer is made of a-Si:H of superlattice structure formed by alternately laminating barrier layers 50a and the well layers 50b different in the band gap in each layer, accordingly, the layers 50 generate many carriers by irradiation with light as compared with the charge generating layer formed in a single layer, it has high spectral sensitivity, and yet it has high carrier mobility, extended life, and superior photoconductive characteristics. The barrier layers 50a maintain the optical band gap above a constant value and do not invite lowering of resistance, thus permitting high spectral sensitivity to be obtained in a wide wavelength region from the visible wavelength region to the near infrared wavelength region, and applied to the laser beam printer, and a sharp and good-quality image to be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、複写機やレーザビームプリンタ等画像形成装
置において、静電潜像の形成を行なう光導電部材に関す
る。 (従来の技術) 近年電子写真装置等画像形成装置にあっては、その機能
や機種の多様化に伴い、感光体材料として、硫化カドミ
ウム〔CdS〕、酸化亜鉛[ZnO]、セレン(Se)
、セレンテルル合金[5e−Te1等の無機材料や、ポ
リ−N−ビニルカルバゾール(以下PVCzと称す。)
、トリニ1へロフルオレン(以下TNFと称す。)等の
有機材料管種々のものが開発されている。 しかしながら前記感光体材料のうち、セレン〔SO3、
硫化カドミウム[CdS]等にあっては、本質的に人体
に有害な材料である事から、製造時には安全対策」二そ
の製造装置が複雑となり、製造コス1へが上昇される一
方、使用後には回収する必要があり、これがコストには
ね返えり価格」1昇を招く他、セレン[Se3、セレン
−テルル合金1:5e−Te3 にあっては結晶化温度
が約65[℃]と低い特性を有するため、結晶化し易く
、複写を繰り返し行なう間に結晶化された部分に残留電
荷を生じ、画像を汚損する等の問題を生じ易く、結局は
長寿命化を図れないという欠点がある。そして酸化亜鉛
[ZnO]にあっては、その物性上、酸化還元を生じ易
く、温度や湿度等の環境雰囲気の影響を著しく受け、画
質が不安定となり、信頼性に劣るという欠点がある。 又有機材料である(PVCz)や(TNF)等は熱安定
性及び耐摩耗性に劣る事から長寿命化に難点がある」二
、最近では発がん性の疑いがもたれるという欠点を有し
ている。 このため近年」−記欠点を解決するものとして、無公害
である事から回収処理が不要であり、又、表面硬度が高
く耐摩耗性及び耐N撃性に優れ、更には従来に比し高い
分光感度を有するアモルファスシリコン(以下a−3j
、:Hと称す。)の、感光体材料への適応か検討されて
いる。即ち具体的には感光体は、その特性として高抵抗
かつ分光感度が高い事が要求される事から、これ等両特
性を満たすため、導電性支持体と(a−3i:I−()
光導電層の間に、感光体に優れた電荷保持能を持たせる
と共に、光疲労特徴特性や繰返し特性等に優れた効果を
有する電荷注入防止層を設けた積層型の(a −3i:
 H)感光体が開発されている。 しかしながら(a−3i:t()は、シラン〔S]〕を
含有するガスを用いたグロー放電分解法による成膜時、
(a−5jゴ1)膜中に取り込まれる水素原子[H’]
の量に応して電気的特性及び光学的特性が大きく変動さ
れてしまうという問題を有している。即ち(a−3j、
:T()膜中に取り込まれる水素原子〔H〕の量が多く
なると、光学的バンドギャップが大きくなり、高抵抗化
する反面、これに伴い近赤外線領域近傍の長波長光領域
に対する分光感度が低下し、半導体レーザーを用いたレ
ーザビームプリンタに使用した場合、かぶりや活字のつ
ぶれ、残像、干渉縞まによる濃度むら等を生じ、その使
用が不能になると共に、成膜条件によっては、[(Sj
l+2)n)結合や[5xH2]結合のような結合構造
を有するものが、(a −3j、: H)膜中で支配的
となり、その結果(S j l+ ’1結合が切断され
、ダングリングボンドやボイド等の構造欠陥が増大し、
光導電性が劣下するという問題を有する。一方(a−5
j:I()膜中に取り込まれる水素原子〔H〕の量が低
下すると、長波長光に対する分光感度が増加する反面、
光学的バンドギャップが小さくなり、低抵抗化してしま
うと共に、水素原子[H]がダンクリングボンドを補償
しなくなるため、発生したキャリアの移動度や寿命が低
−3〜 下し、やはり光導電性が劣下し、感光体への使用が不能
になるという問題を有している。 (発明が解決しようとする課題) 従来は、(a −3j、: H)膜中の水素含有量の変
動に応して(a−3i:I()の分光感度特性あるいは
抵抗値等が相反するように変動し、光学的特性及び電気
的特性のいずれもに優れた特性を有する(a−5i:H
)感光体を得る事が出来ず画質の劣下を招くという問題
を生じている。 そこで本発明は上記課題を除去するもので、無公害且つ
表面硬度の高い(a−3i:H)を用い、しかも高抵抗
を保持し、優れた耐電特性を得られると共に、広い波長
領域にわたり高い分光感度特性を有し、ひいてはレーザ
ビームプリンタ等においても鮮明で良質な画像を得る事
が出来、更には基板との密着性が良く、耐環境性に優れ
た光導電部材を提供する事を目的とする。 〔発明の構成〕 (課題を解決するための手段) 本発明は上記課題を解決するために、光導電層の少なく
とも一部を、30〔人〕ないし200〔人〕の(a−3
i:I()系の薄層からなるバルク層及び井戸層が多数
積層され、しかもバルク層又は井戸層のいずれか、ある
いは両方の層中の水素含有量が、各層毎に連続的に変動
される超格子構造とするものである。 (作用) 本発明は上記手段により、広い波長領域にわたり光導電
特性を向上し、長波長光に対する分光感度特性の劣下及
び帯電特性の劣下を防止する事により、レーザビームプ
リンタ等への適用を可能とするものである。 (実施例) 本発明の詳細な説明するにあたり、先ず本発明の原理に
ついて述べる。即ち、結晶質又は非晶質のいずれであっ
ても良いが、厚みが30〔人〕ないし200〔人〕程度
の極めて薄く、光学的パン1−ギャップが事なる複数の
薄層を積層したものからなる半導体層にあっては、光学
的バンドキャップの絶対的な大きさ自体に拘りなく、光
学的バンドギャ−ノブが相対的に小さい方の層を井戸層
にして、光学的ハフ1〜ギヤツプが相対的に大きい方の
層をバリア層とする周期的ポテンシャルバリアを有する
超格子構造が形成される。この超格子構造においては、
バリア層が極めて薄いので、薄層におけるキャリアの1
〜ンネル効果により、キャリアはバリア層を容易に通過
し、しかも超格子構造中の電界により加速され、単一層
の場合に比し、高い走行性で超格子構造中を走行する。 又、この超格子構造においては、光の入射により単一層
中で発生されるキャリアの数に比し、極めて多数のキャ
リアが発生され、分光感度が高くなる。更にポテンシャ
ルの井戸層においては、量子効果のため、単一層の場合
に比して、キャリアの寿命か5倍ないし10倍と長くな
るという様に、超格子構造は光導電特性に優れている。 即ち具体的には光導電部材としては、第4図ないし、第
9図に示すように形成され、第4図に示す(具体例1)
においては、導電性支持体(10)のトに電荷注入防止
層−層〔1〕)が形成され、電荷注入防止層(11)の
」−に光導電層(12)更には表面層(13)が形成さ
れている。又、第5図に示す(具体例2)は(具体例」
−)において光導電層(12)を、電荷発生層と電荷輸
送層とに機能分離したものであり、導電性支持体(10
)及び電荷注入防止層(11)の上に電荷輸送層(16
)が形成されている。この電荷輸送層(16)の」二に
は、電荷発生層(17)が形成されており、電荷発生層
(17)の上には表面層(13)が形成されている。そ
して(具体例1)にあっては、光導電層(]2)は光の
入射により、キャリアを発生し、このキャリアは一方の
極性のものが感光体表面の帯電電荷と中和し、他方のも
のが光導電層(12)を導電性支持体(1o)まで走行
する。 また、(具体例2)にあっては、光の入射により、電荷
発生層(17)にてキャリアが発生し、このキャリアの
一方は電荷輸送層(16)を走行して導電性支持体(1
0)まで到達する。 これ等(具体例)において光導電層(12)あるいは電
荷発生層(17)を拡大すると、第6図のようになって
おり、光学的バンドギャップが相違し、夫々厚みが30
〔人〕ないし200 [人〕の第1の(a−3iニア− H)ffi(18)及び第2の(a −3i: H)層
(20)を交互に積層した超格子構造とされている。そ
して第1の(a−5i:I()層(18)が水素含有量
30〔%〕であり、第2の(a−5iニド■)層(20
)が水素含有量12〔%〕であり、第7図に示すように
光導電層(12)あるいは電荷発生層(17)中で、水
素含有量が連続的に変動される場合、それぞれ第1−の
(a−3i:H)層(18)の最大の光学的バンドキャ
ップが]、、8[eV)てあり、第2の(a −3j、
: H)層(20)の最小の光学的バンドギャップ]、
、68[eV]である事から超格子構造中の厚み方向の
エネルギーバンド図は第゛8図に示すように、第1の(
a−3i:I()層(18)がポテンシャルバリアとな
る一方、第2の(a−3i:H)層(20)がポテンシ
ャルの井戸となり、ポテンシャルのバリア層と井戸層が
周期的に形成される事となる。 尚、以上の様な超格子構造の各層(18) 、 (20
)の光学的バンドギャップあるいは層厚を変更すれば、
ペテロ接合超格子構造を有する層のみがけのバンドギャ
ップを自由に調整する事が出来る。 又、このような超格子構造を形成する材料としでは、水
素含有量が、30〔原子%〕でパン1〜ギヤツプが1.
81:eV)、水素含有量が12〔原子%〕でパン1く
ギャップが1.68[:eV)等の(a−3i:)I)
あるいは光学的バンドギャップを調整するため、窒素[
N]、炭素〔C〕、酸素〔○〕を含有するアモルファス
窒化シリコン(以下a −3iN : Hと称す。)、
アモルファス炭化シリコン(以下a −3iC: I−
Iと称す。)、アモルファス酸化シリコン(以下a−5
」O:Hと称す。)等(a−3i:I()系があり、こ
れ等は一般にノンドープの場合は弱いn型を示し、ホウ
素CB)、アルミニウム[A11]等の周期律表第■族
の元素のドーピングを増大させる事によりi型からp型
に移行してゆくのに対し、リン〔P〕、窒素[N’1等
の周期律表第■族の元素のドーピングを増大する事によ
りn型の特性が顕著となる。更には、周期律表第1I族
又は第V族の元素のドーピングにより、キャリアの走行
性がより向上される。尚他の材料としては、光学的バン
ドギャップが1.5[eV]であるアモルファスゲルマ
ニウムシリコン(以下a −3iGe: Hと称す。)
アモルファス窒化ゲルマニウム(以下a −GeN:H
と称す。)、アモルファス炭化ゲルマニウム(以下a−
GeC:I(と称す。)、アモルファス酸化ゲルマニウ
ム(以下a−GeO:Hと称す。)等もある。又、光学
的バンドギャップの変動のためのみならず、これ等各材
料にあっては、シリコンのダングリングボンドを補償し
、暗抵抗と明抵抗を調和のとれたものとし、光導電性の
向上を図るためには、水素(H)が0.01ないし30
〔原子%〕金含有れる事が望ましい。そして例えば(a
−3i:H)の薄層をグロー放電分解法により成膜する
場合には、原料としてシラン[:5j−11,1及びジ
シラン(SX2+++;]等のシラン類ガスを反応室に
導入し、高周波によりグロー放電することにより薄層中
にHを添加することができる。一方、(a−3jN:)
I)を形成するためには、原料ガスに窒素ガス〔N2〕
又はアンモニアガス(Ni+3)等を所要量添加すれば
良い。更に(a−3jGe:)()は、通常、シラン(
Sj、Hjとゲルマン(Ge1(4)との混合ガスをグ
ロー放電することにより成膜される。又、必要に応じて
、シラン類のキャリアガスとして水素ガス〔N7〕又は
ヘリウムガス(t+elを使用することができる。一方
、4フツ化ケイ素[Sj F4]ガス及び1−リクロロ
シラン[:5iCf+、、]ガス等のハロゲン化ケイ素
を原料ガスとして使用することもてきる。また、シラン
類ガスとハロゲン化ケイ素ガスとの混合ガスで反応させ
ても、同様にHを含有する(a−5iN:I()及び(
a−3i:H)を成膜することができる。なお、グロー
放電分解法によらず、例えば、スパッタリング等の物理
的な方法によってもこれ等の薄層を形成することができ
る。 尚、(具体例1)及び(具体例2)における電荷注入防
止層(11)は、導電性支持体(10)と、光導電層(
]2)あるいは電荷発生層(17)との間の電荷の流れ
を抑制することにより、感光体の表面における電荷の保
持機能を高め、感光体の帯電能を高める。カールソン方
式においては、感光体表面に正帯電させる場合には、支
持体側から光導電層へ電子が注入されることを防止する
ために、電荷注入防止層をn型半導体にする。一方、感
光体表面に負帯電させる場合には、支持体側から光導電
層へ正孔が注入されることを防止するために、電荷性人
防止層をn型半導体にする。また、電荷注入防止層とし
て、絶縁性の膜を支持体の上に形成することも可能であ
る。半導体の電荷注入防止層としては、マイクロクリス
タリンシリコン(以下μC−SコニHと称す。)を使用
したり、(a−3i:H)  を使用する等しても良い
。そして(μC−3i:H)及び(a−3i:H)をp
型にするためには、周期律表の第■族に属する元素、例
えばホウ素[B]、アルミニウム[AQ:l、ガリウム
I:Ga〕、インジウム[In:]、及びタリウム(T
I2)等をドーピングすることが好ましく、(μC−3
]:I()及び(a−3i:H)をn型にするためには
、周期律表の第V族に属する元素、例えば窒素〔N〕、
リン〔■〕〕、ヒ素〔As〕、アンチモン(sb)、及
びビスマス(Bi)等をドーピングすることが好ましい
。このn型不純物又はn型不純物のドーピングにより、
支持体側から光導電層へ電荷が移動することが防止され
る。一方、(μC−5i:H)及び(a−3i:I()
に、炭素[C’l、窒素(N)及び酸素
[Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a photoconductive member that forms an electrostatic latent image in an image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer. (Prior Art) In recent years, with the diversification of functions and models of image forming apparatuses such as electrophotographic apparatuses, photoreceptor materials such as cadmium sulfide [CdS], zinc oxide [ZnO], and selenium (Se) have been used.
, selenium telluride alloy [5e-Te1, etc.], poly-N-vinylcarbazole (hereinafter referred to as PVCz).
Various types of organic material tubes have been developed, such as , trini-1 herofluorene (hereinafter referred to as TNF), and the like. However, among the photoreceptor materials, selenium [SO3,
Since cadmium sulfide [CdS] is a material that is inherently harmful to the human body, safety measures must be taken during manufacturing, which complicates the manufacturing equipment and increases manufacturing costs. This has to be recovered, which not only increases the cost by 1% but also has the low crystallization temperature of about 65°C for selenium [Se3, selenium-tellurium alloy 1:5e-Te3]. Because of this, it tends to crystallize, and during repeated copying, a residual charge is generated in the crystallized portion, which tends to cause problems such as staining the image, and ultimately, it has the disadvantage that it cannot achieve a long service life. Due to its physical properties, zinc oxide [ZnO] is susceptible to oxidation-reduction, is significantly affected by environmental conditions such as temperature and humidity, and has the drawback of unstable image quality and poor reliability. In addition, organic materials such as (PVCz) and (TNF) have poor thermal stability and wear resistance, making it difficult to extend their service life.2) Recently, they have been suspected of being carcinogenic. . Therefore, as a solution to the drawbacks mentioned in recent years, it is non-polluting and does not require recovery treatment, has a high surface hardness, has excellent wear resistance and N impact resistance, and is even higher than conventional methods. Amorphous silicon with spectral sensitivity (hereinafter referred to as a-3j
, :H. ) is being considered for application to photoreceptor materials. Specifically, since the photoreceptor is required to have high resistance and high spectral sensitivity, in order to satisfy both of these characteristics, a conductive support and (a-3i:I-()
A laminated type (a-3i:
H) A photoreceptor has been developed. However, when forming a film by a glow discharge decomposition method using a gas containing silane [S],
(a-5j Go1) Hydrogen atoms [H'] incorporated into the film
The problem is that the electrical characteristics and optical characteristics vary greatly depending on the amount of . That is, (a-3j,
: As the amount of hydrogen atoms [H] incorporated into the T() film increases, the optical bandgap becomes larger and the resistance becomes higher. When used in a laser beam printer using a semiconductor laser, fogging, crushed type, afterimages, uneven density due to interference fringes, etc. may occur, making the printer unusable. Sj
Bond structures such as l+2) n) bonds and [5xH2] bonds become dominant in the (a −3j,: H) film, and as a result, (S j l+ '1 bonds are broken and dangling Structural defects such as bonds and voids increase,
There is a problem that photoconductivity deteriorates. On the other hand (a-5
j:I() When the amount of hydrogen atoms [H] incorporated into the film decreases, the spectral sensitivity to long wavelength light increases, but on the other hand,
The optical bandgap becomes smaller and the resistance becomes lower, and hydrogen atoms [H] no longer compensate for the dunking bonds, so the mobility and lifetime of the generated carriers decreases to -3~, which also reduces photoconductivity. There is a problem that the photoreceptor becomes inferior in quality and cannot be used as a photoreceptor. (Problem to be Solved by the Invention) Conventionally, the spectral sensitivity characteristics or resistance values of (a-3i:I()) conflict with each other in response to changes in the hydrogen content in the (a-3j,:H) film. It has excellent optical and electrical properties (a-5i: H
) A problem arises in that it is not possible to obtain a photoreceptor, leading to deterioration in image quality. Therefore, the present invention solves the above problems by using a non-polluting material with high surface hardness (a-3i:H), which maintains high resistance, provides excellent electrical resistance characteristics, and has high resistance over a wide wavelength range. The purpose is to provide a photoconductive member that has spectral sensitivity characteristics, can obtain clear and high-quality images even with laser beam printers, has good adhesion to substrates, and has excellent environmental resistance. shall be. [Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides at least a portion of the photoconductive layer with 30 [people] to 200 [people] (a-3
A large number of bulk layers and well layers consisting of thin layers of the i:I() system are laminated, and the hydrogen content in either the bulk layer or the well layer, or both layers, is continuously varied for each layer. It has a superlattice structure. (Function) The present invention can be applied to laser beam printers, etc. by improving photoconductive properties over a wide wavelength range and preventing deterioration of spectral sensitivity characteristics and charging characteristics for long wavelength light by the above means. This makes it possible to (Example) In explaining the present invention in detail, first, the principle of the present invention will be described. That is, it may be either crystalline or amorphous, but it is extremely thin, with a thickness of about 30 to 200 people, and is a stack of multiple thin layers with different optical pans and gaps. Regardless of the absolute size of the optical bandgap itself, the layer with the relatively smaller optical bandgap knob is used as the well layer, and the optical huff 1~gap is A superlattice structure having a periodic potential barrier is formed, with the relatively larger layer serving as a barrier layer. In this superlattice structure,
Since the barrier layer is extremely thin, one of the carriers in the thin layer
~Due to the tunnel effect, carriers easily pass through the barrier layer, are accelerated by the electric field in the superlattice structure, and travel through the superlattice structure with higher mobility than in the case of a single layer. Furthermore, in this superlattice structure, a significantly larger number of carriers are generated compared to the number of carriers generated in a single layer upon incidence of light, resulting in high spectral sensitivity. Furthermore, in the potential well layer, the superlattice structure has excellent photoconductive properties, as the lifetime of carriers is 5 to 10 times longer than in the case of a single layer due to quantum effects. Specifically, the photoconductive member is formed as shown in FIGS. 4 to 9, and is shown in FIG. 4 (Specific Example 1).
In this method, a charge injection prevention layer (layer [1]) is formed on the top of the conductive support (10), and a photoconductive layer (12) and a surface layer (13) are formed on the charge injection prevention layer (11). ) is formed. In addition, (specific example 2) shown in Figure 5 is (specific example)
-), the photoconductive layer (12) is functionally separated into a charge generation layer and a charge transport layer, and the conductive support (10
) and the charge transport layer (16) on the charge injection prevention layer (11).
) is formed. A charge generation layer (17) is formed on the second side of the charge transport layer (16), and a surface layer (13) is formed on the charge generation layer (17). In (Specific Example 1), the photoconductive layer (2) generates carriers upon incidence of light, and one polarity of these carriers neutralizes the charges on the photoreceptor surface, and the other polarity neutralizes the charges on the surface of the photoreceptor. runs through the photoconductive layer (12) to the electrically conductive support (1o). Further, in (Specific Example 2), carriers are generated in the charge generation layer (17) by the incidence of light, and one of these carriers travels through the charge transport layer (16) and transfers to the conductive support ( 1
0). When the photoconductive layer (12) or the charge generation layer (17) in these (specific examples) is enlarged, it becomes as shown in FIG.
It has a superlattice structure in which the first (a-3i near-H)ffi (18) and the second (a-3i: H) layer (20) of [person] to 200 [person] are laminated alternately. There is. The first (a-5i:I() layer (18) has a hydrogen content of 30 [%], and the second (a-5i nide ■) layer (20
) has a hydrogen content of 12%, and when the hydrogen content is continuously varied in the photoconductive layer (12) or the charge generation layer (17) as shown in FIG. - The maximum optical bandgap of the (a-3i:H) layer (18) is ], , 8[eV], and the second (a-3j,
: H) Minimum optical bandgap of layer (20)],
, 68 [eV], the energy band diagram in the thickness direction in the superlattice structure is the first (
The a-3i:I() layer (18) serves as a potential barrier, while the second (a-3i:H) layer (20) serves as a potential well, and a potential barrier layer and a well layer are formed periodically. It will be done. In addition, each layer (18), (20
) by changing the optical bandgap or layer thickness,
The bandgap of the layer having a Peter junction superlattice structure can be freely adjusted. In addition, as for the material forming such a superlattice structure, the hydrogen content is 30 [atomic %] and the gap is 1.
(a-3i:)I) with hydrogen content of 12 [atomic %] and bread gap of 1.68 [:eV), etc.
Alternatively, to adjust the optical bandgap, nitrogen [
Amorphous silicon nitride containing N], carbon [C], and oxygen [○] (hereinafter referred to as a-3iN:H),
Amorphous silicon carbide (hereinafter referred to as a-3iC: I-
It is called I. ), amorphous silicon oxide (hereinafter a-5
”O:H. ) etc. (a-3i:I() system), these generally exhibit weak n-type when undoped, and increase the doping of elements in group Ⅰ of the periodic table such as boron CB) and aluminum [A11]. However, by increasing the doping of elements in group Ⅰ of the periodic table, such as phosphorus [P] and nitrogen [N'1], n-type characteristics become noticeable. becomes. Furthermore, carrier mobility is further improved by doping with an element of Group 1I or V of the periodic table. Other materials include amorphous germanium silicon (hereinafter referred to as a-3iGe: H) having an optical band gap of 1.5 [eV].
Amorphous germanium nitride (hereinafter a-GeN:H
It is called. ), amorphous germanium carbide (hereinafter a-
There are also GeC:I (hereinafter referred to as a-GeO:H), amorphous germanium oxide (hereinafter referred to as a-GeO:H), and the like. In addition to the fluctuation of the optical bandgap, in each of these materials, it is necessary to compensate for the dangling bonds of silicon, balance dark resistance and bright resistance, and improve photoconductivity. In order to achieve this, hydrogen (H) must be between 0.01 and 30
It is desirable that it contains [atomic %] gold. And for example (a
-3i:H) by the glow discharge decomposition method, silane gases such as silane [:5j-11,1 and disilane (SX2+++;]) are introduced into the reaction chamber as raw materials, and high-frequency H can be added into the thin layer by glow discharge.On the other hand, (a-3jN:)
In order to form I), nitrogen gas [N2] is added to the raw material gas.
Alternatively, a required amount of ammonia gas (Ni+3) or the like may be added. Furthermore, (a-3jGe:)() is usually silane (
The film is formed by glow discharging a mixed gas of Sj, Hj and germane (Ge1(4)).If necessary, hydrogen gas [N7] or helium gas (t+el is used as a carrier gas for silanes). On the other hand, silicon halides such as silicon tetrafluoride [Sj F4] gas and 1-lichlorosilane [:5iCf+,...] gas can also be used as raw material gases. Even when reacted with a mixed gas with silicon halide gas, H-containing (a-5iN:I() and (
a-3i:H) can be formed into a film. Note that these thin layers can be formed not by the glow discharge decomposition method but also by a physical method such as sputtering. Note that the charge injection prevention layer (11) in (Specific Example 1) and (Specific Example 2) consists of a conductive support (10) and a photoconductive layer (
]2) Alternatively, by suppressing the flow of charge between the photoreceptor and the charge generation layer (17), the charge retention function on the surface of the photoreceptor is enhanced, and the charging ability of the photoreceptor is enhanced. In the Carlson method, when the surface of the photoreceptor is positively charged, the charge injection prevention layer is made of an n-type semiconductor in order to prevent electrons from being injected from the support side to the photoconductive layer. On the other hand, when the surface of the photoreceptor is to be negatively charged, the chargeable anti-static layer is made of an n-type semiconductor in order to prevent holes from being injected from the support side to the photoconductive layer. It is also possible to form an insulating film on the support as a charge injection prevention layer. As the semiconductor charge injection prevention layer, microcrystalline silicon (hereinafter referred to as μC-S ConiH) or (a-3i:H) may be used. And (μC-3i:H) and (a-3i:H) are p
In order to make a mold, elements belonging to Group Ⅰ of the periodic table, such as boron [B], aluminum [AQ:l, gallium I:Ga], indium [In:], and thallium (T
I2) etc. is preferably doped, (μC-3
]: In order to make I() and (a-3i:H) n-type, an element belonging to Group V of the periodic table, such as nitrogen [N],
It is preferable to dope with phosphorus [■]], arsenic [As], antimony (sb), bismuth (Bi), or the like. By doping with this n-type impurity or n-type impurity,
Charge migration from the support side to the photoconductive layer is prevented. On the other hand, (μC-5i:H) and (a-3i:I()
, carbon [C'l, nitrogen (N) and oxygen]

〔0〕から選択
された少なくとも1種の元素を含有させることにより、
高抵抗の絶縁性電荷注入防止層を形成することができる
。尚、電荷注入防止層の厚みは100〔人〕ないし10
〔証〕が好ましい。 更に(具体例1)及び(具体例2)にあっては、光導電
M (12)あるいは電荷発生層(1,7)lに、次の
理由により表面層(13)が設けられている。即ち光導
電層(12)又は電荷発生層(17)の(a −3i:
 H)等は、その屈折率が3乃至3,4と比較的大きい
ため、表面での光反射が起きやすい。このような光反射
が生じると、光導電層又は電荷発生層に吸収される光量
の割合いが低下し、光損失が大きくなる。 このため、表面層(13)を設けて反射を防止すること
が好ましい。また、表面層(13)を設けることにより
、光感電層(12)又は電荷発生層(17)が損傷から
保護される。さらに、表面層を形成することにより、帯
電能が向上し、表面に電荷がよくのるようになる。表面
層を形成する材料としては、(a−5iN:I()、(
a −3j、O: H)、及び(a −3iC: H)
等の無機化合物並びにポリ塩化ビニル及びホリアミド等
の有機材料がある。 このように構成される光導電部材の表面を、コロナ放電
により約500[V)の正電圧で帯電させると、例えば
、第5図の(具体例2)に示す機能分離型のものにあっ
ては、第9図に示すようなポテンシャルバリアが形成さ
れる。この光導電部材に光(hv)が入射すると、電荷
発生層(17)の超格子構造で電子(21)と正孔(2
2)のキャリアが発生する。 この伝導帯の電子(21)は、光導電部材中の電界によ
り、表面層(13)側に向けて加速され、正孔(22)
は導電性支持体(10)側に向けて加速される。この場
合に、光学的バンドギャップが相違する薄層の境界で発
生するキャリアの数は、バルクで発生するキャリアの数
よりも極めて多い。このため、この超格子構造の電荷発
生層(17)においては、分光感度が高くなる。また、
ポテンシャルの井戸層においては、量子効果のために、
超格子構造でない単一層の場合に比して、キャリアの寿
命が5乃至10倍と長い。更に、超格子構造においては
、バンドギャップの不連続性により、周期的なバリア層
が形成されるが、キャリアはトンネル効果で容易にバイ
アス層を通り抜けるので、キャリアの実効移動度はバル
クにおける移動度と同等であり、キャリアの走行性が優
れている。以上のごとく、光学的バンドギャップが相違
する薄層を積層した超格子構造を有する光導電部材によ
れば、高光導電特性を得ることができ、従来の感光体よ
りも鮮明な画像を得ることができる。 以上の原理に基づき、以下本発明の一実施例を第1図な
いし第3図を参照しながら説明する。グロー放電装置(
26)の反応容器(27)内には感電性支持体であり、
アルミニウムからなるドラム状基体(28)を支持する
ため、ヒータ(30)を内蔵し、モータ(31)により
シャツh(31a) を介し回転される支持体(32)
及び、この支持棒(32)を支持する支持台(33)が
設けられている。又、支持棒(32)周囲は、1.3,
56(MHz:lの高周波電源(34)に接続されると
共に底部(27a)に支持される円筒状電極(36)に
より囲繞されると共に、支持棒(32)J1方には、シ
ランガス〔5jH4〕、ジボランガス[5i2H,]、
水素〔l+、) 、 メタンガスCCL)等の原料ガス
を必要に応じて供給出来るよう多数のガスボンベ(37
a)・・(37n)及びガス混合器(38a)を有する
ガス供給系(38)にガス導入バルブ(40a)を介し
て接続されるガス導入管(40)が設けられている。尚
(41a) −(41n)は各ガスボンベ(37a)・
(37n)のバルブ、(42a)・(42n)は圧力計
である。更に(43)は反応容器(27)内の排気を行
なう排気装置(図示せず)に接続される排気バルブであ
り、(44)は反応容器(27)内の気圧を測定する真
空計である。又、(46)は光導電部材であるレーザプ
リンタ等の感光体であり、ドラム状基体(28)」−に
電荷注入防止層(47)及び電荷輸送層(48)、水素
含有量が多くバンドギャップの大きいバリア層(50a
)及び水素含有量が少なくバンドギャップの小さい井戸
層(50b)が交互に任意の厚みで積層されるヘテロ接
合超格子構造からなる電荷発生層(50)並びに表面層
(51)が積層されている。ただし、電荷発生層(50
)にあってはバリア層(50a)及び/又は井戸層(5
0b)の水素含有量が各層毎に連続的に変化されている
。尚(52)は電荷輸送層(48)及び電荷発生層(5
0)からなる光導電層である。 しかしてグロー放電装置(26)で感光体(46)を形
成する場合、支持棒(32)にドラム状基体(28)を
セラ1〜した後、反応容器(27)内を0,1[1−ル
〕以下程度の気圧にするよう排気バルブ(43)を開け
、排気装置(図示せず)により排ガス処理を行なうと共
にヒータ(30)によりドラム状基体(28)を所定温
度に加熱する。そしてガス導入管(40)を介し、ガス
供給系(38)より必要とする所定のガスを反応容器(
27)に導入し、反応容器(27)内のガス圧を0.1
ないし1〔トル〕程度の範囲内で一定に保持しつつ高周
波電源(34)により、ドラム状基体(28)及び円筒
状電極(36)間に必要とする電力を所定時間印加し、
ドラム状基体(28)lに電荷注入防止層(47)を成
膜する。続いて同一反応容器(27)内の温度、及び導
入ガス、更には電力量及び電力の印加時間等の成膜条件
を順次必要とされるものに設定し直しながら、電荷輸送
層(48)、電荷発生層(50)、表面層(51)を成
膜し、感光体(46)の形成を終了する。 次にこの実施例に基づき実際に成膜を行なった試験例に
ついて説明する。 〔試験例1〕 必要に応じて、干渉防止のために、酸処理、アルカリ処
理及びサンドブラスト処理を施した直径が80mm、幅
が350 nw+t のアルミニウム製のドラム状基体
(28)を反応容器(27)内に装着し、反応容器(2
7)を約10” [l〜ル〕の真空度に排気した。次い
で、ヒータ(30)により1〜ラム状基体(28)を2
50〔℃〕 に加熱し、モータ(31)により1.0[
r、p、m、]で自転させつつ、カス供給系(38)よ
り、ガス導入管(40)を介し、シランガス[5i11
4:lを500(SCCMI、 ジボランガス[B2I
+、]をシランガス[SiH,]に対する流量比で10
−’、メタンガス(C114:lを1001:SCCM
)という流量で反応容器(27)内に導入し、排気装置
(図示せず)により反応容器(27)内の圧力を1cI
−ル〕に維持しながら、高周波電源(34)により50
0[W:]の高周波電力を1へラム状基体(28)及び
円筒状電極(36)間に印加し、p型の(a −5iC
: H)からなる膜厚0 、3 (4m )の電荷注入
防11−層(47)の成膜を行なう。次いで反応容器(
27)内のシランガス[5ift4]に対するジボラン
ガス(B21+、)の流量を10−7とすると共にメタ
ンガス〔CH4)を停止し、更にドラム状基体(28)
及び円筒状電極(36)間の高周波電力を1 (KW:
lに1−げ、■型の(a −5j、 : I−I )か
らなる電荷輸送層(48)を電荷注入防止層(47)−
1−に膜厚20〔μm〕となる迄成膜する。 この後、他の成膜条件は変える事無く高周波電力を先ず
998(W’l に下げ50〔人〕の(a−3i:I(
)からなる電荷発生層(50)のバリア層(50a)を
形成し、次いで高周波電力を1 [K11.lに戻し、
50〔人〕の(a −3j :H)からなり、水素含有
量が12〔%〕で光学的バンドキャップが1.68[e
V)の電荷発生層(50)の井戸層(50b)を成形し
、更に高周波電力を996[W]に下げバリア層(50
a)を50〔人〕成膜し、又高周波電力を1、[K罰に
戻し、井戸層(50b)を50〔人〕成膜する。 そしてこのようにして高周波電力を5(to(W’lに
になる迄2〔W〕ずつ下げて成膜される50〔人〕の(
a−3i : T−T )からなるバリア層(50a)
 と、高周波電力][K11]で成膜される50〔人〕
の(a−3j:I()からなる井戸層(50b)とを交
互に250層ずつ成膜し、厚さ2.5CI1m’lのへ
テロ接合超格子構造の電荷発生m (50)を成膜する
。尚、バリア層(50a)にあっては、その成膜特高周
波電力が9981:W)から500[W:lに下げられ
るに従いその水素含有量は約12〔%〕から約30〔%
〕に増加され、第3図(イ)に示すように光学的パン1
〜ギヤツプは約1.68[eV]から約]、、8(e〕
に増大される。この後、最後に反応容器(27)内にシ
ランガス(S]H,、:lを250 [:SCCM’l
、メタンガス(C14,)を2000 ESCCM)の
流量で導入し、反応容器(27)内の圧力を1〔1〜ル
〕に維持しながら、1 [KW]の高周波電力を印加し
、(a −5ic: H)からなる膜厚0.5[μm〕
の表面層(51)を成膜し、感光体(46)の製造を終
了する。 このようにして11)られた感光体(46)を約500
(V〕で正帯電し、白色光を露光したところ、多数の電
子正孔対のキャリアが発生され、しかもキャリアの寿命
が長く、高い走行性が得られ、感光体(46)を実際に
複写機に装着し、画像形成を行なったところ鮮明で高品
質の画像が得られると共に、繰り返し帯電による画像の
再現性及び安定性も良好であり、更に、密着性も良く耐
コロナ放電性、耐湿性、及び耐摩耗性等の耐久性に優れ
ているという事が判明された。 〔試験例2〕 この〔試験例2〕は第3図(ロ)に示すように前述の〔
試験例1〕の電荷発生7m(50)のバリア層(50a
)の水素含有量を30〔%〕即ちバンドギャップを1.
81:eV:lと一定にし、井戸層(50b)の水素含
有量を7〔%〕即ちバンドギャップを1.571:eV
)迄徐々に減少させたものである。即ち〔試験例1〕と
同様にしてドラム状基体(28)、J二に0 、3 〔
l1m ’J の電荷注入防止層(47)及び20〔I
Jm〕の電荷輸送層(48)を成膜する。この後高周波
電力を1.002[W]から1.500(W:lになる
迄2〔W〕ずつ」−げて成膜される50(人〕の(a−
5i:)I)からなる井戸層(50b)と、高周波電力
1000[W)で成膜される50〔人〕の(a−5i:
H)からなるバリア層(50a)とを交互に250層ず
つ成膜し、厚さ2゜5〔μm〕のへテロ接合超格子構造
の電荷発生層(50)を成膜し、更に〔試験例1〕と同
様にして0 、51: 7xm 〕の表面層(51)を
成膜するものである。 このようにして得られた感光体(46)は、半導体レー
ザの発振波長である780ないし790[μm〕の長波
長光に対しても高い分光感度を有し、実際に半導体し−
サビームプリンタに装着し、画像形成を行なったところ
、かぶりや、活字のつぶれ等の無い鮮明で高解像度の画
像を得る事が出来た。 また、この感光体を繰返し帯電したところ、転写画像の
再現性及び安定性が高く、耐コロナ性、耐湿性、及び耐
摩耗性などの耐久性が優れたいた。 このように構成すれば、光導電層の一部である電荷発生
層(50)が、バンドギャップが各層毎に連続的に変動
されるバリア層(50a)及び井戸層(50b)を交互
に積層した超格子構造の(a−3i:H)から形成され
ている事から、電荷発生層が単一層で形成されるものに
比し、光の照射により発生されるキャリア数が多く、高
い分光感度を有し、しかもキャリアの走行性か優れると
共に、寿命も長くなり、優れた光導電特性を得られ、更
にバリア層(50a)により光学的ハンドギヤツブが一
定以上に保持され、低抵抗化を来たす事が無いので、可
視光領域から、近赤外当逃の広い波長領域にわたって高
い分光感度を得られ、半導体レーザビームプリンタ装置
への適用が可能となり、しかも従来のように帯電能の低
下を生じ画像がぼけたり、かぶりを生ずる事も無く、鮮
明で良質の画像を得る事が出来る。 尚、本発明は上記実施例に限定されず種々設計変更可能
であり、例えば、光導電層は電荷発生層と電荷輸送層に
分離されたもので無く、(具体例1)の様な構造であっ
ても良いし、超格子構造を構成する(a−3i:I()
の膜厚や層数あるいは水素含有量即ちパン1〜ギヤツプ
の大きさも限定されず、これ等を調整する事により、任
意の波長光に対し最適の光4電特性を有する感光体を得
る事も可能となる。又、バリア層及び井戸層の各層毎の
バンドギャップの変動量も任意であり、成膜時、高周波
電力を1〔W〕ずつ変動させても良いし、パン1くギャ
ップの変動の形態も、光学的バンドギャップが異なる薄
層の境界を形成するものであれば、第10図(イ)ない
しくホ)に示す第1の変形例ないし第5の変形例のよう
に、第]の変形例にあっては、井戸層(60b)を一定
にし、バリア層(10a)のバンドギャップを徐々に減
少させ、第2の変形例にあっては、バリアJi(16a
)を一定にし5井戸層(41,b)のパン1〜ギヤツプ
を徐々に増大させるようにしても良いし、更には第3及
び第4の変形例のようにバリア層(62a) 、 (6
3b)及び井戸層(62a)、 (63b)の両方のハ
ンI〜ギャップを徐々に減少させたり増大させたり、あ
るいは、第5の変形例のように、バリア層(64a)の
パン1〜ギヤツプは一旦減少させた後増人させる一方、
井戸層(64b)のハントギャップは一旦増大させた後
減少させるというようにしても良い。更に薄膜の材料も
、光学的バンドギャップ調整のため、炭素〔C〕、酸素
〔○〕、窒素CNIのうち少なくとも1種を含有させた
り、あるいは、キャリアの走行性向」−のため周期律表
の第TII族又は第■族の元素を含有させる等しても良
い。尚、超格子構造における水素含有量の変化、即ちバ
ンドギャップの変化は、直線的に連続していなくても良
く、例えば〔試験例1〕において、電荷発生層(50)
形成時、高周波電力をバリア層(50a)形成時と井戸
層(50b)形成時に即時に切換える事無く、高周波電
力を998[W)から連続的に1000[W)に戻し次
いで又、996[W:] に連続的に下げるという様に
して、超格子構造におけるバンドキャンプを第11図に
示す第6の変形例のようにバリア層(66a)と井戸層
(66b)間で曲線的に変動するようにしても良い。 〔発明の効果〕 以」二説明したように本発明によれば、その月質の特性
」二耐久性に優れ、長寿命化が図られると共に、無公害
であり、使用後の回収も不要な(a−5j、:H)系の
材質を光導電層に用い、しかも可視光から近赤外光の広
い波長領域に亘って高い分光感度を有し、特に長波長光
に対しても優れた光導電特性を示すと共に、従来の様に
低抵抗化される事が無く、帯電特性にも優れ、鮮明で解
像度の高い画像を得る事が出来、レーザビームプリンタ
装置等への適用も可能な光導電部材を得る事が出来る。
By containing at least one element selected from [0],
A high resistance insulating charge injection prevention layer can be formed. The thickness of the charge injection prevention layer is between 100 and 10 mm.
[Proof] is preferred. Furthermore, in (Specific Example 1) and (Specific Example 2), a surface layer (13) is provided on the photoconductive layer M (12) or the charge generation layer (1, 7) l for the following reason. That is, (a −3i:
H) etc. have a relatively large refractive index of 3 to 3.4, so light reflection easily occurs on the surface. When such light reflection occurs, the proportion of the amount of light absorbed by the photoconductive layer or the charge generation layer decreases, resulting in increased light loss. For this reason, it is preferable to provide a surface layer (13) to prevent reflection. Further, by providing the surface layer (13), the photosensitive layer (12) or the charge generation layer (17) is protected from damage. Furthermore, by forming the surface layer, the charging ability is improved, and the charge can be easily deposited on the surface. Materials forming the surface layer include (a-5iN:I(), (
a-3j, O: H), and (a-3iC: H)
and organic materials such as polyvinyl chloride and holamide. When the surface of the photoconductive member constructed in this way is charged with a positive voltage of about 500 [V] by corona discharge, for example, in the functionally separated type shown in FIG. 5 (Example 2), A potential barrier as shown in FIG. 9 is formed. When light (HV) is incident on this photoconductive member, the superlattice structure of the charge generation layer (17) causes electrons (21) and holes (2
2) carriers are generated. Electrons (21) in the conduction band are accelerated toward the surface layer (13) by the electric field in the photoconductive member, and holes (22)
is accelerated toward the conductive support (10) side. In this case, the number of carriers generated at the boundary between thin layers with different optical band gaps is much larger than the number of carriers generated in the bulk. Therefore, the charge generation layer (17) having this superlattice structure has high spectral sensitivity. Also,
In the potential well layer, due to quantum effects,
The carrier lifetime is 5 to 10 times longer than in the case of a single layer without a superlattice structure. Furthermore, in a superlattice structure, a periodic barrier layer is formed due to bandgap discontinuity, but carriers easily pass through the bias layer due to the tunnel effect, so the effective carrier mobility is equal to the bulk mobility. The carrier has excellent runnability. As described above, a photoconductive member having a superlattice structure in which thin layers with different optical bandgaps are laminated can obtain high photoconductive properties and produce clearer images than conventional photoreceptors. can. Based on the above principle, one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. Glow discharge device (
26) Inside the reaction vessel (27) is an electrosensitive support,
In order to support a drum-shaped base (28) made of aluminum, a support (32) has a built-in heater (30) and is rotated by a motor (31) via a shirt h (31a).
A support stand (33) is provided to support the support rod (32). Also, the circumference of the support rod (32) is 1.3,
It is connected to a high frequency power source (34) of 56 (MHz:l) and is surrounded by a cylindrical electrode (36) supported on the bottom (27a), and the support rod (32) J1 is filled with silane gas [5jH4]. , diborane gas [5i2H, ],
A large number of gas cylinders (37
A gas introduction pipe (40) is provided which is connected to a gas supply system (38) having a) (37n) and a gas mixer (38a) via a gas introduction valve (40a). In addition, (41a) - (41n) are each gas cylinder (37a).
The valve (37n) and (42a) and (42n) are pressure gauges. Furthermore, (43) is an exhaust valve connected to an exhaust device (not shown) that exhausts the inside of the reaction container (27), and (44) is a vacuum gauge that measures the atmospheric pressure inside the reaction container (27). . In addition, (46) is a photoreceptor such as a laser printer, which is a photoconductive member, and a drum-shaped base (28) has a charge injection prevention layer (47) and a charge transport layer (48), and a band with a high hydrogen content. Barrier layer with large gap (50a
) and a charge generation layer (50) and a surface layer (51) each having a heterojunction superlattice structure in which well layers (50b) with low hydrogen content and a small band gap are alternately laminated to an arbitrary thickness. . However, the charge generation layer (50
), the barrier layer (50a) and/or the well layer (50a)
The hydrogen content of 0b) is continuously varied from layer to layer. Note that (52) is a charge transport layer (48) and a charge generation layer (5).
0). When forming the photoreceptor (46) in the glow discharge device (26), after placing the drum-shaped substrate (28) on the support rod (32), the interior of the reaction vessel (27) is The exhaust valve (43) is opened so that the atmospheric pressure is below 1.5 mm, and the exhaust gas is treated by the exhaust device (not shown), and the drum-shaped substrate (28) is heated to a predetermined temperature by the heater (30). Then, a required predetermined gas is supplied from the gas supply system (38) to the reaction vessel (
27), and the gas pressure in the reaction vessel (27) was set to 0.1.
Applying the necessary power between the drum-shaped substrate (28) and the cylindrical electrode (36) for a predetermined period of time using a high-frequency power source (34) while maintaining it constant within a range of about 1 to 1 Torr;
A charge injection prevention layer (47) is formed on the drum-shaped substrate (28)l. Subsequently, the charge transport layer (48), A charge generation layer (50) and a surface layer (51) are formed to complete the formation of the photoreceptor (46). Next, a test example in which film formation was actually performed based on this example will be described. [Test Example 1] An aluminum drum-shaped substrate (28) with a diameter of 80 mm and a width of 350 nw+t, which has been subjected to acid treatment, alkali treatment, and sandblasting treatment to prevent interference if necessary, is placed in a reaction vessel (27). ) into the reaction vessel (2
7) was evacuated to a degree of vacuum of about 10" [l~L]. Next, the heater (30) was used to heat the ram-shaped substrates (28) 1~2.
Heated to 50 [℃] and heated to 1.0 [℃] by motor (31).
r, p, m,], silane gas [5i11
4:l to 500 (SCCMI, diborane gas [B2I
+,] to silane gas [SiH,] at a flow rate ratio of 10
-', methane gas (C114:l 1001:SCCM
) into the reaction vessel (27), and the pressure inside the reaction vessel (27) was reduced to 1 cI using an exhaust device (not shown).
- while maintaining the
A high frequency power of 0 [W:] is applied between the ram-shaped substrate (28) and the cylindrical electrode (36), and p-type (a-5iC
A charge injection prevention 11-layer (47) having a thickness of 0.3 m (4 m) and consisting of: H) is formed. Next, the reaction vessel (
27) The flow rate of diborane gas (B21+,) relative to the silane gas [5ift4] in the drum-shaped substrate (28) was set to 10-7, and the methane gas [CH4] was stopped.
and the high frequency power between the cylindrical electrode (36) is 1 (KW:
A charge transport layer (48) consisting of a ■-shaped (a-5j, : I-I) with a charge injection prevention layer (47)-
1-, a film is formed until the film thickness becomes 20 [μm]. After this, without changing other film forming conditions, first lower the high frequency power to 998 (W'l) of 50 [people] (a-3i:I(
) is formed as a barrier layer (50a) of the charge generation layer (50), and then high frequency power is applied to 1 [K11. Return to l,
It consists of (a-3j:H) of 50 [human], the hydrogen content is 12 [%], and the optical band gap is 1.68 [e
The well layer (50b) of the charge generation layer (50) of V) is formed, and the high frequency power is further lowered to 996 [W].
50 [people] of a) are formed, and the high frequency power is returned to 1 [K], and 50 [people] of the well layer (50b) is formed. Then, in this way, the high frequency power was lowered by 2 [W] until it reached 5 (to (W'l)).
a-3i: Barrier layer (50a) consisting of T-T
and high frequency power] [K11] 50 [people]
250 well layers (50b) consisting of (a-3j:I()) were alternately formed to form a charge generation m (50) of a heterojunction superlattice structure with a thickness of 2.5 CI 1 m'l. In the barrier layer (50a), as the film-forming special high frequency power is lowered from 9981:W) to 500[W:l], the hydrogen content decreases from about 12% to about 30%. %
], and the optical pan 1 is increased as shown in Figure 3 (a).
~The gap is from about 1.68 [eV] to about], 8 (e)
will be increased to After this, finally, 250 [:SCCM'l] of silane gas (S]H,,:l
, methane gas (C14,) was introduced at a flow rate of 2000 ESCCM), and while maintaining the pressure inside the reaction vessel (27) at 1 [1~L], high frequency power of 1 [KW] was applied, and (a - 5ic: Film thickness consisting of H) 0.5 [μm]
A surface layer (51) is formed to complete the production of the photoreceptor (46). Approximately 500 photoreceptors (46) were prepared in this way (11).
When positively charged with (V) and exposed to white light, a large number of electron-hole pair carriers are generated, and the carriers have a long lifespan and high running properties, making it possible to actually copy the photoreceptor (46). When attached to the machine and image formation was performed, a clear and high quality image was obtained, and the image reproducibility and stability due to repeated charging were also good.Furthermore, it had good adhesion, corona discharge resistance, and moisture resistance. It was found that the material was excellent in durability such as wear resistance and abrasion resistance.
Test Example 1] charge generation 7m (50) barrier layer (50a
) hydrogen content is 30 [%], that is, the band gap is 1.
81: eV:l is constant, and the hydrogen content of the well layer (50b) is 7 [%], that is, the band gap is 1.571: eV.
). That is, in the same manner as [Test Example 1], the drum-shaped substrate (28), J2, 0 and 3 [
l1m 'J charge injection prevention layer (47) and 20[I
A charge transport layer (48) of Jm] is formed. Thereafter, the high frequency power was increased from 1.002 [W] to 1.500 (W:l) in 2 [W] increments to form a film of 50 (a-
5i:) A well layer (50b) consisting of I) and 50 [people] (a-5i:) formed into a film with high frequency power of 1000 [W].
250 barrier layers (50a) consisting of H) were formed alternately, and a charge generation layer (50) having a heterojunction superlattice structure with a thickness of 2.5 [μm] was formed. Example 1] A surface layer (51) of 0,51:7xm] was formed in the same manner as in Example 1. The photoreceptor (46) thus obtained has high spectral sensitivity even to long wavelength light of 780 to 790 [μm], which is the oscillation wavelength of a semiconductor laser, and is actually a semiconductor.
When it was attached to a Subbeam printer and image formation was performed, it was possible to obtain a clear, high-resolution image with no fogging or crushed type. Furthermore, when this photoreceptor was repeatedly charged, the transferred image had high reproducibility and stability, and had excellent durability such as corona resistance, moisture resistance, and abrasion resistance. With this structure, the charge generation layer (50), which is a part of the photoconductive layer, alternately laminates barrier layers (50a) and well layers (50b) whose band gaps are continuously varied for each layer. Because the charge generation layer is formed from a superlattice structure (a-3i:H), the number of carriers generated by light irradiation is larger than that of a single layer, resulting in high spectral sensitivity. In addition, the carrier has excellent running properties, has a long life, and has excellent photoconductive properties.Furthermore, the barrier layer (50a) maintains the optical hand gear above a certain level, resulting in low resistance. Since there is no charge, it is possible to obtain high spectral sensitivity over a wide wavelength range from the visible light region to the near-infrared hit/miss range, making it possible to apply it to semiconductor laser beam printers. Clear, high-quality images can be obtained without blurring or fogging. Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments and can be modified in various ways. For example, the photoconductive layer is not separated into a charge generation layer and a charge transport layer, but has a structure like (Example 1). may exist, and constitute a superlattice structure (a-3i:I()
There are no limitations on the film thickness, the number of layers, or the hydrogen content, that is, the size of the gap, and by adjusting these, it is possible to obtain a photoreceptor with optimal photoquaternary characteristics for light of any wavelength. It becomes possible. Further, the amount of variation in the band gap for each layer of the barrier layer and the well layer is arbitrary, and the high frequency power may be varied by 1 [W] at the time of film formation, and the form of the variation in the band gap can also be changed as follows: If the boundary between thin layers having different optical bandgaps is formed, the modification example [1st modification example] to the fifth modification example shown in FIGS. In the second modification, the well layer (60b) is kept constant and the band gap of the barrier layer (10a) is gradually decreased, and in the second modification, the barrier layer Ji (16a) is
) may be kept constant and the gaps 1 to 1 of the 5-well layer (41, b) may be gradually increased, or even the barrier layers (62a), (6
3b) and the well layers (62a) and (63b), or, as in the fifth variant, increase the gap of the barrier layer (64a). While increasing the number after decreasing it once,
The hunt gap of the well layer (64b) may be increased once and then decreased. Furthermore, the material of the thin film may contain at least one of carbon [C], oxygen [○], and nitrogen CNI to adjust the optical band gap, or it may contain a material according to the periodic table due to carrier mobility. It is also possible to contain an element of Group TII or Group Ⅰ. Note that the change in hydrogen content in the superlattice structure, that is, the change in band gap, does not have to be linearly continuous; for example, in [Test Example 1],
During the formation, the high frequency power was not immediately switched between forming the barrier layer (50a) and the well layer (50b), but the high frequency power was continuously returned from 998 [W) to 1000 [W], and then again to 996 [W]. :], and the band camp in the superlattice structure varies in a curved manner between the barrier layer (66a) and the well layer (66b) as shown in the sixth modification shown in FIG. You can do it like this. [Effects of the Invention] As explained below, according to the present invention, the material has excellent durability, has a long life, is non-polluting, and does not require collection after use. (a-5j,:H) type material is used for the photoconductive layer, and it has high spectral sensitivity over a wide wavelength range from visible light to near-infrared light, and is particularly excellent for long wavelength light. A light that exhibits photoconductive properties, does not have low resistance like conventional methods, has excellent charging properties, can obtain clear and high resolution images, and can be applied to laser beam printers, etc. A conductive member can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図ないし第3図は本発明の一実施例を示し第1図は
その成膜装置を示す概略説明図、第2図はその感光体を
示す一部断面図、第3図(イ)ばその〔試験側上〕の電
荷発生層のエネルギーバンドの一部を示すグラフ、第3
図(ロ)はその〔試験例2〕の電荷発生層のエネルギー
バンドの一部を示すグラフ、第4図ないし第9図は本発
明の原理を示しその(具体例1)の感光体を示す一部断
面図、第5図はその(具体例2)の感光体を示す一部断
面図、第6図はその第4図及び第5図の一部を拡大した
断面図、第7図はその(具体例1)の光導電層あるいは
(具体例2)の電荷発生層の水素含有量の変化の一部を
示すグラフ、第8図はその光導電層あるいは電荷発生層
のエネルギーバンドの一部を示すグラフ、第9図はその
(具体例2)のエネルギーギャップを示す模式図、第1
0図(イ)ないし第10図(ホ)は第1の変形例ないし
第5の変形例の電荷発生層のエネルギーバンドの一部を
示すグラフ、第11図は第6の変形例の電荷発生層のエ
ネルギーバンドの一部を示すグラフである。 26  グロー放電装置、 27  反応容器、28 
 ドラム状基体、  32−支持棒、34  高周波電
源、   36  円筒状電極、37a・37n・ガス
ボンベ、38  ガス供給系、46・・感光体、   
  47・電荷注入防止層、48  電荷輸送層、  
 50・電荷発生層、51・・表面層、     52
・・光導電層。 代理人 弁理士 大 胡 典 夫 +6 第  2  図 加     古。a 播4図 /  プoa 含i丁2−ロ凹 第5図 黴■自[−−−一にごm− 第 1[J  図 (ニ) l−一■■■■−−■■1−−−−−■−−−□□暑■
■■■―−b■――■−一、、−一一一、、、、、1第
 10  図 (ハ) 膜厚 第  10  図 (ホ)
1 to 3 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing a film forming apparatus thereof, FIG. 2 is a partial sectional view showing the photoreceptor, and FIG. 3 (A). Graph showing part of the energy band of the charge generation layer of the bass [on the test side], 3rd
Figure (B) is a graph showing part of the energy band of the charge generation layer of [Test Example 2], and Figures 4 to 9 illustrate the principle of the present invention and show the photoreceptor of (Specific Example 1). 5 is a partial sectional view showing the photoreceptor of (Specific Example 2), FIG. 6 is an enlarged sectional view of a part of FIGS. 4 and 5, and FIG. A graph showing part of the change in hydrogen content in the photoconductive layer of (Specific Example 1) or the charge generation layer of (Specific Example 2), FIG. Figure 9 is a schematic diagram showing the energy gap of (Specific Example 2).
0 (a) to 10 (e) are graphs showing part of the energy bands of the charge generation layer of the first to fifth modifications, and FIG. 11 is a graph showing charge generation of the sixth modification. It is a graph showing a part of the energy band of a layer. 26 glow discharge device, 27 reaction vessel, 28
drum-shaped base, 32-support rod, 34 high-frequency power supply, 36 cylindrical electrode, 37a, 37n, gas cylinder, 38 gas supply system, 46...photoreceptor,
47・Charge injection prevention layer, 48 Charge transport layer,
50. Charge generation layer, 51.. Surface layer, 52
...Photoconductive layer. Agent: Patent Attorney Norio Ogo +6 2nd illustration: Furu. a 4th figure / pu oa including i d 2 - ro 5th fig. −−−−■−−−□□Hot■
■■■--b■--■-1,,-111,,,,,1 Figure 10 (C) Film thickness Figure 10 (E)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 導電性支持体上に電荷注入防止層及び光導電層を有する
ものにおいて、前記光導電層の少なくとも一部が、アモ
ルファスシリコン系の半導体の薄層からなるバリア層及
び井戸層が多数積層される超格子構造からなり、前記バ
リア層及び/又は前記井戸層の水素含有量が一層毎に連
続的に変動する事を特徴とする光導電部材。
In a device having a charge injection prevention layer and a photoconductive layer on a conductive support, at least a part of the photoconductive layer is a superstructure in which a large number of barrier layers and well layers made of thin layers of amorphous silicon-based semiconductor are laminated. A photoconductive member comprising a lattice structure, wherein the hydrogen content of the barrier layer and/or the well layer varies continuously from layer to layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116154060A (en) * 2023-04-18 2023-05-23 江西兆驰半导体有限公司 Yellow-green light LED epitaxial wafer, preparation method thereof and yellow-green light LED

Cited By (2)

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CN116154060A (en) * 2023-04-18 2023-05-23 江西兆驰半导体有限公司 Yellow-green light LED epitaxial wafer, preparation method thereof and yellow-green light LED
CN116154060B (en) * 2023-04-18 2023-06-23 江西兆驰半导体有限公司 Yellow-green light LED epitaxial wafer, preparation method thereof and yellow-green light LED

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