JPH01295267A - 光導電部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔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
や機種の多種化に伴い、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−Ｔｅ３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。）、トリニトロフルオレン（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〔Ｓｅ〕、
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上その
製造装置が複雑となり、製造コストが上昇される一方、
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〔Ｓｅ〕、セレン−テ
ルル合金（Ｓｅ−Ｔｅ３にあっては結晶化温度が約６５
（’Ｃ）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（Ｚｎ
Ｏ）にあっては、その物性上、酸化還元を生し易く、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上、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。 このため近年上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
耐摩耗性及び耐衝撃性に優れ、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−５ｉ：
Ｈと称す。）の、感光体材料への適応が検討されている
。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：旧光導＠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−５ｉ：ｔ（）感光体が開
発されている。 しかしながら（ａ−３ｉ：Ｈは）、シラン〔Ｓ１〕を含
有するガスを用いたグロー放電分Ｍ法による成膜時、（
ａ−５ｊ：Ｈ）膜中に取り込まれる水素原子〔Ｈ〕の量
に応じ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−３ｉ：Ｈ）
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、［（ＳｊＨ，、）。 〕結合やｌ：５ｊｌ−１２３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［Ｓｉ旧結合が切断され、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−５ｉ：ｔ（）膜中に取り込
まれる水素原子〔１］〕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〔
ＩＩ〕がダング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。 （発明か解決しようとする課題） 従来は、（ａ−５ｊ：ｔ（）膜中の水素含有量の変動に
応じて（ａ−５ｉ：Ｈ）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
のいづ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
表面硬度の高い半導体を用い、しかも高抵抗を保持し、
優れた帯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〕のアモルファ
スチッ化シリコンの薄層及びマイクロクリスタリンチソ
化シリコンの薄層を含む半導体の薄層が周期的に積層さ
れる超格子構造とするものである。 （作　用） 本発明は」１記手段により、広い波長領域にわたり光導
電特性を向」ニジ、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、マイクロクリスタリ
ンシリコン（以下μｃ−８ｊ：Ｈと称す。）の特性及び
本発明の原理である超格子構造について述べる。先ず（
ｐ　ｃ−３ｉ：Ｈ）は（ａ−３ｊ、：Ｈ）に比し、光学
的バンドギャップが小さく、近赤外線領域近傍の長波長
領域にも感度を有すると共に構造欠陥が少ないものであ
る。 即ちこの（μｃ−３ｉ：Ｈ）は非単結晶シリコンに属す
るものであるが、Ｘ線回折測定を行うと、第４図点線で
示すように（ａ−５ｉ：Ｈ）が無定形であるため、ハロ
ーが現われるのみで回折パターンを認められないのに対
し、（μｃ−３ｊ：ｌ（）は第４図実線で示すように〔
２０〕が２８〜２８．５度の付近で結晶回折パターンを
示すものである。一方ポリクリスタリンシリコンは、暗
抵抗が１０６〔Ω・１〕以下であるのに対しくμｃ−３
ｉ：ｔｌ）は１０１０［：Ω・■〕以−にの高い暗抵抗
を有するように調整する事が出来る。−ト述の様な特性
により（μｃ−３ｉ：Ｈ）は他の非単結晶シリコンであ
る（ａ−３ｉ：Ｈ）やポリクリスタリンシリコンと区別
され、その構造は約数十〔人〕以上の粒径の微結晶が集
合して形成されていると考えられる。 そしてこのような（μｃ−３ｉ：旧を製造するには（ａ
−３ｉ：Ｈ）と同様スパッタリングやグロー放電分解法
等によるが、（ａ−５ｉ：ｔｌ）製造時に比し、成膜を
行なう導電性の支持体の温度を高めに設定するか、ある
いは高周波電力を大きくすると形成され易くなる。即ち
支持体の温度を高くし、高周波電力を大きくする事によ
り、原料であるシラン〔Ｓ１〕含有ガスの流量を増大出
来、その結果成膜速度が増大され（μｃ−５ｉ：Ｈ）が
形成され易くなるからである。 更に原料としてシラン［５ｉ１１．］やジシラン（Ｓｊ
、２８Ｇ　）等の高次シランガスも含めて、水素〔１］
〕で希釈したガスを用いると、（μｃ−５ｊ、：Ｈ）が
より効果的に形成され易くなる。 更に光感度特性を高めたり、高抵抗化する等のため、（
μｃ−５ｊ、：Ｈ）層中に水素原子１：Ｈ）の他に不純
物をドーピングしたりするが、この不純物元素としては
後述の（ａ−３ｉ：Ｈ）と同様Ｐ型にするためには周期
律表第■族の元素が適し、他方ｎ型にするために周期律
表第■族の元素が適している。又（μｃ−３ｊ、：Ｈ）
の暗抵抗を大きくし、　光導電特性を高めるために窒素
ＣＮＩ、炭素〔Ｃ〕、及び酸素〔Ｏ〕の少なくとも一種
をドーピングする事が望ましい。 この様にすれば、これ等の元素は（μｃ−３ｉ：Ｈ）の
粒界に析出し、又シリコン［Ｓ：ｉ　］のダングリング
ボンドのターミネータとして作用し、バンド間の禁制布
中に存在する状態密度を減少させるからである。そして
この様な特性により（μｃ−３ｉ：Ｈ）を感光体の光導
電層に用いれば、近赤外線領域近傍の長波長領域での分
光感度を高める事が可能となる。 次に超格子構造について述べる。 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、
光学的バンドギャップが異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、光学的バンドギャップ
の絶対的な大きさ自体に拘りなく、光学的バンドギャッ
プが相対的に小さい方の層を井戸層にして、光学的バン
ドギャップが相対的に大きい方の層をバリア層とする周
期的な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トンネル効果により、
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−８〜 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、キャリアの寿命が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５図ないし、第１０図に示すように形成され、第５
図に示す（具体例１）においては、導電性支持体（１０
）の」二に電荷注入防止ＰＦ！　（１１）が形成され、
電荷注入防止層（１１）の上に光導電層（１２）、更に
は表面層（］３）が形成されている。又、第６図に示す
（具体例２）は（具体例１）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）の上には、電荷発生１　（１７）が形成
されており、電荷発生層（１７）の」二には表面層（１
３）が形成されている。そして（具体例１）にあっては
、光導電層（１２）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（１０）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（１
６）を走行して導電性支持体（１０）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７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３
０〔人〕ないし２００〔人〕の第１の（ａ−３］：Ｈ）
Ｍ　（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。そして例えば
第１の（ａ−５ｉ：Ｈ）　ＪＦ？　（１８）が水素含有
量３０〔％〕であり、第２の（ａ−５ｊ　：ｌｌ）　Ｍ
　（２０）が水素含有量１２〔％〕であり、第８図に示
すように光導電Ｗ（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
ドギャップが１．．８（ｅＶ）であり、第２の（ａ−３
ｉ：ＩＩ）ｆｆ　（２０）の最小の光学的バンドギャッ
プが１．６８１：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９図に示すように、第
１の（ａ−５ｉ：Ｈ）　Ｍ　（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Ｍ　（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、ヘ
テロ接合超格子構造を有する層のみかけのパン１〜ギヤ
ツ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ては、水
素含有量が３０〔原子％〕でバンドギャップが１．８［
ｅＶ］、水素含有量が１２〔原子％〕でバンドギャップ
が１．６８（ｅＶ）等の（ａ−３ｉ：）ｌ）あるいは光
学的バンドギャップを１．９［ｅＶ］に増大するよう窒
素ＣＮＩ、炭素〔Ｃ〕、酸素

〔０〕を含有するアモルフ
ァス窒化シリコン（以下ａ−５ｉＮ：Ｈと称す。）、ア
モルファス炭化シリコン（以下ａ−５ｉＣ：Ｈと称す。 ）、アモルファス酸化シリコン（以下ａ−３ｉＯ：Ｈと
称す。）等（ａ−５ｉ：Ｈ）系、　あるいは前述の光学
的バンドギャップが］、、５１：ｅＶ］以−Ｈの（μｃ
−３ｊ：Ｈ）あるいはマイクロクリスタリンチッ化シリ
コン（以下μｃ−３ｊＮ：Ｈと称す。）、マイクロクリ
スタリン炭化シリコン（以下μＣ−５ｉ：ｌ＋と称す。 ）、マイクロクリスタリン酸化シリコン（以下ｔＬ　ｃ
−５ｊＯ：Ｈと称す。）等（ｐ　ｃ−５ｉ：Ｈ）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（Ａｆｆｉ）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Ｃ
Ｎ）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
■族又は第■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−５ｉＧｅ：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：Ｈと称す。）、アモルファス酸化ゲルマニム
（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
に一１２＝ 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〔１１〕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−
５ｊ：Ｈ）　、あるいは（μｃ−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（ＳＩＨ４〕及びジシラン［Ｓ１２　％　）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−５ｉＮ：Ｈ）あるいは（μＣ−３ｉＮ：Ｈ）
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［ＮＨ１］等を所要量添加すれば良い。 更に（ａ−５ｊ、Ｇｅ：Ｈ）は、通常、シラン（ＳｉＨ
，）とゲルマンＩ：ＧｅＨ４〕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（Ｈ７）又はヘリウ
ムガス（Ｈｅ）を使用することができる。一方、４フツ
化ケイ素［ＳｉＧ、　：ｌガス及びトリクロシラン〔５
ＩＣＱ、４〕　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できる。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
１１を含有する（ａ−３ｉＮ：Ｈ）及び（ａ−３ｉ：Ｈ
）更には（μｃ−３ｉＮ：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（
１２）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、電荷注入
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」二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、（ｔｔ　ｃ−
３ｉ：Ｈ）や（ｐ　ｃ−３ｉＮ　：　Ｈ）を使用したり
、（ａ−３ｊ、：Ｈ）や（ａ−３ｉＮ：Ｈ）を使用する
等しても良い。 そして、（μｃ−３ｉ：Ｈ）及び（ａ−３ｊ、：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ＣＢ）、アルミニウム〔ＡＱ、〕、ガリ
ウム（Ｇａ）、インジウム〔ＩＯ３、及びタリウム［Ｔ
Ｑ］等をドーピングすることが好ましく、（μｃ−５ｊ
：Ｈ）及び（ａ−５ｊ、：Ｈ）をｎ型にするためには、
周期律表の第■族に属する元素、例えば、窒素［Ｎ）、
リンＣＰ）、ヒ素［Ａｓ］、アンチモン〔Ｓｂ〕、及び
ビスマス（Ｂｉ）等を１く−ピングすることが好ましい
。このｎ型不純物又はｎ型不純物のビーピングにより、
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。−方、（μｃ−５ｉ：Ｈ）及び（ａ−５ｉ：Ｈ）等
に、炭素（Ｃ）、窒素〔Ｎ〕及び酸素

〔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〔
庫〕が好ましい。更に（具体例１）及び（具体例２）に
あっては光導電層（１２）あるいは電荷発生層（１，７
）１には、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、
光導電層（１２）又は電荷発生層（１７）が損傷から保
護される。更に、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：Ｈ）、（ａ−５
ｉＯ：Ｈ）、及び（ａ−３ｉＣ：Ｈ）、（μｃ−５ｉＮ
：Ｈ）、（μｃ−３ｉＣ：Ｈ）、（ｐ　ｃ−３ｉＯ：Ｈ
）等の無機化合物並びにポリ塩化ビニル及びポリアミド
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６図の（具体例２）に示す機能分離型のものにあっ
ては、第１０図に示すようなポテンシヤルバリアが形成
される。この光導電部材に光（ｈヤ）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（
２２）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。これため、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（２
６）の反応容器（２７）内には、導電性支持体であり、
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
シャフト（３］ａ）を介し回転される支持体（３２）及
び、この支持体（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、１３．５６
１：ＭＨｚｌ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
囲繞される共に、支持棒（３２）上方には、シランガス
［：５ｉｌ１４）、ジボランガス［Ｓコ２Ｈ，］、水素
ガス〔Ｈ２〕、メタンガス［ＣＨ４）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（３７ａ）
・・・（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）・（３
７ｎ）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）上に電荷
注入防止層（４７）及び電荷輸送層（４８）、（ａ−３
ｊ、Ｎ：Ｈ）からなる第１の薄層（５０ａ）及びＣμｃ
−３ｉＮ：Ｈ）からなる第２の薄層（５０ｂ）を任意の
厚みで交互に繰返し積層したベテロ接合超格子構造の電
荷発生層（５０）並びに表面層（５１）が積層されてい
る。 尚（５２）は電荷輸送層（４８）及び電荷発生層（５０
）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
セットした後、反応容器（２７）内を０．１［：トル〕
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’Ｉｆ　（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）内にガス圧をＯ
，Ｌないし１〔１〜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、１〜ラム状基体（２８）Ｊ−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Ｗ　（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８０ｍｎ、幅
が３５０ｍｍ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（２７）を約
１０−５［）−ル〕の真空度に排気した。次いで、ヒー
タ（３０）によりドラム状基体（２８）を２５０［℃：
ｌに加熱し、モータ（３１）により１ｏ［ｒ、ｐ、ｍ、
］で自転させつつ、ガス供給系（３８）より、ガス導入
管（４０）を介し、　シランガス（Ｓｉｔ（，１を５０
０　［ＳＣＣＭ：ｌ、ジボランガス［Ｂ２ＨＧ］をシラ
ンガス［：５ｊＨ４）に対する流量比で１０−６、窒素
ガス〔Ｎ〕を５００［ＳＣＣ阿〕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１〔トル〕に維持しながら、高
周波電源（３４）により５００［Ｗ］の高周波電力をド
ラ１１状基体（２８）及び円筒状電極（３６）間に印加
し、ｐ型の（ａ−５ｉＮ：Ｈ）からなる膜厚ｏ、３１ｚ
ｍ〕の電荷注入防止層（４７）の成膜を行なう。次いで
反応容器（２７）内のシランガス［ＳｉＨ４］に対する
ジボランガス（Ｂ。 Ｈ６）の流量を１０−７とすると共に窒素ガス〔Ｎ〕を
停止し、更にドラム状基体（２８）及び円筒状電極（３
６）間の高周波電力を１　［ｋＷ］に上げ、ｉ型の（ａ
−３ｊ：ＩＩ）からなる電荷輸送層（４８）を電荷注入
防止層（４７）ｌに膜厚２０〔μＩ〕となる迄成膜する
。この後、放電を一旦停止する一方、再度窒素ガス〔Ｎ
、〕を５００　［ＳＣＣ阿〕導入し、反応容器（２７）
内の圧力を］、、２１：Ｉ−ル〕に」二げ、５００　［
ＩＮ）の高周波電力を印加し、（ａ−５ｉＮ：ＩＩ）か
らなり、光学的にバンドギャップが１．６５（ｅＶ）の
第２の薄！　（５０ｂ）を５０〔人〕成膜する。そして
第１のＭ！（５０ａ）及び第２の薄層（５０ｂ）の成膜
操作を交互に５００〔回〕繰返す事により、第３図に示
すような光学的パン１〜キヤツプを有する膜厚５〔μｓ
〕の電荷発生層（５０）が形成される。そして最後に、
反応容器（２７）内にシランガス［ＳｉＨ４］を１５０
ＥＳＣＣＭ）、窒素ガス〔Ｎ２〕を２０００１：ｓｃｃ
Ｍ］の流量で導入し、反応容器（２７）内の圧力を１〔
トル〕に維持しながら、１．３［ｋす］の高周波電力を
印加し、（ａ−３ｊＮ：Ｈ）からなる膜厚０．５ｉｚｍ
）の表面Ｗ　（５１）を成膜し、感光体（４６）の製造
を終了する。 このようにして得られた感光体（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、及び耐磨耗性等の耐久性に優れて
いるという事が判明された。−力感光体（４６）は７８
０ないし７９０（ｎｍ）程度の長波長光に対しても高い
分光感度を有し、実際に半導体レーザビームプリンタに
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。 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（ａ−３ｉＮ：Ｈ）からなる第１の薄層（
５］、ａ）及び（ｔｔ　Ｃ−５ｉＮ：Ｈ）からなる第２
の薄層（５１ｂ）が交互に周期的に積層される超格子構
造である事から、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が優れる
と共に、寿命も長くなり、優れた光導電性を得られ、又
、光学的バンドギャップの大きい第１の薄層（５０ａ）
がポテンシャルバリア層とされ、高抵抗が保持される事
から、可視光領域から近赤外光の広い波長領域に亘って
高い分光感度を得られ、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」〕記実施例に限定されず種々設計変更可
能であり、例えば、光感電層は、電荷発生層と電荷輸送
層に分離されたものでは無く、（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−５ｉＮ
：Ｈ）あるいは（μＣ−３ｉＮ　：Ｈ）等の膜厚や層数
ひいては電荷発生層の厚さも限定されない。又、超格子
構造を構成するための薄膜は２種類に限定されず、光学
的バンドギャップが異なる境界を形成するものであれば
、更に（ａ−３ｉ：Ｈ）を用いる等して、３種以」二の
薄層を周期的に積層するものであっても良い。更に（ａ
−５ｊＮ：）Ｉ）あるいは（μＣ−３ｉＮ：Ｉｔ）も、
光学的バンドギャップ調整のため、炭素〔Ｃ〕、酸素〔
０〕、窒素（Ｎｉｌのうちの少なくとも１種を含有させ
たり、あるいは、キャリアの走向性向上のため、周期律
表の第■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（ａ−３ｉＮ：Ｈ）及び（μ
Ｃ−３ｉＮ：Ｈ）のバー２４＝ 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（ａ−３ｉＮ：Ｈ）成形時と（μ
Ｃ−３ｉＮ：Ｈ）形成時に即時に切換える事無く、高周
波電力を５００（Ｗ〕から除々に１．５００１Ｊ）迄上
げ次いで除々に５００［１ｔｌ］に戻すという様にして
、超格子構造におけるバンドギャップを第１１図に示す
変形例のようにバリア層（６０ａ）と井戸層（６０ｂ）
が曲線的に変動するようにしても良い。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、その材質の特性上
耐久性に優れ、長寿命化が図られる共に、無公害であり
、使用後の回収も不要な（ａ−３ｉＮｅｔ（）や（μＣ
−５ｉＮ：Ｈ）等を光導電層に用い、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等への適用も可能な光導電部材を
得る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

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ｍｌ？説明図、第２図はその感
光体を示す一部断面図、第３図はその〔試験例１〕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１０図は本発明の原理を示し、第４図はその
（ｐ　Ｃ−３ｉ：ｔ（）と（ａ−３ｉ：１１）のＸ線回
折を示すグラフ、第５図はその（具体例１）の感光体を
示す一部断面図、第６図はその（具体例２）の感光体を
示す一部断面図、第７図はその第５図及び第６図の一部
を拡大した断面図、第８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９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
１０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１１図は他の変形例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、　　　　　５
２・・光導電層。 代理人　弁理士　　大　胡　典　夫 ノ ； ３／ 第　　１　　図 ＋６ ／ 第　　２　　図 第　　３　　図 Ｎ５図 ／／：） Ｉ 回折山［２θ〕 第４図 第　　６　　図 ／２，１７ ／ 第　　７　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、前記光導電層が、少なくともアモルファ
   スチッ化シリコンからなる第１の薄層及びマイクロクリ
   スタリンチッ化シリコンからなる第２の薄層を含む複数
   の半導体薄層を周期的に繰り返えし積層した超格子構造
   からなる事を特徴とする光導電部材。