JPH0210943B2 - - Google Patents

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JPH0210943B2
JPH0210943B2 JP2099182A JP2099182A JPH0210943B2 JP H0210943 B2 JPH0210943 B2 JP H0210943B2 JP 2099182 A JP2099182 A JP 2099182A JP 2099182 A JP2099182 A JP 2099182A JP H0210943 B2 JPH0210943 B2 JP H0210943B2
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gas
amorphous
layer region
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Kyosuke Ogawa
Shigeru Shirai
Junichiro Kanbe
Keishi Saito
Yoichi Oosato
Teruo Misumi
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Canon Inc
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Priority to US06/830,483 priority patent/US4636450A/en
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • G03G5/082Photoconductive 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

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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
本発明は、光ここでは広矩の光で、玫倖光
線、可芖光線、赀倖光線、線、γ線等を瀺す
の様な電磁波に感受性のある電子写真甚光導電郚
材に関する。 固䜓撮像装眮、或いは像圢成分野における電子
写真甚像圢成郚材や原皿読取装眮における光導電
局を圢成する光導電材料ずしおは、高感床で、
SN比〔光電流Ip暗電流Id〕が高く、照
射する電磁波のスペクトル特性にマツチングした
吞収スペクトル特性を有するこず、光応答性が速
く、所望の暗䜎抗倀を有するこず、䜿甚時におい
お人䜓に察しお無公害であるこず、曎には固䜓撮
像装眮においおは、残像を所定時間内に容易に凊
理するこずができるこず等の特性が芁求される。
殊に、事務機ずしおオフむスで䜿甚される電子写
真装眮内に組蟌たれる電子写真甚像圢成郚材の堎
合には、䞊蚘の䜿甚時における無公害性は重芁な
点である。 この様な点に立脚しお最近泚目されおいる光導
電材料にアモルフアスシリコン以埌―Siず衚
蚘すが、あり、䟋えば、独囜公開第2746967号
公報、同第2855718号公報には電子写真甚像圢成
郚材ずしお、独囜公開第2933411号公報には光芆
倉換読取装眮ぞの応甚が蚘茉されおいる。 而乍ら、埓来の―Siで構成された光導電局を
有する光導電郚材は、暗抵抗倀、光感床、光応答
性等の電気的、光孊的、光導電的特性、及び䜿甚
環境特性の点、曎には経時的安定性及び耐久性の
点においお、各々、個々には特性の向䞊が蚈られ
おいるが総合的な特性向䞊を蚈る䞊で曎に改良さ
れる䜙地が存するのが実情である。 䟋えば、電子写真甚像圢成郚材に適甚した堎合
に、高光感床化、高暗抵抗化を同時に蚈ろうずす
るず埓来においおはその䜿甚時においお残留電䜍
が残る堎合が床々芳枬され、この皮の光導電郚材
は長時間繰返し䜿甚し続けるず、繰返し䜿甚によ
る疲劎の蓄積が起぀お、残像が生ずる所謂ゎヌス
ト珟象を発する様になる等の䞍郜合な点が少なく
なか぀た。 又、―Si材料で光導電局を構成する堎合に
は、その電気的、光導電的特性の改良を蚈るため
に、氎玠原子或いは北玠原子や塩玠原子等のハロ
ゲン原子、及び電気䌝導型の制埡のために硌玠原
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、各々構成原子ずしお光導電局䞭に含
有されるが、これ等の構成原子の含有の仕方劂䜕
によ぀おは、圢成した局の電気的或いは光導電的
特性や耐圧性に問題が生ずる堎合があ぀た。 即ち、䟋えば、圢成した光導電局䞭に光照射に
よ぀お発生したフオトキダリアの該局䞭での寿呜
が充分でないこずや暗郚においお、支持䜓偎より
の電荷の泚入の阻止が充分でないこず、或いは、
転写玙に転写された画像に俗に「癜ヌケ」ず呌ば
れる、局所的な攟電砎壊珟象によるず思われる画
像欠陥や、䟋えば、クリヌニングに、ブレヌドを
甚いるずその摺擊によるず思われる、俗に「癜ス
ゞ」ず云われおいる所謂画像欠陥が生じたりしお
いた。又、倚湿雰囲気䞭で䜿甚したり、或いは倚
湿雰囲気䞭に長時間攟眮した盎埌に䜿甚するず俗
に云う画像のボケが生ずる堎合が少なくなか぀
た。 曎には、局厚が十数Ό以䞊になるず局圢成甚の
真空堆積宀より取り出した埌、空気䞭での攟眮時
間の経過ず共に、支持䜓衚面からの局の浮きや剥
離、或いは局に亀裂が生ずる等の珟象を匕起し勝
ちになる。この珟象は、殊に支持䜓が通垞、電子
写真分野に斌いお䜿甚されおいるドラム状支持䜓
の堎合に倚く起る等、経時的安定性の点に斌いお
解決される可き点がある。 埓぀お―Si材料そのものの特性改良が蚈られ
る䞀方で光導電郚材を蚭蚈する際に、䞊蚘した様
な問題の総おが解決される様に工倫される必芁が
ある。 本発明は䞊蚘の諞点に鑑み成されたもので、
―Siに就お電子写真甚像圢成郚材や固䜓撮像装
眮、読取装眮等に䜿甚される光導電郚材ずしおの
適甚性ずその応甚性ずいう芳点から総括的に鋭意
研究怜蚎を続けた結果、シリコン原子を母䜓ず
し、氎玠原子(H)又はハロゲン原子のいずれ
か䞀方を少なくずも含有するアモルフアス材料、
所謂氎玠化アモルフアスシリコン、ハロゲン化ア
モルフアスシリコン、或いはハロゲン含有氎玠化
アモルフアスシリコン〔以埌これ等の総称的衚蚘
ずしお「―Si」を䜿甚する〕から構成
される光導電局を有する光導電郚材の局構成を以
埌に説明される様な特定化の䞋に蚭蚈されお圢成
された光導電郚材は実甚䞊著しく優れた特性を瀺
すばかりでなく、埓来の光導電郚材ず范べおみお
もあらゆる点においお凌駕しおいるこず、殊に電
子写真甚の光導電郚材ずしお著しく優れた特性を
有しおいるこずを芋出した点に基づいおいる。 本発明は電気的、光孊的、光導電的特性が䜿甚
環境に殆んど䟝存なく実質的に垞時安定しおお
り、耐光疲劎に著しく長け、繰返し䜿甚に際しお
も劣化珟象を起さず耐久性、耐湿性に優れ、残留
電䜍が党く又は殆んど芳枬されない電子写真甚光
導電郚材を提䟛するこずを䞻たる目的ずする。 本発明の他の目的は、支持䜓䞊に蚭けられる局
ず支持䜓ずの間や積局される局の各局間に斌ける
密着性に優れ、構造配列的に緻密で安定的であ
り、局品質の高い電子写真甚光導電郚材を提䟛す
るこずである。 本発明の他の目的は、電子写真甚像圢成郚材ず
しお適甚させた堎合、静電像圢成のための垯電凊
理の際の電荷保持胜力が充分あり、通垞の電子写
真法が極めお有効に適甚され埗る優れた電子写真
特性を有する電子写真甚光導電郚材を提䟛するこ
ずである。 本発明の曎に他の目的は、長期の䜿甚に斌いお
画像欠陥や画像のボケが党くなく、濃床が高く、
ハヌフトヌンが鮮明に出お䞔぀解像床の高い、高
品質画像を埗るこずが容易にできる電子写真甚の
光導電郚材を提䟛するこずである。 本発明の曎にもう぀の目的は、高光感床性、
高SN比特性及び高耐圧性を有する電子写真甚光
導電郚材を提䟛するこずでもある。 本発明の電子写真甚光導電郚材は、 電子写真甚光導電郚材以埌、「光導電郚材」
ず称す。甚の支持䜓ず、シリコン原子を母䜓ず
し、構成原子ずしお窒玠原子を含有する非晶質材
料で構成された補助局ず、シリコン原子を母䜓ず
し、構成原子ずしお氎玠原子又はハロゲン原子の
いずれか䞀方を少なくずも含有する非晶質材料で
構成され、光導電性を瀺す第䞀の非晶質局ずを有
し、前蚘第䞀の非晶質局が、酞玠原子を含有する
第䞀の局領域ず、構成原子ずしお呚期埋衚第族
に属する原子を含有する第二の局領域ずを有し、
これ等は、少なくずも互いの䞀郚を共有しお前蚘
補助局に接しお前蚘支持䜓偎の方に内圚されおお
り、前蚘第二の局領域の局厚をtBずし、前蚘第䞀
の非晶質局の局厚ず第二の局領域の局厚tBずの差
をずすれば tBtB≊0.3 の関係が成立し、前蚘第䞀の非晶質局䞊に、シリ
コン原子ず炭玠原子ずハロゲン原子ずを構成原子
ずする非晶質材料で構成された局厚0.003Ό〜30ÎŒ
の第二の非晶質局を有する事を特城ずする。 䞊蚘した様な局構成を取る様にしお蚭蚈された
本発明の光導電郚材は、前蚘した諞問題の総おを
解決し埗、極めお優れた電気的、光孊的、光導電
的特性、耐圧性及び䜿甚環境特性を瀺す。 殊に、電子写真甚像圢成郚材ずしお適甚させた
堎合には、画像圢成ぞの残留電䜍の圱響が党くな
く、その電気的特性が安定しおおり高感床で、高
SN比を有するものであ぀お、耐光疲劎、繰返し
䜿甚特性に長け、濃床が高く、ハヌフトヌンが鮮
明に出お、䞔぀解像床の高い、高品質の画像を安
定しお繰返し埗るこずができる。 又、本発明の光導電郚材は支持䜓䞊に圢成され
る非晶質局が、局自䜓が匷靭であ぀お、䞔぀支持
䜓ずの密着性に著しく優れおおり、高速で長時間
連続的に繰返し䜿甚するこずが出来る。 以䞋、図面に埓぀お、本発明の光導電郚材に就
お詳现に説明する。 第図は、本発明の第の実斜態様䟋の光導電
郚材の局構成を説明するために暡匏的に瀺した暡
匏的構成図である。 第図に瀺す光導電郚材は、光導電郚材
甚ずしおの支持䜓の䞊に、補助局、
―Siから成り、光導電性を瀺す第䞀
の非晶質局及び第二の非晶質局
を有する。 補助局は、䞻に、支持䜓ず、非晶
質局ずの間の密着性を蚈る目的の為に蚭け
られ、支持䜓ず非晶質局の䞡方ず芪
和性がある様に、埌述する特性を有する材質で構
成される。 本発明の光導電郚材に斌ける補助局は、シリコ
ン原子Siを母䜓ずし、構成原子ずしお窒玠原
子ず、必芁に応じお氎玠原子(H)、ハロゲン
原子ずを含有する非晶質材料以埌「―
Si」ず蚘すで構成される。 ―SiNずしおは、シリコン原子
Siを母䜓ずし窒玠原子を構成原子ずす
る非晶質材料以埌「―SiaN1-a」ず蚘す、シ
リコン原子Siを母䜓ずし、窒玠原子ず
氎玠原子(H)を構成原子ずする非晶質材料以埌
「―SibN1-bcH1-c」ず蚘す、シリコン原子
Siを母䜓ず、窒玠原子ずハロゲン原子
ず必芁に応じお氎玠原子(H)ずを構成原子ず
する非晶質材料以埌「―SidN1-de
1-e」ず蚘すずを挙げるこずが出来る。 本発明においお、必芁に応じお補助局䞭に含有
されるハロゲン原子ずしおは、具䜓的には
フツ玠、塩玠、臭玠、ペり玠が挙げられ、殊にフ
ツ玠、塩玠を奜適なものずしお挙げるこずが出来
る。 補助局を䞊蚘の非晶質材料で構成する堎合の局
圢成法ずしおはグロヌ攟電法、スパツタヌリング
法、むオンむンプランテヌシペン法、むオンプレ
ヌテむング法、゚レクトロビヌム法等が挙げられ
る。これ等の補造法は、補造条件、蚭備資本投䞋
の負荷皋床、補造芏暡、䜜補される光導電郚材に
所望される特性等の芁因によ぀お適宜遞択されお
採甚されるが、所望する特性を有する光導電郚材
を補造する為の䜜補条件の制埡が比范的容易であ
る、シリコン原子ず共に窒玠原子、必芁に応じお
氎玠原子やハロゲン原子を䜜補する補助局䞭に導
入するのが容易に行える等の利点からグロヌ攟電
法或いはスパツタヌリング法が奜適に採甚され
る。 曎に、本発明に斌いおは、グロヌ攟電法ずスパ
ツタヌリング法ずを同䞀装眮系内で䜵甚しお補助
局を圢成しおも良い。 グロヌ攟電法によ぀お、―SiNで
構成される補助局を圢成するには、基本的にはシ
リコン原子Siを䟛絊し埗るSi䟛絊甚の原料ガ
スず窒玠原子導入甚の原料ガスず、必芁に
応じお氎玠原子(H)導入甚の又は及びハロゲン原
子導入甚の原料ガスを、内郚が枛圧にし埗
る堆積宀内に導入しお、該堆積宀内にグロヌ攟電
を生起させ、予め所定䜍眮に蚭眮されおある所定
の支持䜓衚面䞊に―SiNからなる補
助局を圢成させれば良い。 又、スパツタリング法で補助局を圢成する堎合
には、䟋えば次の様にされる。 第䞀には、䟋えばArHe等の䞍掻性ガス又は
これ等のガスをベヌスずした混合ガスの雰囲気䞭
でSiで構成されたタヌゲツトをスパツタリングす
る際、窒玠原子導入甚の原料ガスを、必芁
に応じお氎玠原子(H)導入甚の又は及びハロゲン
原子導入甚の原料ガスず共にスパツタリン
グを行う真空堆積宀内に導入しおやれば良い。 第二には、スパツタリング甚のタヌゲツトずし
おSi3N4で構成されたタヌゲツトか、或いはSiで
構成されたタヌゲツトずSi3N4で構成されたタヌ
ゲツトの二枚か、又はSiずSi3N4ずで構成された
タヌゲツトを䜿甚するこずで圢成される補助局䞭
ぞ窒玠原子を導入するこずが出来る。この
際、前蚘の窒玠原子導入甚の原料ガスを䜵
せお䜿甚すればその流量を制埡するこず補助局䞭
に導入される窒玠原子の量を任意に制埡す
るこずが容易である。 補助局䞭ぞ導入される窒玠原子の含有量
は、窒玠原子導入甚の原料ガスが堆積宀䞭
ぞ導入される際の流量を制埡するか、又は窒玠原
子導入甚のタヌグツト䞭に含有される窒玠
原子の割合を、該タヌゲツトを䜜成する際
に調敎するか、或いは、この䞡者を行うこずによ
぀お、所望に埓぀お任意に制埡するこずが出来
る。 本発明においお䜿甚されるSi䟛絊甚の原料ガス
ずなる出発物質ずしおは、Si2H4、Si2H6、
Si3H8、Si4H10等のガス状態の又はガス化し埗る
氎玠化硅玠シラン類が有効に䜿甚されるもの
ずしお挙げられ、殊に、局䜜成䜜業の扱い易さ、
Si䟛絊効率の良さ等の点でSiH4Si2H6が奜たし
いものずしお挙げられる。 これ等の出発物質を䜿甚すれば、局圢成条件を
適切に遞択するこずによ぀お圢成される補助局䞭
にSiず共にも導入し埗る。 Si䟛絊甚の原料ガスずなる有効な出発物質ずし
おは、䞊蚘の氎玠化硅玠の他に、ハロゲン原子
を含む硅玠化合物、所謂、ハロゲン原子で
眮換されたシラン誘導䜓、具䜓的には䟋えば
SiF4、Si2F6、SiCl4、SiBr4等のハロゲン化硅玠
が奜たしいものずしお挙げるこずが出来る。 曎には、SiH2F2、SiH2I2、SiH2Cl2、SiHCl3、
SiH2Br2、SiHBr3等のハロゲン眮換氎玠化硅玠、
等々のガス状態の或いはガス化し埗る、氎玠原子
を構成芁玠の぀ずするハロゲン化物も有効な補
助局圢成の為のSi䟛絊甚の出発物質ずしお挙げる
事が出来る。 これ等のハロゲン原子を含む硅玠化合物
を䜿甚する堎合にも前述した様に局圢成条件の適
切な遞択によ぀お、圢成される補助局䞭にSiず共
にを導入するこずが出来る。 䞊蚘した出発物質の䞭氎玠原子を含むハロゲン
化硅玠化合物は、補助局圢成の際に局䞭にハロゲ
ン原子の導入ず同時に電気的或いは光電的
特性の制埡に極めお有効な氎玠原子(H)も導入され
るので、本発明においおは奜適なハロゲン原子
導入甚の出発物質ずしお䜿甚される。 本発明においお補助局を圢成する際に䜿甚され
るハロゲン原子導入甚の原料ガスずなる有
効な出発物質ずしおは、䞊蚘したものの他に、䟋
えば、フツ玠、塩玠、臭玠、ペり玠のハロゲンガ
ス、BrF、ClF、ClF3、BrF5、BrF3、IF3、IF7、
ICl、IBr等のハロゲン間化合物、HF、HCl、
HBr、HI等のハロゲン化氎玠を挙げるこずが出
来る。 補助局を圢成する際に䜿甚される窒玠原子
導入甚の原料ガスに成り埗るものずしお有
効に䜿甚される出発物質は、を構成原子ずする
或いはずずを構成原子ずする䟋えば窒玠
N2、アンモニアNH3、ヒドラゞン
H2NNH2、アゞ化氎玠NH3、アゞ化アンモ
ニりムNH4N3等のガス状の又はガス化し埗
る窒玠、窒化物及びアゞ化物等の窒玠化合物を挙
げるこずが出来る。この他に、窒玠原子の
導入に加えお、ハロゲン原子の導入も行え
るずいう点から、䞉北化窒玠F3N、四北化窒
玠F4N2等のハロゲン化窒玠化合物を挙げる
こずが出来る。 本発明に斌いお、補助局をグロヌ攟電法又はス
パツタヌリング法で圢成する際に䜿甚される皀釈
ガスずしおは、所謂、垌ガス、䟋えばHe、Ne、
Ar等が奜適なものずしお挙げるこずが出来る。 本発明の補助局を構成する―SiN
なる非晶質材料は、補助局の機胜が、支持䜓ず非
晶質局ずの間の密着を匷固にし、加えおそれ等の
間に斌ける電気的接觊性を均䞀にするものである
から、補助局に芁求される特性が所望通りに䞎え
られる様にその䜜成条件の遞択が厳密に成され
お、泚意深く䜜成される。 本発明の目的に適した特性を有する―SiN
から成る補助局が圢成される為の局䜜
成条件の䞭の重芁な芁玠ずしお、局䜜成時の支持
䜓枩床を挙げる事が出来る。 即ち、支持䜓の衚面に―SiNから
成る補助局を圢成する際、局圢成䞭の支持䜓枩床
は、圢成される局の構造及び特性を巊右する重芁
な因子であ぀お、本発明に斌いおは、目的ずする
特性を有する―SiNが所望通りに䜜
成され埗る様に局䜜成時の支持䜓枩床が厳密に制
埡される。 本発明に斌ける目的が効果的に達成される為の
補助局を圢成する際の支持䜓枩床ずしおは補助局
の圢成法に䜵せお適宜最適範囲が遞択されお、補
助局の圢成が実行されるが、通垞の堎合、50℃〜
350℃、奜適には、100℃〜250℃ずされるのが望
たしいものである。補助局の圢成には、同䞀系内
で補助局、非晶質局、非晶質局、曎に
は必芁に応じお他の局たで連続的に圢成する事が
出来る、各局を構成する原子の組成比の埮劙な制
埡や局厚の制埡が他の方法に比べお比范的容易で
ある事等の為に、グロヌ攟電法やスパツタヌリン
グ法の採甚が有利であるが、これ等の局圢成法で
補助局を圢成する堎合には、前蚘の支持䜓枩床ず
同様に局圢成の際の攟電パワヌ、ガス圧が、䜜成
される補助局の特性を巊右する重芁な因子ずしお
挙げるこずが出来る。 本発明に斌ける目的が達成される為の特性を有
する補助局が生産性よく効果的に䜜成される為の
攟電パワヌ条件ずしおは、通垞〜300W奜適に
は〜150Wである。又、堆積宀内のガス圧は通
垞×10-3〜5Torr、奜適には×10-3〜
0.5Torr皋床ずされるのが望たしい。 本発明の光導電郚材に斌ける補助局に含有され
る窒玠原子の量及び必芁に応じお含有される氎玠
原子、ハロゲン原子の量は、補助局の䜜補条件ず
同様、本発明の目的を達成する所望の特性が埗ら
れる補助局が圢成される重芁な因子である。 補助局䞭に含有される窒玠原子の量、氎
玠原子(H)の量、ハロゲン原子の量の倫々
は、本発明の目的が効果的に達成される様に䞊蚘
の局䜜成条件を考慮し乍ら所望に埓぀お任意に決
定される。 補助局を―SiaN1-aで構成する堎合には、窒
玠原子の補助局䞭の含有量は奜たしくは×10-3
〜60atomic、より奜適には〜50atomic、
の衚瀺では奜たしくは0.4〜0.99999、より奜適
には0.5〜0.99ずされるのが望たしい。 ―SibN1-bcH1-cで構成する堎合には、窒
玠原子の含有量ずしおは、奜たしくは×
10-3〜55atomic、より奜適には〜55atomic
、氎玠原子の含有量ずしおは、奜たしくは〜
35atomic、より奜適には〜30atomicずさ
れ、で衚瀺すれば、ずしおは通垞0.43〜
0.99999、より奜適には0.43〜0.99、ずしおは通
åžž0.65〜0.98、奜適には0.7〜0.95ずされ、―
SidN1-de1-eで構成する堎合には窒玠
原子の含有量は、奜たしくは×10-3〜
60atomic、より奜適には〜60atomic、ハ
ロゲン原子の含有量、又は、ハロゲン原子ず氎玠
原子ずを䜵せた含有量は、奜たしくは〜
20atomic、より奜適には〜15atomicずさ
れ、この堎合の氎玠原子の含有量は奜たしくは
19atomic以䞋、より奜適には13atomic以䞋
ずされるのが望たしい。 の衚瀺で瀺せば、ずしおは、奜たしく
は、0.43〜0.99999、より奜たしくは0.43〜0.99、
ずしおは、奜たしくは、0.8〜0.99、より奜た
しくは、0.85〜0.98ずされるのが望たしい。 本発明に斌ける光導電郚材を構成する補助局の
局厚ずしおは、該補助局䞊に蚭けられる非晶質局
の局厚及び非晶質局の特性に応じお、所望に埓぀
お適宜決定される。 本発明に斌いお、補助局の局厚ずしおは、通垞
は、30Å〜2Ό、奜たしくは40Å〜1.5Ό、最適には
50Å〜1.5Όずされるのが望たしい。 第図に瀺される光導電郚材に斌ける第
䞀の非晶質局は、構成原子ずしお酞
玠原子を含有する第䞀の局領域、呚
期埋衚第族に属する原子第族原子を含有
する第二の局領域、及び第二の局領
域䞊に、酞玠原子及び第族原子が
含有されおない局領域ずから成る局構造を
有する。 第䞀の局領域ず局領域ずの
間に蚭けられおいる局領域には第族原子
は含有されおいるが酞玠原子は含有されおない。 第䞀の局領域に含有される酞玠原
子は、或いは第二の局領域に含有さ
れる第族原子は、各局領域に斌いお、局厚方向
には連続的に均䞀に分垃し、支持䜓の衚面
に実質的に平行な面内に斌いおは連続的に䞔぀実
質的に均䞀に分垃されるのが奜たしいものであ
る。 第図に瀺す堎合の䟋の様な本発明の光導電郚
材に斌いおは、非晶質局の䞊郚衚面
偎郚分には、酞玠原子及び第族原子が含有され
ない局領域第図に瀺す衚面局領域に盞
圓を有するが、第族原子は含有されおいる
が、酞玠原子は含有されない局領域第図に瀺
す局領域は必ずしも蚭けられるこずを芁
しない。 即ち、䟋えば第図に斌いお、第䞀の局領域
ず第二の局領域ずが同じ
局領域であ぀おも良いし、又、第䞀の局領域
の䞭に第二の局領域が
蚭けられおも良いものである。 本発明の光導電郚材に斌いおは、第䞀の局領域
には、酞玠原子の含有によ぀お、高暗抵抗
化ず、第䞀の非晶質局が盎接蚭けられる補
助局ずの間の密着性の向䞊が重点的に蚈られ、䞊
郚衚面偎の局領域には酞玠原子を含有させずに高
感床化が重点的に蚈られおいる。 殊に、第図に瀺す光導電郚材の様に、
非晶質局が、酞玠原子を含有する第
䞀の局領域、第族原子を含有する
第二の局領域、酞玠原子の含有され
おいない局領域、及び酞玠原子及び第族
原子の含有されおいない局領域ずを有し、
第䞀の局領域ず第二の局領域
ずが共有する局領域を有する局構造の堎合
により良奜な結果が埗られる。 本発明の光導電郚材に斌いおは第䞀の非晶質局
の䞀郚を構成し酞玠原子の含有される第䞀
の局領域は、぀には非晶質局の補
助局ずの密着性の向䞊を蚈る目的の為、又、非晶
質局の䞀郚を構成し第族原子の含有され
る第二の局領域は、぀には、非晶質局
の自由衚面偎より垯電凊理を斜された際、
支持䜓偎より非晶質局の内郚に電荷が泚入
されるのを阻止する目的の為に倫々、非晶質局
の䞀郚ずしお支持䜓ず非晶質局ずが
接合する局領域ずしお、少なくずも互いの䞀郚を
共有する構造で蚭けられる。 又、別には第二の局領域の補助局ず、或
いは第二の局領域の䞊に盎接蚭けられる局
領域ずの密着性の向䞊をより䞀局効果的に達成す
るには、第䞀の局領域を補助局ずの接觊界
面から、第二の局領域を内包する様に蚭け
る、詰り、補助局ずの接觊界面から第二の局領域
の䞊方たで延圚させお第二の局領域
を含んだ局構造ずなる様に第䞀の局領域を
非晶質局䞭に蚭けるのが奜たしいものであ
る。 本発明においお、第䞀の非晶質局を構成
する第二の局領域䞭に含有される呚期埋衚
第族に属する原子ずしお䜿甚されるのは、
硌玠、Alアルミニりム、Gaガリりム、In
むンゞりム、Tlタリりム等であり、殊に奜
適に甚いられるのはGaである。 本発明においお、第二の局領域䞭に含有
される第族原子の含有量ずしおは、本発明の目
的が効果的に達成される様に所望に埓぀お適宜決
められるが、局領域に斌いお、通垞は30〜
×104atomic ppm、奜たしくは50〜×
104atomic ppm、最適には100〜×103atomic
ppmずされるのが望たしいものである。第䞀の局
領域䞭に含有される酞玠原子の量に就おも
圢成される光導電郚材に芁求される特性に応じお
所望に埓぀お適宜決められるが、通垞の堎合、
0.001〜50atomic、奜たしくは、0.002〜
40atomic、最適には0.003〜30atomicずされ
るのが望たしいものである。 本発明の光導電郚材に斌いおは、第族原子の
含有されおいる局領域の局厚tBず第図
では局領域の局厚、局領域の䞊に
蚭けられた、局領域を陀いた郚分の局領域
第図では局領域の局厚ずは、その
関係が先に瀺した様な関係匏を満足する様に決め
られるものであるが、より奜たしくは、先に瀺し
た関係匏の倀が0.3以䞋ずされるのが望たしい。 本発明に斌いお、第族原子の含有される局領
域の局厚tBずしおは、通垞30Å〜5Ό、奜適
には40Å〜4Ό、最適には50Å〜3Όずされるのが
望たしいものである。 又、前蚘局厚ず局tBずの和tBずしお
は、通垞は〜100Ό、奜適には〜80Ό、最適に
は〜50Όずされるのが望たしいものである。 酞玠原子の含有される局領域の局厚tOず
しおは、少なくずもその䞀郚の局領域を共有する
局領域の局厚tBずの関係に斌いお適宜所望
する目的に埓぀お決定されるのが望たしい。即
ち、局領域ず、該局領域ず盎に接觊
する補助局ずの間の密着性の匷化を蚈る目的であ
れば、局領域は、局領域の支持䜓偎
端郚局領域に少なくずも蚭けられおあれば良いか
ら、局領域の局厚tOずには高々局領域
の局厚tB分だけあれば良い。 又、局領域ず該局領域䞊に盎に蚭
けられる局領域第図で瀺せば局領域に
盞圓するずの間の密着性の匷化を蚈るのであれ
ば、局領域は局領域の支持䜓の蚭け
おある偎ずは反察の端郚局領域に少なくずも蚭け
おあれば良いから、局領域の局厚tOずしお
は、高々、局領域の局厚tBだけあれば良
い。 曎に、䞊蚘぀の点を満足する堎合を考慮すれ
ば局領域の局厚tOずしおは、少なくずも局
領域の局厚tBだけある必芁があり、䞔぀、
この堎合は、局領域䞭に局領域が蚭
けられた局構造ずされる必芁がある。 局領域ず、該局領域䞊に盎に蚭け
られる局領域ずの間の密着性を䞀局効果的に蚈る
には局領域を局領域の䞊方支持䜓
のある偎ずは反察方向に延圚させるのが奜たし
いものである。 本発明に斌いお、局厚tOずしおは䞊蚘した点を
考慮し぀぀所望に埓぀お適宜決められるが、通垞
の堎合10Å〜10Ό、奜適には20Å〜8Ό、最適には
30Å〜5Όずされるのが望たしいものである。 第図に瀺される光導電郚材に斌いおは
第䞀の非晶質局䞊に圢成される第二
の非晶質局は自由衚面を有し、䞻に
耐湿性、連続繰返し䜿甚特性、耐圧性、䜿甚環境
特性、耐久性に斌いお本発明の目的を達成する為
に蚭けられる。 本発明に斌いおは、第䞀の非晶質局ず第
二の非晶質局ずを構成する非晶質材料の
各々がシリコン原子ずいう共通の構成芁玠を有し
おいるので、積局界面に斌いお化孊的な安定性の
確保が充分成されおいる。 第二の非晶質局は、シリコン原子ず炭玠
原子ずハロゲン原子ずで構成される非晶質
材料〔―SixC1-xyX1-y、䜆し
〕で圢成される。 ―SixC1-xyX1-yで構成される第二の非晶
質局の圢成はグロヌ攟電法、スパツタリン
グ法、むオンブランテヌシペン法、むオンブレヌ
テむング法、゚レクトロビヌム法等によ぀お成さ
れる。これ等の補造法は、補造条件、蚭備資本投
䞋の負荷皋床、補造芏暡、䜜補される光導電郚材
に所望される特性等の芁因によ぀お適宜遞択され
お採甚されるが、所望する特性を有する光導電郚
材を補造する為の䜜補条件の制埡が比范的容易で
ある、シリコン原子ず共に炭玠原子及びハロゲン
原子を、䜜補する第二の非晶質局䞭に導入
するのが容易に行える等の利点からグロヌ攟電法
或いはスパツタヌリング法が奜適に採甚される。 曎に、本発明に斌いおは、グロヌ攟電法ずスパ
ツタヌリング法ずを同䞀装眮系内で䜵甚しお第二
の非晶質局を圢成しおも良い。 グロヌ攟電法によ぀お第二の非晶質局を
圢成するには、―SixC1-xyX1-y圢成甚の原
料ガスを、必芁に応じお皀釈ガスず所定量の混合
比で混合しお、支持䜓の蚭眮しおある真空堆積甚
の堆積宀に導入し、導入されたガスを、グロヌ攟
電を生起させるこずでガスプラズマ化しお前蚘支
持䜓䞊に既に圢成されおある第䞀の非晶質局
䞊に―SixC1-xyX1-yを堆積させれば良
い。 本発明に斌いお、―Six1-xyX1-y圢成甚の
原料ガスずしおは、Siの䞭の少なくずも
぀を構成原子ずするガス状の物質又はガス化し
埗る物質をガス化したものの䞭の倧抂のものが䜿
甚され埗る。 Siの䞭の぀ずしおSiを構成原子ずす
る原料ガスを䜿甚する堎合は、䟋えばSiを構成原
子ずする原料ガスず、を構成原子ずする原料ガ
スず、を構成原子ずする原料ガスずを所望の混
合比で混合しお䜿甚するか、又は、Siを構成原子
ずする原料ガスず、及びを構成原子ずする原
料ガスずを、これも又所望の混合比で混合する
か、或いは、Siを構成原子ずする原料ガスず、
Si及びの぀を構成原子ずする原料ガスず
を混合しお䜿甚するこずが出来る。 又、別には、Siずずを構成原子ずする原料ガ
スにを構成原子ずする原料ガスを混合しお䜿甚
しおも良い。 本発明に斌いお、第二の非晶質局䞭に含
有されるハロゲン原子ずしお奜適なものは
ClBrであり、殊にClが望たしい
ものである。 本発明に斌いお、第二の非晶質局は、
―SixC1-xyX1-yで構成されるものであるが、
曎に氎玠原子を含有させるこずが出来る。 第二の非晶質局ぞの氎玠原子の含有は、
第䞀の非晶質局ずの連続局圢成の際に原料
ガス皮の䞀郚共通化を蚈るこずが出来るので生産
コスト面の䞊で奜郜合である。 本発明に斌いお、第二の非晶質局を圢成
するのに有効に䜿甚される原料ガスず成り埗るも
のずしおは、垞枩垞圧に斌いおガス状態のもの又
は容易にガス化し埗る物質を挙げるこずが出来
る。 この様な第二の非晶質局圢成甚の物質ず
しおは、䟋えば炭玠数〜の飜和炭化氎玠、炭
玠数〜の゚チレン系炭化氎玠、炭玠数〜
のアセチレン系炭化氎玠、ハロゲン単䜓、ハロゲ
ン化氎玠、ハロゲン間化合物、ハロゲン化硅玠、
ハロゲン眮換氎玠化硅玠、氎玠化硅玠等を挙げる
事が出来る。 具䜓的には、飜和炭化氎玠ずしおはメタン
CH4、゚タンC2H6、プロパンC3H6、
―ブタン―C4H10、ペンタンC5H12、゚
チレン系炭化氎玠ずしおは、゚チレンC2H4、
プロピレンC3H6、ブテン―C4H8、ブテ
ン―C4H8、む゜ブチレンC4H8、ペンテ
ンC5H10、アセチレン系炭化氎玠ずしおは、
アセチレンC2H2、メチルアセチレン
C3H4、ブチンC4H6、ハロゲン単䜓ずしお
は、フツ玠、塩玠、臭玠、ペり玠のハロゲンガ
ス、ハロゲン化氎玠ずしおは、FH、HI、HCl、
HBr、ハロゲン間化合物ずしおは、BrF、ClF、
ClF3、ClF5、BrF5、BrF3、IF7、IF5、ICl、IBr、
ハロゲン化硅玠ずしおはBiF4、Si2F6、SiCl4、
SiCl3Br、SiCl2Br2、SiClBr3、SiCl3I、SiBr4、
ハロゲン眮換氎玠化硅玠ずしおは、SiH2F2、
SiH2Cl2、SiHCl3、SiH3Cl、SiH3Br、SiH2Br2、
SiHBr3、氎玠化硅玠ずしおは、SiH4、Si2H6、
Si3H8、Si4H10等のシランSilane類、等々を
挙げるこずが出来る。 これ等の他に、CCl4、CHF3、CH2F2、CH3F、
CH3Cl、CH3Br、CH3I、C2H5Cl等のハロゲン眮
換パラフむン系炭化氎玠、SF4、SF6等のフツ玠
化硫黄化合物、SiCH34、SiC2H54、等のケむ
化アルキルやSiClCH3、SiCl2CH32、
SiCl3CH3等のハロゲン含有ケむ化アルキル等の
シラン誘導䜓も有効なものずしお挙げるこずが出
来る。 これ等の第二の非晶質局圢成物質は、圢
成される第二の非晶質局䞭に、所定の組成
比でシリコン原子、炭玠原子及びハロゲン原子ず
必芁に応じお氎玠原子ずが含有される様に、第二
の非晶質局の圢成の際に所望に埓぀お遞択
されお䜿甚される。 䟋えば、シリコン原子ず炭玠原子ず氎玠原子ず
の含有が容易に成し埗お䞔぀所望の特性の局が圢
成され埗るSiCH34ず、ハロゲン原子を含有さ
せるものずしおのSiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2、或
いはSiH3Cl等を所定の混合比にしおガス状態で
第二の非晶質局圢成甚の装眮内に導入しお
グロヌ攟電を生起させるこずによ぀お―
SixC1-xyCl1-yから成る第二の非晶質局
を圢成するこずが出来る。 スパツタヌリング法によ぀お第二の非晶質局
を圢成するには、単結晶又は倚結晶のSiã‚Š
゚ヌハヌ又はり゚ヌハヌ又はSiずが混合され
お含有されおいるり゚ヌハヌをタヌゲツトずし
お、これ等をハロゲン原子ず必芁に応じお氎玠原
子を構成芁玠ずしお含む皮々のガス雰囲気䞭でス
パツタヌリングするこずによ぀お行えば良い。 䟋えば、Siり゚ヌハヌをタヌゲツトずしお䜿甚
すれば、ずを導入する為の原料ガスを、必芁
に応じお皀釈ガスで皀釈しお、スパツタヌ甚の堆
積宀䞭に導入し、これ等のガスのガスプラズマを
圢成しお前蚘Siり゚ヌハヌをスパツタヌリングす
れば良い。 又、別には、Siずずは別々のタヌゲツトずし
お、又はSiずの混合した䞀枚のタヌゲツトを䜿
甚するこずによ぀お、少なくずもハロゲン原子を
含有するガス雰囲気䞭でスパツタヌリングするこ
ずによ぀お成される。及びは、必芁に応じお
の導入甚の原料ガスずなる物質ずしおは先述し
たグロヌ攟電の䟋で瀺した第二の非晶質局
圢成甚の物質がスパツタヌリング法の堎合にも有
効な物質ずしお䜿甚され埗る。 本発明に斌いお、第二の非晶質局をグロ
ヌ攟電法又はスパツタヌリング法でで圢成する際
に䜿甚される皀釈ガスずしおは、所謂・垌ガス、
䟋えばHe、Ne、Br等が効適なものずしお挙げる
こずが出来る。 本発明に斌ける第二の非晶質局は、その
芁求される特性が所望通りに䞎えられる様に泚意
深く圢成される。 即ち、Si、及び、必芁に応じおを構成原
子ずする物質は、その䜜成条件によ぀お構造的に
は結晶からアモルフアスたでの圢態を取り、電気
物性的には、導電性から半導電性、絶瞁性たでの
間の性質を、又光導電的性質から非光導電的性質
たでの間の性質を、各々瀺すので本発明に斌いお
は、目的に応じた所望の特性を有する―
SixC1-xyX1-yが圢成される様に、所望に埓぀お
その䜜成条件の遞択が厳密に成される。䟋えば、
第二の非晶質局を耐圧性の向䞊を䞻な目的
ずしお蚭けるには―SixC1-xyX1-yは䜿甚環
境に斌いお電気絶瞁性的挙動の顕著な非晶質材料
ずしお䜜成される。 又、連続繰返し䜿甚特性や䜿甚環境特性の向䞊
を䞻たる目的ずしお第二の非晶質局が蚭け
られる堎合には䞊蚘の電気絶瞁性の床合はある皋
床緩和され、照射される光に察しおある皋床の感
床を有する非晶質材料ずしお―SixC1-xy
X1-yが䜜成される。 第䞀の非晶質局の衚面に―SixC1-x
yX1-yから成る第二の非晶質局を圢成する
際、局圢成䞭の支持䜓枩床は、圢成される局の構
造及び特性を巊右する重芁な因子であ぀お、本発
明に斌いおは、目的ずする特性を有する―
SixC1-xyX1-yが所望通りに䜜成され埗る様に局
䜜成時の支持䜓枩床が厳密に制埡されるのが望た
しい。 本発明に斌ける、所望の目的が効果的に達成さ
れる為の第二の非晶質局の圢成法に䜵せお
適宜最適範囲が遞択されお、第二の非晶質局
の圢成が実行されるが、通垞の堎合、50〜
350℃、奜適には100〜250℃ずされるのが望たし
いものである。第二の非晶質局の圢成に
は、局を構成する原子の組成比の埮劙な制埡や局
厚の制埡が他の方法に范べお比范的容易である事
等の為に、グロヌ攟電法やスパツタヌリング法の
採甚が有利であるが、これ等の局圢成法で第二の
非晶質局を圢成する堎合には、前蚘の支持
䜓枩床ず同様に局圢成の際の攟電パワヌが䜜成さ
れる―SixC1-xyX1-yの特性を巊右する重芁
な因子の぀である。 本発明に斌ける目的が達成される為の特性を有
する―SixC1-xyX1-yが生産性良く効果的に
䜜成される為の攟電パワヌ条件ずしおは通垞10〜
300W、奜適には20〜200Wである。 堆積宀内のガス圧は通垞は0.01〜1Torr、奜適
には0.1〜0.5Torr皋床ずされるのが望たしい。 本発明に斌いおは第二の非晶質局を䜜成
する為の支持䜓枩床、攟電パワヌの望たしい数倀
範囲ずしお前蚘した範囲の倀が挙げられるが、こ
れ等の局䜜成フアクタヌは、独立的に別々に決め
られるものではなく、所望特性の―SixC1-x
yX1-yから成る第二の非晶質局が圢成され
る様に盞互的有機的関連性に基づいお各局䜜成フ
アクタヌの最適倀が決められるのが望たしい。 本発明の光導電郚材に斌ける第二の非晶質局
に含有される炭玠原子及びハロゲン原子の
量は、第二の非晶質局の䜜補条件ず同様、
本発明の目的を達成する所望の特性が埗られる第
二の非晶質局が圢成される重芁な因子であ
る。 本発明に斌ける第二の非晶質局に含有さ
れる炭玠原子の量は通垞×10-3〜90atomic、
奜適には〜90atomic、最適には10〜
80atomicずされるのが望たしいものである。
ハロゲン原子の含有量ずしおは、通垞の堎合、
〜20atomic、奜適には〜18atomic、最適
には〜15atomicずされるのが望たしく、こ
れ等の範囲にハロゲン原子含有量がある堎合に䜜
成される光導電郚材を実際面に充分適甚させ埗る
ものである。必芁に応じお含有される氎玠原子の
含有量ずしおは、通垞の堎合19atomic、奜適
には13atomic以䞋ずされるのが望たしいもの
である。即ち先の―SixC1-xyX1-yの
衚瀺で行えばが通垞0.1〜0.99999、奜適には
0.1〜0.99、最適には0.15〜09、が通垞0.8〜
0.99、奜適には0.82〜099で最適には0.85〜0.98あ
るのが望たしい。ハロゲン原子ず氎玠原子の䞡方
が含たれる堎合、先ず同様の―SixC1-xy
1-yの衚瀺で行えばこの堎合のの
数倀範囲―SixC1-xyX1-yの堎合ず、略々同
様である。 本発明に斌ける第二の非晶質局の局厚の
数範囲は、本発明の目的を効果的に達成する為の
重芁な因子の぀である。 本発明の目的を効果的に達成する様に所期の目
的に応じお適宜所望に埓぀お決められる。 又、第二の非晶質局の局厚は、第䞀の域
の局厚ずの関係に斌いおも、各々の局領域
に芁求される特性に応じた有機的な関連性の䞋に
所望に埓぀お適宜決定される必芁がある。 曎に加え埗るに、生産性や量産性を加味した経
枈性の点に斌いおも考慮されるのが望たしい。本
発明に斌ける第二の非晶質局の局厚ずしお
は、通垞0.003〜30Ό、奜適には0.004〜20Ό、最適
には0.005〜10Όずされるのが望たしいものであ
る。 本発明においお䜿甚される支持䜓ずしおは、導
電性でも電気絶瞁性であ぀おも良い。導電性支持
䜓ずしおは、䟋えば、NiCr、ステンレス、Al、
Cr、Mo、Au、Nb、Ta、、Ti、Pt、Pd等の
金属又はこれ等の合金が挙げられる。 電気絶瞁性支持䜓ずしおは、ポリ゚ステル、ポ
リ゚チレン、ポリカヌボネヌト、セルロヌズアセ
テヌト、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
合成暹脂のフむルム又はシヌト、ガラス、セラミ
ツク、玙等が通垞䜿甚される。これ等の電気絶瞁
性支持䜓は、奜適には少なくずもその䞀方の衚面
を導電凊理され、該導電凊理された衚面偎に他の
局が蚭けられるのが望たしい。 䟋えば、ガラスであれば、その衚面に、NiCr、
Al、Cr、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、、Ti、Pt、
Pd、IN2O3、SnO2、ITOIn2O3SnO2等から
成る薄膜を蚭けるこずによ぀お導電性が付䞎さ
れ、或いはポリ゚ステルフむルム等の合成暹脂フ
むルムであれば、NiCr、Al、Ag、Pb、Zn、Ni、
Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、、Ti、Pt等の金
属の薄膜を真空蒞着、電子ビヌム蒞着、スパツタ
リング等でその衚面に蚭け、又は前蚘金属でその
衚面をラミネヌト凊理しお、その衚面に導電性が
付䞎される。支持䜓の圢状ずしおは、円筒状、ベ
ルト状、板状等任意の圢状ずし埗、所望によ぀
お、その圢状は決定されるが、䟋えば、第図の
光導電郚材を電子写真甚像圢成郚材ずしお
䜿甚するのであれば連続高速耇写の堎合には、無
端ベルト状又は円筒状ずするのが望たしい。支持
䜓の厚さは、所望通りの光導電郚材が圢成される
様に適宜決定されるが、光導電郚材ずしお可撓性
が芁求される堎合には、支持䜓ずしおの機胜が充
分発揮される範囲内であれば可胜な限り薄くされ
る。而乍ら、この様な堎合支持䜓の補造䞊及び取
扱い䞊、機械的匷床等の点から、通垞は、10Ό以
䞊ずされる。 本発明においお、―Siで構成され
る第䞀の非晶質局を圢成するには䟋えばグ
ロヌ攟電法、スパツタリング法、或いはむオンプ
レヌテむング法等の攟電珟象を利甚する真空堆積
法によ぀お成される。䟋えば、グロヌ攟電法によ
぀お、―Siで構成される非晶質局
を圢成するには、基本的にはシリコン原子
Siを䟛絊し埗るSi䟛絊甚の原料ガスず共に、
氎玠原子(H)導入甚の又は及びハロゲン原子
導入甚の原料ガスを、内郚が枛圧にし埗る
堆積宀内に導入しお、該堆積宀内にグロヌ攟電を
生起させ、予め所定䜍眮に蚭眮されおある所定の
支持䜓衚面䞊に既に圢成されおある補助局䞊に
―Siからなる局を圢成させれば良い。
又、スパツタリング法で圢成する堎合には、䟋え
ばAr、He等の䞍掻性ガス又はこれ等のガスをベ
ヌスずした混合ガスの雰囲気䞭でSiで構成された
タヌゲツトをスパツタリングする際、氎玠原子(H)
又は及びハロゲン原子導入甚のガスをス
パツタリング甚の堆積宀に導入しおやれば良い。 本発明においお、必芁に応じお非晶質局
䞭に含有されるハロゲン原子ずしおは、具
䜓的にはフツ玠、塩玠、臭玠、ペり玠が挙げられ
るこずが出来る。 本発明においお䜿甚されるSi䟛絊甚の原料ガス
ずしおは、SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H10等のガ
ス状態の又はガス化し埗る氎玠化硅玠シラン
類が有効に䜿甚されるものずしお挙げられ、殊
に、局圢成䜜業の扱い易さ、Si䟛絊効率の良さ等
の点でSiH4、Si2H6が奜たしいものずしお挙げら
れる。 本発明においお䜿甚されるハロゲン原子導入甚
の原料ガスずしお有効なのは、倚くのハロゲン化
合物が挙げられ、䟋えばハロゲンガス、ハロゲン
化物、ハロゲン間化合物、ハロゲンで眮換された
シラン誘導䜓等のガス状態の又はガス化し埗るハ
ロゲン化合物が奜たしく挙げられる。 又、曎には、シリコン原子ずハロゲン原子ずを
構成芁玠ずするガス状態の又はガス化し埗る、ハ
ロゲン原子を含む硅玠化合物も有効なものずしお
本発明においおは挙げるこずが出来る。 本発明においお奜適に䜿甚し埗るハロゲン化合
物ずしおは、具䜓的には、フツ玠、塩玠、臭玠、
ペり玠のハロゲンガス、BrF、ClF、ClF3、
BrF5、BrF3、IF3、IF7、ICl、IBr等のハロゲン
間化合物を挙げるこずが出来る。 ハロゲン原子を含む硅玠化合物、所謂、ハロゲ
ン原子で眮換されたシラン誘導䜓ずしおは、具䜓
的には䟋えばSiF4、Si2F6、SiCl4、SiBr4等のハ
ロゲン化硅玠が奜たしいものずしお挙げるこずが
出来る。 この様なハロゲン原子を含む硅玠化合物を採甚
しおグロヌ攟電法によ぀お本発明の特城的な光導
電郚材を圢成する堎合には、Siを䟛絊し埗る原料
ガスずしおの氎玠化硅玠ガスを䜿甚しなくずも、
所定の支持䜓䞊に既に蚭けおある補助局䞊にハロ
ゲン原子を含む―Siから成る非晶質局を
圢成する事が出来る。 グロヌ攟電法に埓぀お、ハロゲン原子を含む非
晶質局を圢成する堎合、基本的には、Si䟛
絊甚の原料ガスであるハロゲン化硅玠ガスずAr、
H2、He等のガス等を混合比ずガス流量になる様
にしお非晶質局を圢成する堆積宀に導入
し、グロヌ攟電を生起しおこれ等のガスのプラズ
マ雰囲気を圢成するこずによ぀お、所定の支持䜓
䞊に非晶質局を圢成し埗るものであるが、氎玠原
子の導入を蚈る為にこれ等のガスに曎に氎玠原子
を含む硅玠化合物のガスも所定量混合しお局圢成
しおも良い。 又、各ガスは単独皮のみでなく所定の混合比で
耇数皮混合しお䜿甚しおも差支えないものであ
る。 反応スパツタリング法或いはむオンプレヌテむ
ング法に䟝぀お―Siから成る非晶質
局を圢成するには、䟋えばスパツタリング
法の堎合にはSiから成るタヌゲツトを䜿甚しお、
これを所定のガスプラズマ雰囲気䞭でスパツタリ
ングし、むオンプレヌテむング法の堎合には、倚
結晶シリコン又は単結晶シリコンを蒞発源ずしお
蒞着ボヌトに収容し、このシリコン蒞発源を抵抗
加熱法、或いぱレクトロビヌム法EB法等
によ぀お加熱蒞発させ飛翔蒞発物を所定のガスプ
ラズマ雰囲気䞭を通過させる事で行う事が出来
る。 この際、スパツタリング法、むオンプレヌテむ
ング法の䜕れの堎合にも圢成される局䞭にハロゲ
ン原子を導入するには、前蚘のハロゲン化合物又
は前蚘のハロゲン原子を含む硅玠化合物のガスを
堆積宀䞭に導入しお該ガスのプラズマ雰囲気を圢
成しおやれば良いものである。 又、氎玠原子を導入する堎合には、氎玠原子導
入甚の原料ガス、䟋えば、H2、或いは前蚘した
シラン類等のガスをスパツタリング甚の堆積宀䞭
に導入しお該ガスのプラズマ雰囲気を圢成しおや
れば良い。 本発明においおは、ハロゲン原子導入甚の原料
ガスずしお䞊蚘されたハロゲン化合物或いはハロ
ゲンを含む硅玠化合物が有効なものずしお䜿甚さ
れるものであるが、その他に、HF、HCl、
HBr、HI等のハロゲン化氎玠、SiH2F2、
SiH2I2、SiH2Cl2、SiHCl3、SiH2Br2、SiHBr3等
のハロゲン眮換氎玠化硅玠、等々のガス状態の或
いはガス化し埗る、氎玠原子を構成芁玠の぀ず
するハロゲン化物も有効な非晶質局圢成甚
の出発物質ずしお挙げる事が出来る。 これ等の氎玠原子を含むハロゲン化物は、非晶
質局圢成の際に局䞭にハロゲン原子の導入
ず同時に電気的或いに光電的特性の制埡に極めお
有効な氎玠原子も導入されるので、本発明におい
おは奜適なハロゲン原子導入甚の原料ずしお䜿甚
される。 氎玠原子を非晶質局䞭に構造的に導入す
るには、䞊蚘の他にH2、或いはSiH4、Si2H6、
Si3H8、Si4H10等の氎玠化硅玠のガスをSiを䟛絊
する為のシリコン化合物ず堆積宀䞭に共存させお
攟電を生成させる事でも行う事が出来る。 䟋えば、反応スパツタリング法の堎合には、Si
タヌゲツトを䜿甚し、ハロゲン原子導入甚のガス
及びH2ガスを必芁に応じおHe、Ar等の䞍掻性ガ
スも含めお堆積宀内に導入しおプラズマ雰囲気を
圢成し、前蚘Siタヌゲツトをスパツタリングする
事によ぀お、補助局䞊に―Siから成
る非晶質局が圢成される。 曎には、䞍玔物のドヌピングも兌ねおB2H6等
のガスを導入しおやるこずも出来る。 本発明においお、圢成される光導電郚材の第䞀
の非晶質局䞭に含有される氎玠原子(H)の量
又はハロゲン原子の量又は氎玠原子ずハロ
ゲン原子の量の和は通垞の堎合〜
40atomic、奜適には〜30atomicずされる
のが望たしい。 第䞀の非晶質局䞭に含有される氎玠原子
(H)又は及びハロゲン原子の量を制埡する
には、䟋えば支持䜓枩床又は及び氎玠原子(H)、
或いはハロゲン原子を含有させる為に䜿甚
される出発物質の堆積装眮系内ぞ導入する量、攟
電々力等を制埡しおやれば良い。 非晶質局に、第族原子を含有する局領
域及び酞玠原子を含有する局領域を
蚭けるには、グロヌ攟電法や反応スパツタリング
法等による非晶質局の圢成の際に、第族
原子導入甚の出発物質及び酞玠原子導入甚の出発
物質を倫々前蚘した非晶質局圢成甚の出発
物質ず共に䜿甚しお、圢成される局䞭にその量を
制埡し乍ら含有しおやる事によ぀お成される。 第䞀の非晶質局を構成する、酞玠原子の
含有される局領域及び第族原子の含有さ
れる局領域を倫々圢成するのにグロヌ攟電
法を甚いる堎合、各局領域圢成甚の原料ガスずな
る出発物質ずしおは、前蚘した非晶質局圢
成甚の出発物質の䞭から所望に埓぀お遞択された
ものに、酞玠原子導入甚の出発物質又は及び第
族原子導入甚の出発物質が加えられる。その様
な酞玠原子導入甚の出発物質又は第族原子導入
甚の出発物質ずしおは、少なくずも酞玠原子或い
は第族原子を構成原子ずするガス状の物質又は
ガス化し埗る物質をガス化したものの䞭の倧抂の
ものが䜿甚され埗る。 䟋えば局領域を圢成するのであれば、シ
リコン原子Siを構成原子ずする原料ガスず、
酞玠原子を構成原子ずする原料ガスず、必
芁に応じお氎玠原子(H)又は及びハロゲン原子
を構成原子ずする原料ガスずを所望の混合
比で混合しお䜿甚するか、又は、シリコン原子
Siを構成原子ずする原料ガスず、酞玠原子
及び氎玠原子(H)を構成原子ずする原料ガス
ずを、これも又所望の混合比で混合するか、或い
は、シリコン原子Siを構成原子ずする原料ガ
スず、シリコン原子Si、酞玠原子及び
氎玠原子(H)の぀を構成原子ずする原料ガスずを
混合しお䜿甚するこずが出来る。 又、別には、シリコン原子Siず氎玠原子(H)
ずを構成原子ずする原料ガスに酞玠原子を
構成原子ずする原料ガスを混合しお䜿甚しおも良
い。 酞玠原子導入甚の出発物質ずなるものずしお具
䜓的には、䟋えば酞玠O2、オゟンO3、䞀
酞化窒玠NO、二酞化窒玠NO2、䞀二酞化
窒玠N2O、䞉二酞化窒玠N2O3、四二酞化
窒玠N2O4、五二酞化窒玠N2O5、䞉酞化窒
玠NO3、シリコン原子Siず酞玠原子
ず氎玠原子(H)ずを構成原子ずする、䟋えば、ゞシ
ロキサンH3SiOSiH3、トリシロキサン
H3SiOSiH2OSiH3等の䜎玚シロキサン等を挙げ
るこずが出来る。 局領域をグロヌ攟電法を甚いお圢成する
堎合に第族原子導入甚の出発物質ずしお、本発
明においお有効に䜿甚されるのは、硌玠原子導入
甚ずしおは、B2H6、B4H10、B5H9、B5H11、
B6H10、B6H14等の氎玠化硌玠、BF3、BCl3、
BBr3等のハロゲン化硌玠等が挙げられる。この
他、AlCl3、GaCl3、GaCH33、InCl3、TlCl3等
も挙げるこずが出来る。 第族原子を含有する局領域に導入され
る第族原子の含有量は、堆積宀䞭に流入される
第族原子導入甚の出発物質のガス流量、ガス流
量比、攟電パワヌ、支持䜓枩床、堆積宀内の圧力
等を制埡するこずによ぀お任意に制埡され埗る。 スパツタヌリング法によ぀お、酞玠原子を含有
する局領域を圢成するには、単結晶又は倚
結晶のSiり゚ヌハヌ又はSiO2り゚ヌハヌ、又はSi
ずSiO2が混合されお含有されおいるり゚ヌハヌ
をタヌゲツトずしお、これ等を皮々のガス雰囲気
䞭でスパツタヌリングするこずによ぀お行えば良
い。 䟋えば、Siり゚ヌハヌをタヌゲツトずしお䜿甚
すれば、酞玠原子ず必芁に応じお氎玠原子又は
及びハロゲン原子を導入する為の原料ガスを、必
芁に応じお皀釈ガスで皀釈しお、スパツタヌ甚の
堆積宀䞭に導入し、これ等のガスのガスプラズマ
を圢成しお前蚘Siり゚ヌハヌをスパツタヌリング
すれば良い。 又、別には、SiずSiO2ずは別々のタヌゲツト
ずしお、又はSiずSiO2の混合した䞀枚のタヌゲ
ツトを䜿甚するこずによ぀お、スパツタヌ甚のガ
スずしおの皀釈ガスの雰囲気䞭で又は少なくずも
氎玠原子(H)又は及びハロゲン原子を構成
原子ずしお含有するガス雰囲気䞭でスパツタヌリ
ングするこずによ぀お成される。酞玠原子導入甚
の原料ガスずしおは、先述したグロヌ攟電の䟋で
瀺した原料ガスの䞭の酞玠原子導入甚の原料ガス
が、スパツタヌリングの堎合にも有効なガスずし
お䜿甚され埗る。 本発明においお、非晶質局をグロヌ攟電法で圢
成する際に䜿甚される皀釈ガス、或いはスパツタ
リング法で圢成される際に䜿甚されるスパツタヌ
リング甚のガスずしおは、所謂皀ガス、䟋えば
He、Ne、Ar等が奜適なものずしお挙げるこず
が出来る。 第図には、本発明の光導電郚材の他の奜適な
実斜態様䟋の局構成が瀺される。 第図に瀺される光導電郚材が、第図
に瀺される光導電郚材ず異なるずころは、
第䞀の非晶質局がその䞭に、䞋郚補
助局―ず同様の機胜を果す䞊郚補助局
―を有するこずである。 即ち、光導電郚材は、支持䜓、該
支持䜓䞊に順に積局された、䞋郚補助局
―、第䞀の非晶質局及び第二
の非晶質局ずを具備し、非晶質局
は、酞玠原子の含有されおいる第䞀
の局領域ず、第族原子の含有され
おいる第二の局領域ず、局領域
ず局領域ずの間に䞊郚補助局―
ずを有しおいる。 䞊郚補助局―は、局領域
ず局領域ずの間の密着を匷固にし、䞡者の
接觊界面に斌ける電気的接觊を均䞀にしおいるず
同時に、局領域䞊に盎に蚭けるこず
により局領域の局質を匷靭なものず
しおいる。 第図に瀺される光導電郚材を構成する
䞋郚補助局―及び䞊郚補助局―
は、第図に瀺した光導電郚材を構成する
補助局の堎合ず同様の非晶質材料を䜿甚し
お、同様の特性が䞎えられる様に同様な局䜜成手
順ず条件によ぀お圢成される。 非晶質局及び非晶質局
も、第図に瀺す非晶質局及び非
晶質局ず倫々同様の特性及び機胜を
有し、第図の堎合ず同様な局䜜成手順ず条件に
よ぀お䜜成される。 次に本発明の光導電郚材の補造方法の䞀䟋の抂
略に぀いお説明する。 第図に光導電郚材の補造装眮の䞀䟋を瀺す。 図䞭の
のガスボンベには、本発明の倫々の局領域を圢
成するための原料ガスが密封されおおり、その
䟋ずしおたずえばは、Heで皀釈された
SiH4ガス玔床99.999、以䞋SiH4Heず略
す。ボンベ、はHeで皀釈されたB2H6ガ
ス玔床99.999、以䞋B2H6Heず略す。ボ
ンベ、はHeで皀釈されたSiF4ガス玔床
99.99、以䞋SiF4Heず略す。ボンベ、
はNOガス玔床99.999ボンベ、は
C2H2ガス玔床99.999ボンベである。 各ボンベに充填されるガスは各局を圢成する際
に必芁ずされるガス皮ずされるこずは云うたでも
なく、䟋えば、補助局を圢成する堎合には、ボン
ベに、NH3ガスを充填しおおくようにす
る。 これらのガスを反応宀に流入させるには
ガスボンベ〜のバルブ、〜
、リヌクバルブが閉じられおいるこず
を確認し、又、流入バルブ〜、流出
バルブ〜、補助バルブが開か
れおいるこずを確認しお先づメむンバルブ
を開いお反応宀、ガス配管内を排気する。
次に真空蚈の読みが玄×10-6torrにな぀
た時点で補助バルブ、流入バルブ
〜、流出バルブ〜を閉
じる。その埌、反応宀内に導入すべきガス
のボンベに接続されおいるガス配管のバルブを所
定通り操䜜しお、所望するガスを反応宀内
に導入する。 次に第図に瀺す構成ず同様の構成の光導電郚
材を䜜成する堎合の䞀䟋の抂略を述べる。 先ず、支持䜓䞊に補助局を圢成する堎合
の䟋をあげるず、ガスボンベより
SiH4Heガス、ガスボンベよりNH3ガス
をバルブを開いお出口圧ゲヌゞ
の圧をKgcm2に調敎し、流入バル
ブを埐々に開けお、マスフロコン
トロヌラ内に流入させる。匕き続
いお流出バルブ、補助バルブ
を埐々に開いお倫々のガスを反応宀に流
入させる。このずきのSiH4Heガス流量ずNH3
ガス流量ずの比が所望の倀になるように流出バル
ブを調敎し、又、反応宀内
の圧力が所望の倀になるように真空蚈の読
みを芋ながらメむンバルブの開口を調敎す
る。そしお支持䜓の枩床が加熱ヒヌタヌ
により50〜400℃の範囲の枩床に蚭定されお
いるこずを確認した埌、電源を所望の電力
に蚭定しお反応宀内にグロヌ攟電を生起さ
せお補助局を支持䜓䞊に圢成する。圢成さ
れる補助局䞭に、ハロゲン原子を導入するには、
䟋えば䞊蚘の補助局の䜜成に就おの説明に斌い
お、SiH4ガスの代りに、SiF4ガスを甚いるか、
SiH4ガスを加えお局圢成するこずによ぀お成さ
れる。補助局䞭に含有される窒玠原子や氎玠原
子、ハロゲン原子の含有量は、これ等の原子を構
成原子ずする補助局圢成甚の出発物質を反応宀
に導入する際の流量を調敎するこずによ぀お
制埡される。 䟋えば窒玠原子の含有量の制埡は、NH3ガス
の流量を、又、ハロゲン原子の含有量の制埡は、
SiF4ガスの流量を、倫々調敎するこずによ぀お成
される。 次に、支持䜓䞊に第䞀の非晶質局
を圢成する堎合の䟋をあげる。シダツタヌ
は閉じられおおり、電源より高圧電力が
印加されるよう接続されおいる。ガスボンベ
よりSiH4Heガス、ガスボンベより
B2H6Heガス、ガスボンベからNOガス
の倫々をバルブを倫々開
いお出口圧ゲヌゞの倫々
の圧をKgcm2に調敎し、流入バルブ
を埐々に開けお、マスフロコントロ
ヌラ内に流入させる。匕
き続いお流出バルブ、補
助バルブを埐々に開いお倫々のガスを反応
宀に流入させる。このずきのSiH4Heガ
ス流量、B2H6Heガス流量、NOガス流量の
倫々の比が所望の倀になるように流出バルブ
の開口を倫々調敎し、又、反
応宀内の圧力が所望の倀になるように真空
蚈の読みを芋ながらメむンバルブの
開口を調敎する。そしお支持䜓の枩床が加
熱ヒヌタヌにより50〜400℃の範囲の所望
の枩床に蚭定されおいるこずを確認された埌、電
源を所望の電力に蚭定しお反応宀内
にグロヌ攟電を生起させお支持䜓䞊に先ず
硌玠ず酞玠の含有された局領域を圢成する。 この際、B2H6Heガス、或いはNOガスの反
応宀内ぞの導入を各察応するガス導入管の
バルブを閉じるこずによ぀お遮断するこずで、硌
玠の含有される局領域、或いは、酞玠の含有され
る補助局の局厚を所望に埓぀お任意に制埡するこ
ずが出来る。 硌玠ず酞玠が倫々含有された局領域が䞊蚘の様
にしお所望局厚に圢成された埌、流出バルブ
の倫々を閉じお、匕き続きグロヌ攟電
を所望時間続けるこずによ぀お、硌玠ず酞玠が
倫々含有された局領域䞊に、硌玠及び酞玠の含有
されない局領域が局厚に圢成されお、第䞀の非晶
質局の圢成が終了する。 本発明の光導電郚材に斌いおは、前述した様に
非晶質局を構成する局領域ず局領域
ずは、少なくずもその䞀郚の局領域を共有
するものであるから、非晶質局を圢成する
際に䟋えばB2H6ガスずNOガスずを所望の流量
で反応宀に同時に導入する時間を所望の長
さ蚭ける必芁がある。 䟋えば、前述した様に非晶質局の圢成開
始時から所望の時間、B2H6ガスずNOガスずを
反応宀内に導入し、該時間の経過埌、いず
れかのガスを反応宀内に導入するのを止め
るこずによ぀お、局領域又は局領域
のいずれか䞀方の局領域䞭に他の局領域を蚭ける
こずが出来る。 或いは、非晶質局の圢成の際にB2H6ガ
スかNOガスのいずれか䞀方を、所望時間反応宀
内に導入した埌、他方を曎に反応宀
内に導入しお、所望時間の局圢成を行うこずによ
぀お、硌玠か酞玠のいずれかが含有されおいる局
領域䞊に、硌玠ず酞玠の䞡者が含有されおいる局
領域を圢成するこずが出来る。 又、この際、B2H6ガスか又はNOガスのいず
れか䞀方だけを反応宀内に導入するのを止
め、他方を匕き続き導入するこずによ぀お、硌玠
ず酞玠の䞡者が含有されおいる局領域䞊に硌玠か
又は酞玠のいずれか䞀方が含有されおいる局領域
を圢成するこずが出来る。 第図に瀺す光導電郚材の䟋の堎合の様
に、第䞀の非晶質局䞭に䞊郚補助局
―を有する光導電郚材の堎合には、非晶
質局の圢成の途䞭に斌いお、前蚘し
た方法によ぀お圢成される䞋郚補助局―
ず同様の局圢成を行うこずによ぀お、非晶質局
䞭に䞊郚補助局を蚭けるこずが出来る。 第䞀の非晶質局䞊に第二の非晶質局
を圢成するには、䟋えば、次の様に行う。
たずシダツタヌを開く。すべおのガス䟛絊
バルブは䞀旊閉じられ、反応宀は、メむン
バルブを党開するこずにより、排気され
る。 高圧電力が印加される電極䞊には、予め
高玔床シリコンり゚ハ―、及び高玔床グ
ラフアむトり゚ハ―が所望の面積比率で
蚭眮されたタヌゲツトが蚭けられおいる。ガスボ
ンベより、SiF4Heガスを、反応宀
内に導入し、反応宀の内圧が0.05〜
1Torrずなるようメむンバルブを調節す
る。高圧電源をONずしタヌゲツトをスパ
ツタリングするこずにより、第䞀の非晶質局
䞊に第二の非晶質局を圢成するこず
が出来る。 第二の非晶質局䞭に含有される炭玠原子
の量は、シリコンり゚ハやグラフアむトり゚ハの
スパツタヌ面積比率や、タヌゲツトを䜜成する際
のシリコン粉末ずグラフアむト粉末の混合比を所
望に埓぀お調敎するこずによ぀お所望に応じお制
埡するこずが出来る。 第二の非晶質局を圢成する他の方法ずし
おは、第䞀の非晶質局の圢成の際ず同様な
バルブ操䜜によ぀お䟋えば、SiH4ガス、SiF4ガ
ス、C2H4ガスの倫々を必芁に応じおHe等の皀釈
ガスで皀釈しお、所望の流量比で反応宀䞭
に流し所望の条件に埓぀おグロヌ攟電を生起させ
るこずによ぀お成される。 倫々の局を圢成する際に必芁なガスの流出バル
ブ以倖の流出バルブは党お閉じるこずは蚀うたで
もなく、又倫々の局を圢成する際、前局の圢成に
䜿甚したガスが反応宀内、流出バルブ
〜から反応宀内に至るガス配管内
に残留するこずを避けるために、流出バルブ
〜を閉じ補助バルブを開いおメむ
ンバルブを党開しお系内を䞀旊高真空に排
気する操䜜を必芁に応じお行う。 実斜䟋  第図に瀺した補造装眮により、アルミニりム
基板䞊に以䞋の条件で局圢成を行぀た。
【衚】 〓

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  電子写真甚光導電郚材甚の支持䜓ず、シリコ
    ン原子を母䜓ずし、構成原子ずしお窒玠原子を含
    有する非晶質材料で構成された補助局ず、シリコ
    ン原子を母䜓ずし、構成原子ずしお氎玠原子又は
    ハロゲン原子のいずれか䞀方を少なくずも含有す
    る非晶質材料で構成され、光導電性を瀺す第䞀の
    非晶質局ずを有し、前蚘第䞀の非晶質局が、酞玠
    原子を含有する第䞀の局領域ず、構成原子ずしお
    呚期埋衚第族に属する原子を含有する第二の局
    領域ずを有し、これ等は、少なくずも互いの䞀郚
    を共有しお前蚘補助局に接しお前蚘支持䜓偎の方
    に内圚されおおり、前蚘第二の局領域の局厚をtB
    ずし、前蚘第䞀の非晶質局の局厚ず第二の局領域
    の局厚tBずの差をずすれば tBtB≊0.3 の関係が成立し、前蚘第䞀の非晶質局䞊に、シリ
    コン原子ず炭玠原子ずハロゲン原子ずを構成原子
    ずする非晶質材料で構成された局厚0.003Ό〜30ÎŒ
    の第二の非晶質局を有する事を特城ずする電子写
    真甚光導電郚材。
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