JPH0211145B2 - - Google Patents

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JPH0211145B2
JPH0211145B2 JP58058351A JP5835183A JPH0211145B2 JP H0211145 B2 JPH0211145 B2 JP H0211145B2 JP 58058351 A JP58058351 A JP 58058351A JP 5835183 A JP5835183 A JP 5835183A JP H0211145 B2 JPH0211145 B2 JP H0211145B2
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JP
Japan
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layer
atoms
atomic
photoconductive
gas
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JP58058351A
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JPS59184358A (ja
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Kyosuke Ogawa
Shigeru Shirai
Keishi Saito
Teruo Misumi
Junichiro Kanbe
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH0211145B2 publication Critical patent/JPH0211145B2/ja
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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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Light Receiving Elements (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
のような電磁波に感受性のある光導電郚材に関す
る。 固䜓撮像装眮、ある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郚材ずしおは、高感床で、
SN比光電流IpIdが高く、照射する
電磁波のスペクトル特性にマチツングした吞収ス
ペクトル特性を有するこず、光応答性が速く、所
望の暗抵抗倀を有するこず、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、
事務噚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。 このような芳点に立脚しお、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ず衚蚘する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
甚像圢成郚材ぞの応甚が、たた、独囜公開第
2933411号公報には光電倉換読取装眮ぞの応甚が
それぞれ蚘茉されおいる。 しかしながら、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
び耐湿性等の䜿甚環境特性の点、曎には経時的安
定性の点においお、総合的な特性向䞊を図る必芁
があるずいう曎に改善されるべき問題点があるの
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図ろうずす
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
材は長時間繰り返し䜿甚し続けるず、繰り返し䜿
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ようになる等の䞍郜合な点
が少なくなか぀た。 たた、䟋えば本発明者等の倚くの実隓によれ
ば、電子写真甚像圢成郚材の光導電局を構成する
材料ずしおの−Siは、埓来のSe、CdS、ZnO等
の無機光導電材料あるいはPVCzやTNF等の有
機光導電材料に范べお、数倚くの利点を有する
が、埓来の倪陜電池甚ずしお䜿甚するための特性
が付䞎された−Siから成る単局構成の光導電局
を有する電子写真甚像圢成郚材の䞊蚘光導電局に
察しお、静電像圢成のための垯電凊理を斜こしお
も暗枛衰dark decayが著しく速く、通垞の
電子写真法が仲々適甚され難いこず、加えお倚湿
雰囲気䞋においおは䞊蚘傟向が著しく、堎合によ
぀おは珟象時間たで垯電電荷を殆ど保持し埗ない
こずが生じたりする等、解決されるべき点が倚々
存圚しおいるこずが刀明しおいる。 曎に、−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図るため
に、氎玠原子あるいはフツ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ホ
り玠原子やリン原子等が、あるいはその他の特性
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
有の様盞いかんによ぀おは、圢成した局の電気
的、光導電的特性に問題が生ずる堎合がある。 殊に、盞接する局界面においおは、含有原子の
含有量、分垃状態等によ぀お、補造プロセス䞊ダ
ングリングボンドができやすく、たた、゚ネルギ
ヌバンドの耇雑なベンデむングが生じやすい。こ
のために皮々倉化する電荷の挙動や、構造安定性
の問題がずりわけ重芁ずなり、光導電郚材に目的
通りの機胜を発揮させるためには、この郚分のコ
ントロヌルが、成吊の鍵を握぀おいる堎合が少な
くない。 たた、−Si光導電郚材が䞀般に公知の手法で
䜜られた堎合には、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
での寿呜が十分でないこずに基づき十分な画像濃
床が埗られなか぀たり、あるいは画像露光量が倧
きい堎合に、光導電局衚面近傍に生成した過剰な
光キダリダが暪方向に流れるこずに基づくため
か、画像が䞍鮮明になりやすか぀たり、曎には、
支持䜓偎からの電荷の泚入の阻止が十分でないこ
ずに基づく問題等を生ずる堎合が倚い。埓぀お、
−Si材料そのものの特性の改良が図られる䞀方
で、光導電郚材を蚭蚈する際に、䞊蚘したような
所望の電気的及び光孊的特性が埗られるよう工倫
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に関し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、−Si、殊にケむ玠原子
を母䜓ずし、氎玠原子(H)及びハロゲン原子
の少なくずもそのいずれか䞀方を含有するアモル
フアス材料、すなわち所謂氎玠化−Si、ハロゲ
ン化−Siあるいはハロゲン含有氎玠化−Si
以埌これ等を総称的に−Si、ず衚蚘す
るを含有する光導電局を有する光導電郚材に斌
いお、その局構造を特定化するように蚭蚈されお
䜜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くもの
である。 本発明は、濃床が高く、ハヌフトヌンが鮮明に
出お䞔぀解像床が高く、画像欠陥、画像流れの生
じな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を目的ずす
る。 本発明の他の目的は、電気的、光孊的、光導電
的特性が殆ど䜿甚環境の圱響を受けず垞時安定し
おいる党環境型であり、耐光疲劎特性に著しく長
け、繰り返し䜿甚に際しおも劣化珟象を起さず耐
久性に優れ、残留電䜍が党く又は殆ど芳枬されな
い光導電郚材を提䟛するこずを目的ずする。 本発明のもう䞀぀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
写真特性を有する光導電郚材を提䟛するこずであ
る。 本発明の曎にもう䞀぀の目的は、高光感床性、
高SN比特性及び積局された局間に良奜な電気接
觊性を有する光導電郚材を提䟛するこずでもあ
る。 すなわち本発明の光導電郚材は、支持䜓ず、こ
の支持䜓䞊に蚭けられ、ケむ玠原子を母䜓ずする
非晶質材料で構成された光導電性のある第の局
ず、この第の局䞊に蚭けられ、ケむ玠原子及び
炭玠原子を必須成分ずしお含有する非晶質材料で
構成された局厚0.003〜30Όの第の局ずからな
る電子写真甚光導電郚材であ぀お、前蚘第の局
が、前蚘支持䜓偎から、呚期埋衚第族原子を局
厚方向党䜓に0.01〜×104atomic ppmでたたは
前蚘支持䜓偎の端面又はその近傍においお最倧濃
床80〜×105atomic ppmで含有する局厚〜
100Όの䞋郚局ず、窒玠原子を×10-3〜
57atomicたたはその濃床が極倧の郚分におい
お0.1〜57atomic、及び極小の郚分においお
〜35atomicで、及び呚期埋衚第族原子を前
蚘第の局ず前蚘第の局ずの界面近傍においお
その濃床が30××104atomic ppm、前蚘䞋郚
局ずの境界郚分においおその濃床が〜
1000atomic ppm含有されおいる局厚20Å〜15ÎŒ
の䞊郚局ずから構成されるこずを特城ずする。 䞊蚘したような光導電局構造を取るようにしお
構成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
堎合には垯電凊理の際の電荷保持胜に長け、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、画像濃床が高く、ハヌフトヌンが
鮮明に出お、䞔぀解像床の高い、高品質の可芖画
像を埗るこずができ、耐光疲劎、繰り返し䜿甚特
性、殊に倚湿雰囲気䞋での繰り返し䜿甚特性に長
けおいる。 以䞋、図面に埓぀お、本発明の光導電郚材に぀
いお詳现に説明する。 第図は、本発明の光導電郚材の構成の実斜態
様䟋を説明するために局構造を暡匏的に瀺した図
である。第−〜−図は、本発明の光導
電郚材の第の局の䞋郚局䞭の呚期埋衚第族原
子濃床分垃を暡匏的に瀺した図であり、第−
〜−図は、本発明の光導電郚材の第の局
の䞊郚局䞭の窒玠原子及び呚期埋衚第族原子濃
床分垃を暡匏的に瀺した図である。 本発明の光導電郚材は、第図に瀺され
るよう光導電郚材甚の支持䜓䞊に、−
Si、奜たしくは−Si、を䞻成分ずしお
含有する光導電性のある第の局が圢成さ
れお、曎にこの第の局の䞊にケむ玠原子
及び炭玠原子を必須成分ずしお含有する第の局
が圢成されお構成される。 該第の局は該局の局厚方向に関し、そ
の構成原子組成の違いにより前蚘支持䜓偎から䞋
郚局ず䞊郚局ずに区分される。 䞋郚局䞭にドヌプ含有される呚期埋
衚第族原子は、該局内においお、支持䜓面に平
行な方向に関しおはほが均䞀な濃床分垃状態をず
るが、局厚方向に関しおは䞍均䞀な濃床分垃状態
をずる。このような䞍均䞀な濃床分垃状態ずしお
は、第−図乃至第−図瞊軞は支持䜓
からの距離、暪軞は原子濃床を瀺し、呚期埋衚第
族原子をホり玠原子で代衚させお図瀺しおい
るに瀺されるよう前蚘支持䜓の蚭けられおいる
偎の端面又はその近傍に最倧濃床を有し、䞊郚局
に向か぀おその含有原子濃床が枛じるような濃床
分垃ずされるのが奜たしい。この堎合に、䞊郚局
に向か぀おの原子濃床の枛少の様匏は、第−
図に代衚しお瀺されるように連続的であ぀おもあ
るいは第−図に代衚しお瀺されるように階段
状に倉化しおいおもさし぀かえない。たた、支持
䜓近傍の最倧の呚期埋衚第族原子濃床を有する
郚分は、第−図に代衚しお瀺されるように局
厚方向にある長さを有しおいおもよいし、第−
図のようにただ䞀点であ぀おもさし぀かえな
い。曎に、呚期埋衚第族原子は必ずしも䞋郚局
の党域にわた぀お含有される必芁はなく、第−
図乃至第−図の堎合のように䞊郚局の近傍
に呚期埋衚第族原子を含有しない領域があ぀お
もよい。 該䞋郚局の局厚方向の厚みは、所望によ
぀お適宜決定されるものではあるが、奜たしくは
1Ό〜100Ό、より奜たしくは1Ό〜80Ό、最
適には2Ό〜50Όずされる。 本発明に斌いお、䞋郚局内に含有される
呚期埋衚第族原子の含有量は、該䞋郚局に芁求
される特性ずその膜厚及び該局の䞊郚に盎接蚭け
られる䞊郚局に芁求される特性ずの有機的な関連
性ず量産的生産性の効率化ずの点に斌いお、適宜
所望により決定される。このような芳点から、䞋
郚局䞭に含有される呚期埋衚第族原子の含有量
ずしおは、奜たしくは0.01〜×104atomic
ppm、より奜たしくは0.5〜×104atomic ppm、
最適には〜×103atomic ppmずされるのが
望たしい。たた、呚期埋衚第族原子が䞋郚局の
局厚方向に察しお䞍均䞀に含有される堎合には、
該局の支持䜓の蚭けられおいる偎の端面又はその
近傍においお高濃床ずされるのが奜たしく、局厚
方向に斌ける呚期埋衚第族原子の濃床分垃の最
倧倀ずしおは、奜たしくは80〜×105atomic
ppm、より奜たしくは100〜×105atomic
ppm、最適には150〜×105atomic ppmずされ
るのが望たしい。このように該䞋郚局の支持䜓偎
端郚に呚期埋衚第族原子が高濃床に含有された
局領域を蚭ける堎合、該領域の局厚ずしおは、奜
たしくは20Å〜20Ό、より奜たしくは30Å〜
15Ό、最適には40Å〜10Όずされる。 䞊郚局䞭にドヌプされる窒玠原子及び呚
期埋衚第族原子は、支持䜓面に平行な方向に関
しおはほが均䞀な濃床分垃状態をずるが、奜たし
い実斜態様䟋に斌いおは、局厚方向に関しおは第
−図乃至第−図瞊軞は支持䜓からの
距離、暪軞は原子濃床を瀺し、呚期埋衚第族原
子をホり玠原子で代衚させお図瀺しおいるが、原
子濃床スケヌルは䞡原子に぀いおは同䞀ではな
いに瀺されるように、呚期埋衚第族原子に぀
いおは䞋郚局偎から第の局ぞ向か぀おその含有
原子濃床が増加するような濃床分垃を有する。第
の局ぞ向か぀おこの原子濃床の増加の様匏に぀
いは、連続的であ぀おも階段状に倉化しおいおも
さし぀かえなく、たた、䞊郚局の第の局ずの局
界面近傍の最倧濃床を有する郚分は、第−図
に瀺されるように局厚方向にある長さを有しおい
おもよいし、第−図のようにただ䞀点であ぀
おもさし぀かえない。 䞀方、窒玠原子に぀いおは、該局内で均䞀な濃
床分垃を有しおもよいし、䞍均䞀連続的あるい
は階段状に倉化な濃床分垃を有しおもよい。し
かし、窒玠原子に぀いおも呚期埋衚第族原子の
堎合ず同様に、䞋郚局偎から第の局ぞ向か぀お
その含有原子濃床が増加するような濃床分垃を有
するこずが奜たしい。 該䞊郚局の厚みは、奜たしくは20Å〜15Ό、
より奜たしくは30Å〜10Ό、最適には40Å〜5ÎŒ
ずされるのが望たしい。 該䞊郚局内の呚期埋衚第族原子の濃床は、そ
の濃床が極倧の郚分、すなわち第の局の第の
局ずの局界面近傍においおは、奜たしくは30〜
×104atomic ppm、より奜たしくは50〜×
104atomic ppm、最適には100〜×103atomic
ppmずされ、その濃床が極小の郚分、すなわち䞋
郚局ずの境界郚分においおは、奜たしくは〜
1000atomic ppm、より奜たしくは〜
800atomic ppm、最適には〜600atomic ppm
ずされるのが望たしい。 䞀方、該䞊郚局内の窒玠原子の含有濃床は、䞊
郚局の局蚭蚈の際に所望によ぀お適宜決定される
ものであるが、奜たしくは×10-3〜57atomic
、より奜たしくは〜50atomic、最適には
〜45atomicずされるのが望たしい。窒玠原
子が含有濃床分垃を有する堎合には、その濃床が
極倧の郚分においお、奜たしく0.1〜57atomic、
より奜たしくは〜57atomic、最適には〜
57atomicずされ、その濃床が極小の郚分にお
いおは、奜たしくは〜35atomic、より奜た
しくは〜30atomic、最適には〜25atomic
ずされる。 このように窒玠原子及び呚期埋衚第族原子の
濃床が局厚方向に察し䞊述したような原子含有濃
床分垃を有するよう圢成されおなる第の局を有
する本発明の光導電郚材が、電子写真甚の像圢成
郚材ずしお䜿甚された堎合に、特に画像濃床が高
く、画像露光量が高い堎合にも画像流れが起ら
ず、ハヌフトヌンが鮮明に出お、䞔぀解像床の高
い、高品質の可芖画像を埗るこずができる理由
は、窒玠原子ドヌプによる第の局の高抵抗化効
果ず、第の局の第の局ずの局界面近傍衚面の
窒玠原子濃床が高いこずによる該郚分の゚ネルギ
ヌバンドのワむドギダツプ化ずにより極めお良奜
な電荷受容胜が達成されるこず、䞊びに呚期埋衚
第族原子ドヌプによる支持䜓偎からの電荷の泚
入防止効果ずに基づくものず掚定される。すなわ
ち、第の局の䞊郚局ず䞋郚局間に局接合界面が
存圚するず、ここでの過剰の生成キダリアは電界
がかか぀おいるずどこにでも動いお行きダヌク郚
分の電荷を打ち消す䜜甚を起し、その結果画像流
れが生ずるものず解されるが、本発明の第の局
においおは䞊述したワむドギダツプ化により、た
ずえ局接合界面においお゚ネルギヌバンドの耇雑
なベンデむングが生じおいおもキダリア生成のた
めの掻性化゚ネルギヌが倧きくなり、容易にキダ
リア生成が生じないのが本発明の目的をより効果
的に達成する䞊で望たしい。たた、最倧含有濃床
は極小含有濃床に察しお、奜たしくは倍以䞊、
より奜たしくは倍以䞊ずされるのが望たしい。 本発明においお第の局䞭に含有されおもよい
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が、特に塩
玠、ずりわけフツ玠を奜適なものずしお挙げるこ
ずができる。 第の局䞭にドヌプされる呚期埋衚第族原子
ずしおは、ホり玠、アルミニりム、ガリりム、む
ンゞりム、タリりム等が挙げられるが、特にホり
玠を奜適なものずしお挙げるこずができる。 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、Pb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
が導電凊理され、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。 すなわち、䟋えばガラスであれば、その衚面
に、NiCr、Al、Cr、Mo、Au、Ir、Nd、Ta、
、Ti、Pt、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、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十分発揮さ
れる範囲内であれば可胜な限り薄くされる。しか
しながら、このような堎合支持䜓の補造䞊及び取
扱い䞊、曎には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の局を圢成するには、䟋えばグロヌ攟電
法、スパツタリング法、ある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が適
甚される。 䟋えばグロヌ攟電法によ぀お、−Si、
で構成される第の局を圢成するには、基本的に
はケむ玠原子Siを䟛絊し埗るSi䟛絊甚の原料
ガスず共に、氎玠原子(H)導入甚の原料ガス及び
又はハロゲン原子導入甚の原料ガス、䞊び
に圢成領域の構成原子組成に応じお窒玠原子
導入甚の原料ガス及び呚期埋衚第族原子
導入甚の原料ガスを、所望によりAr、He等の䞍
掻性のガスず共に、その内郚を枛圧にし埗る堆積
宀内に所定の混合比ずガス流量になるように導入
しお、該堆積宀内にグロヌ攟電を生起させこれ等
のガスのプラズマ雰囲気を圢成するこずによ぀
お、予め所定䜍眮に蚭眮されおいる支持䜓衚面䞊
に−Si、からなる局を圢成する。 たた、スパツタリング法で第の局を圢成する
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)及び又はハロゲン原子導
入甚のガス䞊びに圢成領域の構成原子組成に応じ
お窒玠原子導入甚の原料ガス及び呚期埋衚
第族原子導入甚の原料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。 第の局を圢成するのに䜿甚される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ケ
む玠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。 本発明においお氎玠原子を第の局䞭に導入す
るには、䞻にH2、あるいは前蚘のSiH4、Si2H6、
Si3H8、Si4H10等の氎玠化ケむ玠のガスを堆積宀
䞭に䟛絊し、攟電を生起させお実斜される。 本発明においお第の局を圢成するのに䜿甚で
き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。曎には、ケむ玠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し埗る、ハ
ロゲン原子を含むケむ玠化合物も有効なものずし
お挙げるこずができる。 本発明においお第の局を圢成するのに奜適に
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、ペり玠等のハロゲンガ
スBrF、ClF、ClF3、BrF3、BrF5、IF3、IF7、
ICl、IBr等ハロゲン間化合物を挙げるこずができ
る。 ハロゲン原子を含むケむ玠化合物、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SiF4、Si2F6、SiCl4、SiBr4等のハロゲ
ン化ケむ玠が奜たしいものずしお挙げられるこず
ができる。 第の局䞭にハロゲン原子を導入する際の原料
ガスずしおは、䞊蚘されたハロゲン化合物あるい
はハロゲンを含むケむ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ケむ玠、等々のガス状態の
あるいはガス化し埗る、氎玠原子を構成芁玠の䞀
぀ずするハロゲン化物も有効な第の局圢成甚の
出発物質ずしお挙げるこずができる。 これ等の氎玠原子を含むハロゲン化物は、第
の局圢成の際に局䞭に、電気的あるいは光電的特
性の制埡に極めお有効な成分ずしおの氎玠原子の
導入ず同時に、ハロゲン原子も導入するこずがで
きるので、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。 本発明においお第の局を圢成するのに䜿甚さ
れる窒玠原子䟛絊甚の原料ガスずしおは、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
HN3、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、アゞ化物
等の窒玠化合物を挙げるこずができる。この他
に、窒玠原子の導入に加えおハロゲン原子の導入
もできるずいう点から、䞉フツ化窒玠F3N、
四フツ化窒玠F4N2等のハロゲン化窒玠化合
物を挙げるこずができる。 本発明においお第の局を圢成するのに䜿甚さ
れる呚期埋衚第族原子䟛絊甚の原料ガスずしお
は、B2H6、B4H10、B5H9、B5H11、B6H10、
GaCl3、AlCl3、BF3、BCl3、BBr3、BI3等を挙
げるこずができる。 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、から成る第の
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、あるいぱレクトンビヌム法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
ズマ雰囲気を通過させるこずによ぀お実斜でき
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、圢成される第の局䞭
に所定の原子を導入するには、氎玠原子(H)及び
又はハロゲン原子導入甚のガス、䞊びに圢
成領域の構成原子組成に応じお窒玠原子導
入甚の原料ガス及び呚期埋衚第族原子導入甚の
原料ガスを、必芁に応じおHe、Ar等の䞍掻性ガ
スも含めおスパツタリング、むオンプレヌテむン
グ宀䞭に導入しお、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。 第の局䞭に含有される氎玠原子、ハロゲン原
子、窒玠原子、呚期埋衚第族原子の量を制埡す
るには、䟋えば氎玠原子(H)、ハロゲン原子
窒玠原子、呚期埋衚第族原子を含有させ
るために䜿甚される出発物質の堆積装眮系内ぞ導
入する量、支持䜓枩床、攟電電力等の䞀皮以䞊を
制埡しおやれば良い。 本発明においお、第の局をグロヌ攟電法又は
スパツタリング法で圢成する際に䜿甚される皀釈
甚ガスずしおは、所謂皀ガス、䟋えばHe、Ne、
Ar等を奜適なものずしお挙げるこずができる。 本発明に斌ける光導電性のある第の局
䞊に圢成される第の局は、自由衚面を有
し、䞻に耐湿性、連続繰り返し䜿甚特性、電気的
耐圧性、䜿甚環境特性、耐久性においお本発明の
目的を達成するために蚭けられる。 本発明に斌ける光導電性のある第の局ず第
の局の各々がケむ玠原子ずいう共通の構成原子を
有しおいるので、積局界面においお化孊的な安定
性が十分確保されおいる。 本発明に斌ける第の局は、ケむ玠原子
ず炭玠原子ず、必芁に応じお氎玠原子及び又は
ハロゲン原子を含有する非晶質を䞻成分ずする材
料以埌、−SixC1-xy、1-yず蚘す、
䜆し、、で構成される。 −SixC1-xy、1-yで構成される第
の局の圢成は、グロヌ攟電法、スパツタリング
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、゚レクトロンビヌム法等によ぀お
実斜される。これらの補造法は、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ための条件の制埡が比范的容
易であり、か぀ケむ玠原子ず共に炭玠原子やハロ
ゲン原子を䜜補する第の局䞭に導入するのが容
易に行える等の利点から、グロヌ攟電法あるいは
スパツタリング法が奜適に採甚される。たた、グ
ロヌ攟電法ずスパツタリング法ずを同䞀装眮系内
で䜵甚しお第の局を圢成しおもよい。 グロヌ攟電法によ぀お第の局を圢成するに
は、−SixC1-xy、1-y圢成甚の原料ガ
スを、必芁に応じお垌釈ガスず所定の混合比で混
合し、光導電性のある第の局が圢成された支持
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に
よりガスプラズマ化しお、前蚘支持䜓䞊の光導電
性のある第の局䞊に−SixC1-xy、1
−を堆積させればよい。 本発明に斌いお、−SixC1-xy、1-y
圢成甚の原料ガスずしおは、ケむ玠原子Si、
炭玠原子(C)、氎玠原子(H)及びハロゲン原子
の䞭の少なくずも䞀぀をその構成原子ずしお含有
するガス状の物質又はガス化し埗る物質をガス化
したものの内の倧抂のものが䜿甚され埗る。 Si、、、の䞭の䞀぀ずしおSiを構成原子
ずする原料ガスを䜿甚する堎合には、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、必芁に応じおを構成原子ずする
原料ガス及び又は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、あるい
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及び又は及び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、あるいはたた、Siを構成原子ずす
る原料ガスず、Si、及びの䞉぀を構成原子ず
する原料ガス又はSi、及びの䞉぀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
する䟋が挙げられる。 あるいは他方ずしお、Siず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
混合しお䜿甚しおもよいし、あるいはSiずずを
構成原子ずする原料ガスず、を構成原子ずする
原料ガスずを混合しお䜿甚しおもよい。 本発明に斌いお、第の局䞭に含有されおもよ
いハロゲン原子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の局圢成甚の原料ガスず
しお有効に䜿甚されるのは、Siずずを構成原子
ずするSiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H10等の氎玠化
ケむ玠ガスずずを構成原子ずする、䟋えば
炭玠原子数〜の飜和炭化氎玠、炭玠原子数
〜の゚チレン系炭化氎玠、炭玠原子数〜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ハロゲン化ケむ玠
ハロゲン眮換氎玠化ケむ玠等を挙げるこずができ
る。 具䜓的には、飜和炭化氎玠ずしおは、メタン、
゚タン、プロパン、−ブタン、ペンタン゚チ
レン系炭化氎玠ずしおは、゚チレン、プロピレ
ン、ブテン−、ブテン−、−ブチレン、ペ
ンテンアセチレン系炭化氎玠ずしおは、アセチ
レン、メチルアセチレン、ブチン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、HF、HI、
HClHBrハロゲン間化合物ずしおは、ClF、
ClF3、ClF5、BrF、BrF3、BrF5、IF5、IF7、
ICl、IBrハロゲン化ケむ玠ずしおは、SiF4、
Si2F6、SiCl4、SiCl3Br、SiCl2Br2、SiClBr3、
SiCl3I、SiBr4ハロゲン眮換氎玠化ケむ玠ずし
おは、SiH2F2、SiH2Cl2、SiHCl3、SiH3Cl、
SiH3Br、SiH2Br2、SiHBr等を挙げるこずがで
きる。 これ等の他に、CF4、CCl4、CBr4、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SiClCH33、
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
げるこずができる。 これ等の第の局圢成物質は、圢成される第
の局䞭に、所定の組成比でケむ玠原子、炭玠原子
及び必芁に応じおハロゲン原子及び又は氎玠原
子が含有されるように、第の局の圢成の際に所
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
の含有が容易になし埗おか぀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、SiH2Cl2、SiCl4又は
SiH3Cl等を所定の混合比にしおガス状態で第
の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、1-y
から成る第の局を圢成するこずができる。 スパツタリング法によ぀お第の局を圢成する
には、単結晶若しくは倚結晶のSiり゚ヌハヌ及
び又はり゚ヌハヌあるいは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、これ等を必芁に応じおハロゲン原子及び又
は氎玠原子を構成芁玠ずしお含む皮々のガス雰囲
気䞭でスパツタリングするこずによ぀お行えばよ
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、及び又はを導入するための
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
ツタリングすればよい。 たた、別には、Siずずは別々のタヌゲツトず
しお、あるいは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、必芁に応じお氎玠原
子又は及びハロゲン原子を含有するガス雰囲気
䞭でスパツタリングするこずによ぀お成される。
、及び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の局
圢成甚の物質がスパツタリング法の堎合にも有効
な物質ずしお䜿甚され埗る。 本発明においお、第の局をグロヌ攟電法又は
スパツタ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できる。 本発明における第の局は、その芁求される特
性が所望通りに䞎えられるように泚意深く圢成さ
れる。 即ち、Si、、必芁に応じお及び又は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、電気的性質ずしおは、導電性から半導電性、
絶瞁性たでの間の性質を、たた光導電的性質から
非光導電的性質たでの間の性質を各々瀺すので、
本発明においおは、目的に応じお所望の特性を有
する−SixC1-xy、1-yが圢成されるよ
うに、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の局を電気的耐圧性の向
䞊を䞻な目的ずしお蚭ける堎合には、−Six
C1-xy、1-yは䜿甚環境においお電気絶瞁
性的挙動の顕著な非晶質材料ずしお䜜成される。 たた、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の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、1-y
が䜜成される。 第の局の衚面䞊に−SixC1-xy、1
−から成る第の局を圢成する際、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
する重芁な因子の䞀぀であ぀お、本発明においお
は、目的ずする特性を有する−SixC1-xy
、1-yが所望通りに䜜成され埗るように局
䜜成時の支持䜓枩床が厳密に制埡されるのが望た
しい。 本発明における、所望の目的が効果的に達成さ
れるための第の局の圢成法に合わせお適宜最適
範囲が遞択されお、第の局の圢成が実行される
が、奜たしくは、20〜400℃、より奜適には50〜
350℃、最適には100〜300℃ずされるのが望たし
いものである。第の局の圢成には、局を構成す
る原子の組成比の埮劙な制埡が他の方法に比べお
比范的容易であるこず等のために、グロヌ攟電法
やスパツタリング法の採甚が有利であるが、これ
等の局圢成法で第の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y、1-yの特性
を巊右する重芁な因子の䞀぀ずしお挙げるこずが
できる。 本発明における目的が効果的に達成されるため
の特性を有する−SixC1-xy、1-yが生
産性よく効果的に䜜成されるための攟電パワヌ条
件ずしおは、奜たしくは10〜300W、より奜適に
は20〜250W、最適には50〜200Wずされるのが望
たしいものである。 堆積宀内のガス圧ずしおは、奜たしくは0.01〜
1Torr、奜適には、0.1〜0.5Torr皋床ずされるの
が望たしい。 本発明においおは第の局を䜜成するための支
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
でなく、所望特性の−SixC1-xy、1-y
から成る第の局が圢成されるように盞互的有機
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
における第の局に含有される炭玠原子の量は、
第の局の䜜成条件ず同様、本発明の目的を達成
する所望の特性が埗られる第の局が圢成される
ための重芁な因子の䞀぀である。 本発明における第の局に含有される炭玠原子
の量は、第の局を構成する非晶質材料の特性に
応じお適宜所望に応じお決められるものである。 即ち、前蚘䞀般匏−SixC1-xy、1-y
で瀺される非晶質材料は、倧別するず、ケむ玠原
子ず炭玠原子ずで構成される非晶質材料以埌、
−SiaC1-aず蚘す。䜆し、、ケむ玠
原子ず炭玠原子ず氎玠原子ずで構成される非晶質
材料以埌、−SibC1-bcH1-cず蚘す。䜆し、
、、ケむ玠原子ず炭玠原子ずハロ
ゲン原子ず必芁に応じお氎玠原子ずで構成される
非晶質材料以埌、−SidC1-de、1-e
ず蚘す。䜆し、、に分類される。 本発明においお、第の局が−SiaC1-aで構
成される堎合、第の局に含有される炭玠原子の
量は、奜たしくは、×10-3〜90atomic、よ
り奜適には〜80atomic、最適には10〜
75atomicずされるのが望たしいものである。
即ち、先の−SiaC1-aのの衚瀺で行えば、
が奜たしくは0.1〜0.99999、より奜適には0.2〜
0.99、最適には0.25〜0.9である。 䞀方、本発明においお、第の局が−Sib
C1-bcH1-cで構成される堎合、第の局に含有さ
れる炭玠原子の量は、奜たしくは×10-3〜
90atomicずされ、より奜たしくは〜
90atomicずされるのが望たしいものである。
氎玠原子の含有量ずしおは、奜たしくは〜
40atomic、より奜たしくは〜35atomic、
最適には〜30atomicずされるのが望たしく、
これ等の範囲に氎玠含有量がある堎合に圢成され
る光導電郚材は、実際面においお優れたものずし
お充分適甚させ埗るものである。 即ち、先の−SibC1-bcH1-cの衚瀺で行え
ば、が奜たしくは0.1〜0.99999、より奜適には
0.1〜0.99、最適には0.15〜0.9、が奜たしくは
0.6〜0.99、より奜適には0.65〜0.98、最適には0.7
〜0.95であるのが望たしい。 第の局が、−SidC1-de、1-eで構
成される堎合には、第の局䞭に含有される炭玠
原子の含有量ずしおは、奜たしくは、×10-3〜
90atomic、より奜適には〜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、奜た
しくは、〜20atomic、より奜適には〜
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、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ものである。 即ち、先の−SidC1-de、1-eの、
の衚瀺で行えば、が奜たしくは、0.1〜
0.99999より奜適には0.1〜0.99、最適には0.15〜
0.9、が奜たしくは0.8〜0.99、より奜適には
0.82〜0.99、最適には0.85〜0.98であるのが望た
しい。 本発明における第の局の局厚の数倀範囲は、
本発明の目的を効果的に達成するように所期の目
的に応じお適宜所望に埓぀お決められる。 たた、第の局の局厚は、該第の局䞭に含有
される炭玠原子の量や第の局の局厚ずの関係に
おいおも、各々の局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、生産性や量生産を
加味した経枈性の点においおも考慮されるのが望
たしい。 本発明における第の局の局厚ずしおは、奜た
しくは0.003〜30Ό、より奜適には0.004〜20ÎŒ
、最適には0.005〜10Όずされるのが望たしい
ものである。 第の局䞭に含有される炭玠原子の量は、グロ
ヌ攟電法による堎合には、䟋えば炭玠原子導入甚
のガスの堆積内に導入するガス流量を調敎するこ
ずにより制埡でき、たたスパツタリング法で局圢
成を実斜する堎合には、タヌゲツトを圢成する際
にシリコンり゚ハヌずグラフアむトり゚ハヌのス
パツタ面積比率を倉えるか、又はシリコン粉末ず
グラフアむト粉末の混合比率を倉えおタヌゲツト
を成型するこずによ぀お、所望に応じお制埡する
こずができる。第の局䞭に含有されるハロゲン
原子の量は、ハロゲン原子導入甚の原料ガスの堆
積宀内に導入するガス流量を調敎するこずにより
制埡できる。 次にグロヌ攟電分解法によ぀お生成される光導
電郚材の補造方法の䟋に぀いお説明する。 第図にグロヌ攟電分解法による光導電郚材の
補造装眮を瀺す。 図䞭の〜のガスボンベには、
本発明の光導電郚材の光導電局を圢成するための
原料ガスが密封されおおり、その䞀䟋ずしお、䟋
えばは、SiH4ガス玔床99.99ボン
ベ、はH2で垌釈されたB2H6ガス玔床
99.99、以䞋B2H6H2ガスず略すボンベ、
はNH3ガス玔床99.99ボンベ、
はCH4ガス玔床99.99ボンベ、
はSiFガス玔床99.99ボンベである。図瀺
されおいないがこれら以倖に、必芁に応じお所望
のガス皮を増蚭するこずが可胜である。 これらのガスを反応宀に流入させるに
は、ガスボンベ〜の各バルブ
〜及びリヌクバルブが閉
じられおいるこずを確認し、たた、流入バルブ
〜、流出バルブ〜
及び補助バルブ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及び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及
び流出バルブ〜を閉じる。続い
おガスボンベよりSiH4ガス、ガスボン
ベよりB2H6H2ガス、ガスボンベ
よりNH3ガス、ガスボンベより
CH4ガス、ガスボンベよりSiF4ガスをそ
れぞれバルブ〜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〜
及び補助バルブを
埐々に開いお倫々のガスを反応宀に流出
させる。このずきのこれら各ガス流量の比が所望
の倀になるように流出バルブ〜
を調敎し、たた、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。そしお気䜓シ
リンダヌの枩床が加熱ヒヌタヌ
により50〜400℃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る。 同時にあらかじめ蚭蚈されたホり玠原子含有量
曲線が埗られるように、B2H6H2ガス流量を適
宜倉化させ、それに応じお倉化するプラズマ状態
を補正する意味で、必芁に応じ攟電パワヌ、基板
枩床等を制埡しお第の䞋郚局を圢成する。 たた、局圢成を行぀おいる間は、局圢成の均䞀
化を蚈るために基䜓シリンダヌをモヌタ
により䞀定速床で回転させる。 次に䜿甚した党おのガス操䜜系バルブを閉じ、
反応宀を䞀旊高真空たで排気する。真空
蚈の読みが玄×10-6torrにな぀たら䞊
蚘の堎合ず同様な操䜜の繰り返しを行い、SiH4、
SiF4、NH3、B2H6H2の操䜜系バルブを開け、
各原料ガスの流量が所望の倀ずなるようコントロ
ヌルし、䞊蚘ず同様にしおグロヌ攟電を生起さ
せ、あらかじめ蚭蚈された窒玠原子及びホり玠原
子の含有量分垃曲線を有する第の局の䞊郚局を
圢成する。 次に䜿甚した党おのガス操䜜系バルブを閉じ、
反応宀を䞀旊高真空たで排気する。真空
蚈の読みが玄×10-6torrにな぀たら䞊
蚘の堎合ず同様な操䜜の繰り返しを行い、SiH4、
CH4及び必芁に応じHe等の垌釈ガスの操䜜系バ
ルブを開け、各原料ガスの流量が所望の倀ずなる
ようコンロヌルし、第の局の堎合ず同様にしお
グロヌ攟電を生起させ第の局が圢成される。第
の局䞭にハロゲン原子を含有させる堎合には、
SiF4の操䜜系バルブを同時に開け、グロヌ攟電を
生起させればよい。 以䞋、実斜䟋に぀いお説明する。 実斜䟋  第図に瀺した光導電郚材の補造装眮を甚い、
先に詳述したグロヌ攟電分解法によりAl補のシ
リンダヌ䞊に第衚に瀺した補造条件に埓い光導
電局を圢成した。埗られたドラム状の光導電郚材
の䞀郚を切り取り、二次むオン質量分析装眮を䜿
甚しお局厚方向のホり玠原子及び窒玠原子濃床の
定量を実斜し、第図に瀺した濃床分垃結果を埗
た。たた、光導電郚材の残りの郚分を電子写真装
眮にセツトしお垯電コロナ電圧6KV、画像露
光0.8〜1.51lux・secにより朜像を圢成し、匕き続
き珟像、転写、定着の各プロセスを呚知の方法で
実斜し、画像評䟡を行な぀た。画像評䟡は通垞の
環境䞋でA4サむズの甚玙を甚い、通算15䞇枚盞
圓の画像出しを実斜し、高枩高湿環境䞋で曎に15
䞇枚盞圓の画像出しを実斜し、䞀䞇枚毎のサンプ
ルに぀き各画像の濃床解像性階調再珟
性画像欠陥等の優劣をも぀お評䟡したが、
環境条件、耐久枚数によらず、䞊蚘党おの項目に
぀いお極めお良奜な評䟡が埗られた。特に、濃
床の項目には特筆すべきものがあり、極めお高
濃床のものが埗られるこずが確認された。これは
電䜍枬定の結果からも裏付けられおおり、䟋えば
窒玠無添加のものず比范するず、〜2.5倍皋床
受容電䜍が向䞊しおいるこずが刀明し、窒玠原子
ドヌプによる高抵抗化ずその含有量倉化による電
荷泚入防止の盞乗効果が十分に効を奏しおいるこ
ずが掚察された。この電荷受容胜の向䞊は単に画
像濃床のみにずどたらず、広いコロナ条件のラテ
むチナヌドが埗られ、画質の遞択範囲が拡倧され
るずいう倧きな利点を有する。 たた、曎に特筆すべき項目ずしお解像性が
挙げられ、今回の䞀連の詊隓ではいかなる環境条
件のもずでも極めお鮮明な画像が維持できるこず
が解぀た。これは非晶質局の衚面近傍に極倧郚分
がある第図のような窒玠原子濃床分垃をもたせ
た効果ずみられ、このような窒玠原子濃床分垃を
もたないものずの差は歎然であ぀た。 実斜䟋  窒玠原子及びホり玠原子の濃床の分垃圢態を倉
えたこずを陀いおは実斜䟋ず同様な方法でドラ
ム状の光導電郚材を䜜補した。補造条件の詳现に
぀いおは第衚に瀺す。このドラム状光導電郚材
に぀いお実斜䟋ず党く同様な構成原子濃床の分
析、画像評䟡を実斜した。その結果、第図に瀺
した窒玠原子及びホり玠原子濃床分垃結果を埗
た。たた、画像評䟡に぀いおも実斜䟋ずほが同
等の良奜な結果を埗た。 比范䟋及び実斜䟋〜 窒玠原子の濃床䞊びにホり玠原子の濃床の分垃
圢態を、第図比范䟋及び第〜図
実斜䟋〜のように倉えたこずを陀いおは
実斜䟋ず同様な方法でドラム状光導電郚材を䜜
補した。これらの光導電郚材に぀いお実斜䟋ず
党く同様な画像評䟡を実斜した。その結果、比范
䟋の光導電郚材に぀いおは、通垞の環境䞋での
画像は良いが、高枩高湿条件䞋では12䞇枚目圓り
より画像流れが生じた。䞀方、実斜䟋〜の光
導電郚材に぀いおは、非垞に優れたコントラスト
画像が埗られ、高枩高湿条件䞋においおも画像流
れは生じなか぀た。 実斜䟋 〜10 第図の䞋郚局䞭の支持䜓からの距離が〜
19Όに盞圓する郚分のホり玠原子濃床をにし
たこずを陀いおは第図ず同様な構成濃床分垃を
有するドラム状光導電郚材実斜䟋、同じく
第図の支持䜓からの距離が〜19.5Όに盞圓
する郚分のホり玠原子濃床をにしたドラム状光
導電郚材実斜䟋、第図の支持䜓からの距
離が〜18Όに盞圓する郚分のホり玠原子濃床
をにしたドラム状光導電郚材実斜䟋、第
図の支持䜓からの距離が〜18Όに盞圓する
郚分のホり玠原子濃床をにしたドラム状光導電
郚材実斜䟋、第図の支持䜓からの距離
が〜19.5Όに盞圓する郚分のホり玠原子濃床
をにしたドラム状光導電郚材実斜䟋10をそ
れぞれ䜜補し、これらの光導電郚材に぀いお実斜
䟋ず党く同様な画像評䟡を実斜した。その結
果、実斜䟋ずほが同等の良奜な結果を埗た。 実斜䟋 11 第の局に぀いおは、それぞれ実斜䟋、、
ず同様な条件ず手順に埓぀お圢成したドラム状
光導電郚材に、特開昭57−52178、同57−52179に
詳现に開瀺されおいるスパツリング法により、第
の局を第−衚に瀺す各条件によりそれぞれ
圢成した詊料皮ず、第−衚に瀺す各条件に
倉えた以倖は実斜䟋ず同様なグロヌ攟電法によ
り第の局を前蚘ず同じドラム状光導電郚材䞊に
それぞれ圢成した詊料15皮詊料No.11−−〜
11−−、11−−〜11−−、11−−
〜11−−の合蚈24個の詊料を䜜成した。 こうしお埗られた各電子写真甚像圢成郚材のそ
れぞれを個別に耇写装眮に蚭眮し、−5.0KVで
0.2sec間コロナ垯電を行い、光像を照射した。光
源はタングステンランプを甚い、光量は1.0lux・
secずした。朜像は荷電性の珟像剀トナヌず
キダリアヌを含むによ぀お珟像され、通垞の玙
に転写された。転写画像は、極めお良奜なもので
あ぀た。転写されないで電子写真甚像圢成郚材䞊
に残぀たトナヌは、ゎムブレヌドによ぀おクリヌ
ニングされた。このような工皋を繰り返し10䞇回
以䞊行぀おも、いずれの堎合も画像の劣化は芋ら
れなか぀た。 各詊料の転写画像の総合画質評䟡ず繰り返し連
続䜿甚による耐久性の評䟡の結果を第衚に瀺し
た。 実斜䟋 12 スパツリング法により圢成する第の局の圢成
時に、シリコンり゚ヌハヌずグラフアむトのタヌ
ゲツト面積比を倉えお、第の局におけるケむ玠
原子ず炭玠原子の含有量比を倉化させる以倖は、
実斜䟋ず党く同様な方法によ぀お像圢成郚材の
それぞれを䜜成した。こうしお埗られた像圢成郚
材のそれぞれに぀き、実斜䟋ず同様な、䜜像、
珟像、クリヌニングの工皋を10䞇回繰り返した埌
画像評䟡を行぀たずころ、第衚に瀺した結果を
埗た。 実斜䟋 13 第の局の圢成時、SiH4ガスずC2H4ガスの流
量比を倉えお、第の局におけるケむ玠原子ず炭
玠原子の含有量比を倉化させる以倖は実斜䟋ず
党く同様な方法によ぀お像圢成郚材のそれぞれを
䜜成した。こうしお埗られた像圢成郚材のそれぞ
れに぀き、実斜䟋ず同様な、䜜像、珟像、クリ
ヌニングの工皋を10䞇回繰り返した埌画像評䟡を
行぀たずころ、第衚に瀺した結果を埗た。 実斜䟋 14 第の局の圢成時、SiH4ガス、SiF4ガス、
C2H4ガスの流量比を倉えお、第の局における
ケむ玠原子ず炭玠原子の含有量比を倉化させる以
倖は、実斜䟋ず党く同様な方法によ぀お像圢成
郚材のそれぞれを䜜成した。こうしお埗られた像
圢成郚材のそれぞれに぀き、実斜䟋ず同様な、
䜜像、珟像、クリヌニングの工皋を10䞇回繰り返
した埌画像評䟡を行぀たずころ、第衚に瀺した
結果を埗た。
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】 ◎非垞に良奜 ○良奜 △実甚䞊充分である
。 ×画像欠陥を生ずる
【衚】 ◎非垞に良奜 ○良奜 △実甚䞊充分である
。 ×画像欠陥を生ずる
【衚】 ◎非垞に良奜 ○良奜 △実甚䞊充分である
×画像欠陥生ずる
【図面の簡単な説明】
第図は、本発明の光導電郚材の構成の実斜態
様䟋を説明するために局構造を暡匏的に瀺した図
である。第−〜−図は、本発明の光導
電郚材の第の局の䞋郚局䞭の呚期埋衚第族原
子濃床分垃を暡匏的に瀺した図であり、第−
〜−図は、本発明の光導電郚材の第の局
の䞊郚局䞭の窒玠原子及び呚期埋衚第族原子濃
床分垃を暡匏的に瀺した図である。第図は、グ
ロヌ攟電分解法による光導電郚材の補造装眮を瀺
した図である。第〜図は、本発明
の実斜䟋に斌ける光導電郚材の構成原子濃床分垃
の分析結果を瀺した図である。第図は比范䟋の
光導電郚材の構成原子濃床分垃の分析結果を瀺し
た図である。 光導電郚材、支持䜓、
第の局、䞋郚局、䞊郚
局、第の局、反応宀、
〜ガスボンベ、〜
マスフロコントロヌラ、〜
流入バルブ、〜流出バル
ブ、〜バルブ、〜
圧力調敎噚、補助バルブ、
補助バルブ、メむンバルブ、
リヌクバルブ、真空蚈、
基䜓シリンダヌ、加熱ヒヌタ
ヌ、モヌタ、高呚波電源
マツチングボツクス。

Claims (1)

    【特蚱請求の範囲】
  1.  支持䜓ず、この支持䜓䞊に蚭けられ、ケむ玠
    原子を母䜓ずする非晶質材料で構成された光導電
    性のある第の局ず、この第の局䞊に蚭けら
    れ、ケむ玠原子及び炭玠原子を必須成分ずしお含
    有する非晶質材料で構成された局厚0.003〜30Ό
    の第の局ずからなる電子写真甚光導電郚材であ
    ぀お、前蚘第の局が、前蚘支持䜓偎から、呚期
    埋衚第族原子を局厚方向党䜓に0.01〜×
    104atomic ppmでたたは前蚘支持䜓偎の端面又
    はその近傍においお最倧濃床80〜×105atomic
    ppmで含有する局厚〜100Όの䞋郚局ず、窒
    玠原子を×10-3〜57atomicたたはその濃床
    が極倧の郚分においお0.1〜57atomic、及び極
    小の郚分においお〜35atomicで、及び呚期
    埋衚第族原子を前蚘第の局ず前蚘第の局ず
    の界面近傍においおその濃床が30〜×
    104atomic ppm、前蚘䞋郚局ずの境界郚分にお
    いおその濃床が〜1000atomic ppm含有されお
    いる局厚20Å〜15Όの䞊郚局ずから構成される
    こずを特城ずする電子写真甚光導電郚材。
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