JPH0211147B2 - - Google Patents

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JPH0211147B2
JPH0211147B2 JP57071956A JP7195682A JPH0211147B2 JP H0211147 B2 JPH0211147 B2 JP H0211147B2 JP 57071956 A JP57071956 A JP 57071956A JP 7195682 A JP7195682 A JP 7195682A JP H0211147 B2 JPH0211147 B2 JP H0211147B2
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JP
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layer
atoms
gas
amorphous
layer region
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JP57071956A
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Isamu Shimizu
Kozo Arao
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Canon Inc
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Priority to FR8305341A priority patent/FR2524661B1/fr
Priority to DE19833311835 priority patent/DE3311835A1/de
Priority to US06/486,940 priority patent/US4517269A/en
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Publication of JPH0211147B2 publication Critical patent/JPH0211147B2/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

【発明の詳細な説明】
本発明は、光(ここでは広義の光で、紫外光
線、可視光線、赤外光線、X線、γ線等を示す)
の様な電磁波に感受性のある電子写真用光導電部
材に関する。 固体撮像装置、或いは像形成分野における電子
写真用像形成部材や原稿読取装置における光導電
層を形成する光導電材料としては、高感度で、
SN比〔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
吸収スペクトル特性を有すること、光応答性が速
く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時におい
て人体に対して無公害であること、更には固体撮
像装置においては、残像を所定時間内に容易に処
理することができること等の特性が要求される。
殊に、事務機としてオフイスで使用される電子写
真装置内に組込まれる電子写真用像形成部材の場
合には、上記の使用時における無公害性は重要な
点である。 この様な点に立脚して最近注目されている光導
電材料にアモルフアスシリコン(以後a−Siと表
記す)があり、例えば、独国公開第2746967号公
報、同第2855718号公報には電子写真用像形成部
材として、独国公開第2933411号公報には光電変
換読取装置への応用が記載されている。 而乍ら、従来のa−Siで構成された光導電層を
有する光導電部材は、暗抵抗値、光感度、光応答
性等の電気的、光学的、光導電的特性、及び耐湿
性等の使用環境特性の点、更には経時的安定性の
点において、総合的な特性向上を計る必要がある
という更に改良される可き点が存するのが実情で
ある。 例えば、電子写真用像形成部材に適用した場合
に、高光感度化、高暗抵抗化を同時に計ろうとす
ると、従来においては、その使用時において残留
電位が残る場合が度々観測され、この種の光導電
部材は長時間繰返し使用し続けると、繰返し使用
による疲労の蓄積が起つて、残像が生ずる所謂ゴ
ースト現象を発する様になる、或いは、高速で繰
返し使用すると応答性が次第に低下する、等の不
都合な点が生ずる場合が少なくなかつた。 更には、a−Siは可視光線領域の短波長側に較
べて、長波長側の波長領域よりも長い波長領域の
吸収係数が比較的小さく、現在実用化されている
半導体レーザとのマツチングに於いて、通常使用
されているハロゲンランプや螢光灯を光源とする
場合、長波長側の光を有効に使用し得ていないと
いう点に於いて、夫々改良される余地が残つてい
る。 又、別には、照射される光が光導電層中に於い
て、充分吸収されずに支持体に到達する光の量が
多くなると、支持体自体が光導電層を透過して来
る光に対する反射率が高い場合には、光導電層内
に於いて多重反射による干渉が起つて、画像の
「ボケ」が生ずる一要因となる。 この影響は、解像度を上げる為に、照射スポツ
トを小さくする程大きくなり、殊に半導体レーザ
を光源とする場合には大きな問題となつている。 或いは又、a−Si材料で光導電層を形成する場
合には、その電気的、光導電的特性の改良を計る
ために、水素原子或いは弗素原子や塩素原子等の
ハロゲン原子、及び電気伝導型の制御のために硼
素原子や燐原子等が或いはその他の特性改良のた
めに含有されるが、これ等の構成原子の含有の仕
方如何によつては、形成した層の電気的或いは光
導電的特性や耐圧性に問題が生ずる場合があつ
た。 即ち、例えば、形成した光導電層中に光照射に
よつて発生したフオトキヤリアの該層中での寿命
が充分でないことや暗部において、支持体側より
の電荷の注入の阻止が充分でないこと、或いは、
転写紙に転写された画像に俗に「白ヌケ」と呼ば
れる、局所的な放電破壊現象によると思われる画
像欠陥や、例えば、クリーニングに、ブレードを
用いるときの摺接によると思われる、俗に「白ス
ジ」と云われている所謂画像欠陥が生じたりして
いた。又、多湿雰囲気中で使用したり、或いは多
湿雰囲気中に長時間放置した直後に使用すると俗
に云う画像のボケが生ずる場合が少なくなかつ
た。 更には、層厚が十数μ以上になると層形成用の
真空堆積室より取り出した後、空気中での放置時
間の経過と共に、支持体表面からの相の浮きや剥
離、或いは層に亀裂が生ずる等の現象を引起し勝
ちになる。この現象は、殊に支持体が通常、電子
写真分野に於いて使用されているドラム状支持体
の場合に多く起る等、経時的安定性の点に於いて
解決される可き点がある。 従つてa−Si材料そのものの特性改良が計られ
る一方で光導電部材を設計する際に、上記した様
な問題の総てが解決される様に工夫される必要が
ある。 本発明は上述の諸点に鑑み成されたもので、a
−Siに就て電子写真用像形成部材や固体撮像装
置、読取装置等に使用される光導電部材としての
適用性とその応用性という観点から総括的に鋭意
研究検討を続けた結果、シリコン原子を母体と
し、水素原子(H)又はハロゲン原子(X)のいずれ
か一方を少なくとも含有するアモルフアス材料、
所謂水素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水素化
アモルフアスシリコン〔以後これらの総称的表記
として「a−Si(X、X)」を使用する〕から構成
され、光導電性を示す非晶質層を有する光導電部
材の層構成を以後に説明される様な特定化の下に
設計されて作成された光導電部材は実用上著しく
優れた特性を示すばかりでなく、従来の光導電部
材と較べてみてもあらゆる点において凌駕してい
ること、殊に電子写真用の光導電部材として著し
く優れた特性を有していること及び長波長側に於
ける吸収スペクトル特性に優れていることを見出
した点に基いている。 本発明は電気的、光学的、光導電的特性が常時
安定していて、殆んど使用環境に制限を受けない
全環境型であり、長波長側の光感度特性に優れる
と共に耐光疲労に著しく長け、繰返し使用に際し
ても劣化現象を起さず、残留電位が全く又は殆ん
ど観測されない電子写真用光導電部材を提供する
ことを主たる目的とする。 本発明の別の目的は、全可視光域に於いて光感
度が高く、殊に半導体レーザとのマツチングに優
れ、且つ光応答の速い電子写真用光導電部材を提
供することである。 本発明の他の目的は、支持体上に設けられる層
と支持体との間や積層される層の各層間に於ける
密着性に優れ、構造配列的に緻密で安定的であ
り、層品質の高い光導電部材を提供することであ
る。 本発明の他の目的は、電子写真用の像形成部材
として適用させた場合、通常の電子写真法が極め
て有効に適用され得る程度に、静電像形成の為の
帯電処理の際の電荷保持能が充分あり、且つ多湿
雰囲気中でもその特性の低下が殆んど観測されな
い優れた電子写真特性を有する光導電部材を提供
することである。 本発明の更に他の目的は、濃度が高く、ハーフ
トーンが鮮明に出て且つ解像度の高い、高品質画
像を得る事が容易に出来る電子写真用の光導電部
材を提供することである。 本発明の更にもう1つの目的は、高光感度性、
高SN比特性及び支持体との間に良好な電気的接
触性を有する電子写真用光導電部材を提供するこ
とでもある。 本発明の電子写真用光導電部材は、電子写真用
光導電部材用の支持体と、該支持体上に、シリコ
ン原子と含有量1〜9.5×105原子ppmのゲルマニ
ウム原子とを含む非晶質材料で構成された、層厚
30Å〜50μの第1の層領域とシリコン原子を含む
(ゲルマニウム原子を含まない)非晶質材料で構
成された層厚0.5〜90μの第2の層領域とが前記支
持体側より順に設けられた層構成の層厚1〜
100μの光導電性を示す第一の非晶質層と、シリ
コン原子と含有量1×10-3〜90原子%の炭素原子
とを含む非晶質材料で構成された層厚0.003〜3μ
の第二の非晶質層とからなり、前記第1の層領域
中に於けるゲルマニウム原子の分布状態が前記支
持体側において分布濃度の高い部分を有し、前記
第1の層領域と前記第2の層領域との界面側にお
いては分布濃度が支持体側に較べて可成り低くさ
れた部分を示し、層厚方向に不均一であり、シリ
コン原子に対してゲルマニウム原子の分布濃度の
最大値が1000原子ppm以上であつて、前記第1の
層領域に含有量0.01〜5×105原子%の伝導性を
支配する物質が含有され、且つ前記第一の非晶質
層には含有量0.001〜50原子%の酸素原子が含有
されている事を特徴とする。 上記した様な層構成を取る様にして設計された
本発明の電子写真用光導電部材は、前記した諸問
題の総てを解決し得、極めて優れた電気的、光学
的、光導電的特性、耐圧性及び使用環境特性を示
す。 殊に、電子写真用像形成部材として適用させた
場合には、画像形成への残留電位の影響が全くな
く、その電気的特性が安定しており高感度で、高
SN比を有するものであつて、耐光疲労、繰返し
使用特性に長け、濃度が高く、ハーフトーンが鮮
明に出て、且つ解像度の高い、高品質の画像を安
定して繰返し得ることができる。 又、本発明の光導電部材は支持体上に形成され
る非晶質層が、層自体が強靭であつて、且つ支持
体との密着性に著しく優れており、高速で長時間
連続的に繰返し使用することができる。 更に、本発明の電子写真用光導電部材は、全可
視光域に於いて光感度が高く、殊に半導体レーザ
とのマツチングに優れ、且つ光応答が速い。 以下、図面に従つて、本発明の電子写真用光導
電部材に就て詳細に説明する。 第1図は、本発明の第1の実施態様例の光導電
部材の層構成を説明するために模式的に示した模
式的構成図である。 第1図に示す光導電部材100は、光導電部材
用としての支持体101の上に、第一の非晶質層
()102と第二の非晶質層()105とを
有し、該第二の非晶質層()105は自由表面
106を一方の端面に有している。 第一の非晶質層()102は支持体101側
よりゲルマニウム原子を含有するa−Si(H、X)
(以後「a−SiGe(H、X)」と略記する)で構成
された第1の層領域(G)103とa−Si(H、X)
で構成され、光導電性を有する第2の層領域
(S)104とが順に積層された層構造を有する。 第1の層領域(G)103中に含有されるゲルマニ
ウム原子は、該第1の層領域(G)103の層厚方向
には連続的であつて且つ前記支持体101の設け
られてある側とは反対の側(第二の非晶質層
()105側)の方に対して前記支持体101
側の方に多く分布した状態となる様に前記第1の
層領域(G)103中に含有される。 本発明の光導電部材100に於いては、少なく
とも第1の層領域(G)103に伝導特性を支配する
物質(C)が含有されており、第1の層領域(G)103
に所望の伝導特性が与えられている。 本発明に於いては、第1の層領域(G)103に含
有される伝導特性を支配する物質(C)は、第1の層
領域(G)103の全層領域に万偏なく均一に含有さ
れても良く、第1の層領域(G)103の一部の層領
域に偏在する様に含有されても良い。 本発明に於いて伝導特性を支配する物質(C)を第
1の層領域(G)の一部の層領域に偏在する様に第1
の層領域(G)中に含有させる場合には、前記物質(C)
の含有される層領域(PN)は、第1の層領域(G)
の端部層領域として設けられるのが望ましいもの
である。殊に、第1の層領域(G)の支持体側の端部
層両領域として前記層領域(PN)が設けられる
場合には、該層領域(PN)中に含有される前記
物質(C)の種類及びその含有量を所望に応じて適宜
選択することによつて支持体から第一の非晶質層
()中への特定の極性の電荷の注入を効果的に
阻止することが出来る。 本発明の光導電部材に於いては、伝導特性を制
御することの出来る物質(C)を、第一の非晶質層
()の一部を構成する第1の層領域(G)中に、前
記した様に該層領域(G)の全域に万偏なく、或いは
層厚方向に偏在する様に含有させるものである
が、更には、第1の層領域(G)上に設けられる第2
の層領域(S)中にも前記物質(C)を含有させても
良いものである。 第2の層領域(S)中に前記物質(C)を含有させ
る場合には、第1の層領域(G)中に含有される前記
物質(C)の種類やその含有量及びその含有の仕方に
応じて、第2の層領域(S)中に含有させる物質
(C)の種類やその含有量、及びその含有の仕方が適
宜決められる。 本発明に於いては、第2の層領域(S)中に前
記物質(C)を含有させる場合、好ましくは、少なく
とも第1の層領域(G)との接触界面を含む層領域中
に前記物質を含有させるのが望ましいものであ
る。 本発明に於いては、前記物質(C)は第2の層領域
(S)の全層領域に万偏なく含有させても良いし、
或いは、その一部の層領域に均一に含有させても
良いものである。 第1の層領域(G)と第2の層領域(S)の両方に
伝導特性を支配する物質(C)を含有させる場合、第
1の層領域(G)に於ける前記物質(C)が含有されてい
る層領域と、第2の層領域(S)に於ける前記物
質(C)が含有されている層領域とが、互いに接触す
る様に設けるのが望ましい。又、第1の層領域(G)
と第2の層領域(S)とに含有される前記物質(C)
は、第1の層領域(G)と第2の層領域(S)とに於
いて同種類でも異種類であつても良く、又、その
含有量は各層領域に於いて、同じでも異つていて
も良い。 而乍ら、本発明に於いては、各層領域に含有さ
れる前記物質(C)が両者に於いて同種類である場合
には、第1の層領域(G)中の含有量を充分多くする
か、又は、電気的特性の異なる種類の物質(C)を、
所望の各層領域に夫々含有させるのが好ましいも
のである。 本発明に於いては、少なくとも第一の非晶質層
()を構成する第1の層領域(G)中に、伝導特性
を支配する物質(C)を含有させることにより、該物
質(C)の含有される層領域〔第1の層領域(G)の一部
又は全部の層領域のいずれでも良い〕の伝導特性
を所望に従つて任意に制御することが出来るもの
であるが、この様な物質としては、所謂、半導体
分野で云われる不純物を挙げることが出来、本発
明に於いては、形成される第一の非晶質層()
を構成するa−SiGe(H、X)やa−Si(H、X)
に対して、P型伝導特性を与えるP型不純物及び
n型伝導特性を与えるn型不純物を挙げることが
出来る。 具体的には、P型不純物としては周期律表第
族に属する原子(第族原子)、例えば、B(硼
素)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)、In(イ
ンジウム)、Tl(タリウム)等があり、殊に好適
に用いられるのは、B、Gaである。n型不純物
としては、周期律表第族に属する原子(第族
原子)、例えば、P(燐)、As(砒素)、Sb(アンチ
モン)、Bi(ビスマス)等であり、殊に、好適に
用いられるのは、P、Asである。 本発明に於いて、伝導特性を制御する物質(C)が
含有される層領域(PN)に於けるその含有量
は、該層領域(PN)に要求される伝導特性、或
いは該層領域(PN)が支持体に直に接触して設
けられる場合には、その支持体との接触界面に於
ける特性との関係等、有機的関連性に於いて、適
宜選択することが出来る。 又、前記層領域(PN)に直に接触して設けら
れる他の層領域や、該他の層領域との接触界面に
於ける特性との関係も考慮されて、伝導特性を制
御する物質の含有量が適宜選択される。 本発明に於いて、層領域(PN)中に含有され
る伝導特性を制御する物質(C)の含有量としては、
通常の場合、0.01〜5×104atomic ppm、好適に
は、0.5〜1×104atomic ppm、最適には、1〜
5×103atomic ppmとされるのが望ましいもの
である。 本発明に於いて、伝導特性を支配する物質(C)が
含有される層領域(PN)に於ける該物質(C)の含
有量を通常は30atomic ppm以上、好適には
50atomic ppm以上、最適には、100atomic ppm
以上とすることによつて、例えば該含有する物質
(C)が前記のP型不純物の場合には、第二の非晶質
層()の自由表面が極性に帯電処理を受けた
際に支持体側からの第一の非晶質層()中への
電子の注入を効果的に阻止することが出来、又、
前記含有させる物質(C)が前記のn型不純物の場合
には、第二の非晶質層()の自由表面が極性
に帯電処理を受けた際に、支持体側から第一の非
晶質層()中への正孔の注入を効果的に阻止す
ることが出来る。 上記の様な場合には、前述した様に、前記層領
域(PN)を除いた部分の層領域(Z)には、層
領域(PN)に含有される伝導特性を支配する物
質(C)の伝導型の極性とは別の伝導型の極性の伝導
特性を支配する物質(C)を含有させても良いし、或
いは同極性の伝導型を有する伝導特性を支配する
物質(C)を、層領域(PN)に含有させる実際の量
よりも一段と少ない量にして含有させても良いも
のである。 この様な場合、前記層領域(Z)中に含有され
る前記伝導特性を支配する物質(C)の含有量として
は、層領域(PN)に含有される前記物質(C)の極
性や含有量に応じて所望に従つて適宜決定される
ものであるが、通常の場合0.001〜1000atomic
ppm、好適には0.05〜500atomic ppm、最適には
0.1〜200atomic ppmとされるのが望ましいもの
である。 本発明に於いて、層領域(PN)及び層領域
(Z)に同種の伝導性を支配する物質(C)を含有さ
せる場合には、層領域(Z)に於ける含有量とし
ては、好ましくは、30atomic ppm以下とするの
が望ましいものである。 本発明に於いては、第一の非晶質層()中に
一方の極性の伝導型を有する伝導性を支配する物
質を含有させた層領域と他方の極性の伝導性を有
する伝導性を支配する物質を含有させた層領域と
を直に接触する様に設けて、該接触領域に所謂空
乏層を設けることも出来る。詰り、例えば第一の
非晶質層()中に前記のP型不純物を含有する
層領域と前記のn型不純物を含有する層領域とを
直に接触する様に設けて所謂P−n接合を形成し
て、空乏層を設けることが出来る。 本発明の光導電部材においては、第1の層領域
(G)中に含有されるゲルマニウム原子の分布状態
は、層厚方向においては、前記の様な分布状態を
取り、支持体の表面と平行な面内方向には均一な
分布状態とされるのが望ましいものである。 本発明に於いては、第1の層領域(G)上に設けら
れる第2の層領域(S)中には、ゲルマニウム原
子は含有されておらず、この様な層構造に第一の
非晶質層()を形成することによつて、可視光
領域を含む、比較的短波長から比較的長波長迄の
全領域の波長の光に対して光感度が優れている光
導電部材とし得るものである。又、第1の層領域
(G)中に於けるゲルマニウム原子の分布状態は、全
層領域にゲルマニウム原子が連続的に分布し、ゲ
ルマニウム原子の層厚方向の分布濃度Cが支持体
側より第2の層領域(S)に向つて減少する変化
が与えられているので、第1の層領域(G)と第2の
層領域(S)との間に於ける親和性に優れ、且つ
後述する様に支持体側端部に於いてゲルマニウム
原子の分布濃度Cを極端に大きくすることによ
り、半導体レーザ等を使用した場合の、第2の層
領域(S)では殆んど吸収し切れない長波長側の
光を第1の層領域(G)に於いて、実質的に完全に吸
収することが出来、支持体面からの反射による干
渉を防止することが出来る。又、本発明の光導電
部材に於いては、第1の層領域(G)と第2の層領域
(S)とを構成する非晶質材料の夫々がシリコン
原子という共通の構成要素を有しているので、積
層界面に於いて化学的な安定性の確保が充分成さ
れている。 第2図乃至第10図には、本発明における光導
電部材の第1の層領域(G)中に含有されるゲルマニ
ウム原子の層厚方向の分布状態の典型的例が示さ
れる。 第2図乃至第10図において、横軸はゲルマニ
ウム原子の分布濃度Cを、縦軸は、第1の層領域
(G)の層厚を示し、tBは支持体側の第1の層領域(G)
の端面の位置を、tTは支持体側とは反対側の第1
の層領域(G)の端面の位置を示す。即ち、ゲルマニ
ウム原子の含有される第1の層領域(G)はtB側より
tT側に向つて層形成がなされる。 第2図には、第1の層領域(G)中に含有されるゲ
ルマニウム原子の層厚方向の分布状態の第1の典
型例が示される。 第2図に示される例では、ゲルマニウム原子の
含有される第1の層領域(G)が形成される表面と該
第1の層領域(G)の表面とが接する界面位置tBより
t1の位置までは、ゲルマニウム原子の分布濃度C
がC1なる一定の値を取り乍らゲルマニウム原子
が形成される第1の層領域(G)に含有され、位置t1
よりは濃度C2より界面位置tTに至るまで徐々に連
続的に減少されている界面位置tTにおいてはゲル
マニウム原子の分布濃度CはC3とされる。 第3図に示される例においては、含有されるゲ
ルマニウム原子の分布濃度Cは位置tBより位置tT
に至るまで濃度C4から徐々に連続的に減少して
位置tTにおいて濃度C5となる様な分布状態を形成
している。 第4図の場合には、位置tBより位置t2まではゲ
ルマニウム原子の分布濃度Cは濃度C6と一定値
とされ、位置t2と位置tTとの間において、徐徐に
連続的に減少され、位置tTにおいて、分布濃度C
は実質的に零とされている(ここで実質的に零と
は検出限界量未満の場合である)。 第5図の場合には、ゲルマニウム原子の分布濃
度Cは位置tBより位置tTに至るまで、濃度C8より
連続的に徐々に減少され、位置tTにおいて実質的
に零とされている。 第6図に示す例においては、ゲルマニウム原子
の分布濃度Cは、位置tBと位置t3間においては、
濃度C9と一定値であり、位置tTにおいては濃度
C10される。位置t3と位置tTとの間では、分布濃度
Cは一次関数的に位置t3より位置tTに至るまで減
少されている。 第7図に示される例においては、分布濃度Cは
位置tBより位置t4までは濃度C11の一定値を取り、
位置t4より位置tTまでは濃度C12より濃度C13まで
一次関数的に減少する分布状態とされている。 第8図に示す例においては、位置tBより位置tT
に至るまで、ゲルマニウム原子の分布濃度Cの濃
度C14より実質的に零に至る様に一次関数的に減
少している。 第9図においては、位置tBより位置t5に至るま
ではゲルマニウム原子の分布濃度Cは、濃度C15
より濃度C16まで一次関数的に減少され、位置t5
と位置tTとの間においては、濃度C16の一定値と
された例が示されている。 第10図に示される例においては、ゲルマニウ
ム原子の分布濃度Cは位置tBにおいて濃度C17
あり、位置t6に至るまではこの濃度C17より初め
はゆつくりと減少され、t6の位置付近において
は、急激に減少されて位置t6では濃度C18とされ
る。 位置t6と位置t7との間においては、初め急激に
減少されて、その後は、緩かに徐々に減少されて
位置t7で濃度C19となり、位置t7と位置t8との間で
は、極めてゆつくりと徐々に減少されて位置t8
おいて、濃度C20に至る。位置t8と位置tTの間にお
いては、濃度C20より実質的に零になる様に図に
示す如き形状の曲線に従つて減少されている。 以上、第2図乃至第10図により、第1の層領
域(G)中に含有されるゲルマニウム原子の層厚方向
の分布状態の典型例の幾つかを説明した様に、本
発明においては、支持体側において、ゲルマニウ
ム原子の分布濃度Cの高い部分を有し、界面tT
においては、前記分布濃度Cは支持体側に較べて
可成り低くされた部分を有するゲルマニウム原子
の分布状態が第1の層領域(G)に設けられている。 本発明に於ける光導電部材を構成する非晶質層
の一部を構成する第1の層領域(G)は、好ましくは
上記した様に支持体側の方にゲルマニウム原子が
比較的高濃度で含有されている局在領域(A)を有す
るのが望ましい。 本発明に於いては局在領域(A)は、第2図乃至第
10図に示す記号を用いて説明すれば、界面位置
tBより5μ以内に設けられるのが望ましいものであ
る。 本発明においては、上記局在領域(A)は、界面位
置tBより5μ厚までの全層領域(LT)とされる場合
もあるし、又、層領域(LT)の一部とされる場
合もある。 局在領域(A)を層領域(LT)の一部とするか又
は全部とするかは、形成される第一の非晶質層
()に要求される特性に従つて適宜決められる。 局在領域(A)はその中に含有されるゲルマニウム
原子の層厚方向の分布状態としてゲルマニウム原
子の分布濃度の最大値Cmaxがシリコン原子に対
して、通常は1000atomic ppm以上、好適には
5000atomic ppm以上、最適には1×104atomic
ppm以上とされる様な分布状態となり得る様に層
形成されるのが望ましい。 即ち、本発明においては、ゲルマニウム原子の
含有される第1の層領域(G)は、支持体側からの層
厚で5μ以内(tBから5μ厚の層領域)に分布濃度の
最大値Cmaxが存在する様に形成されるのが好ま
しいものである。 本発明において、第1の層領域(G)中に含有され
るゲルマニウム原子の含有量としては、本発明の
目的が効果的に達成される様に所望に従つて適宜
決められるが、通常は1〜9.5×105atomic ppm、
好ましくは100〜8×105atomic ppm、最適に
は、500〜7×105atomic ppmとされるのが望ま
しいものである。 本発明に於いて第1の層領域(G)と第2の層領域
(S)との層厚は、本発明の目的を効果的に達成
させる為の重要な因子の1つであるので形成され
る光導電部材に所望の特性が充分与えられる様
に、光導電部材の設計の際に充分なる注意が払わ
れる必要がある。 本発明に於いて、第1の層領域(G)の層厚TBは、
通常の場合、30Å〜50μ、好ましくは、40Å〜
40μ、最適には、50Å〜30μとされるのが望まし
い。 又、第2の層領域(S)の層厚Tは、通常の場
合、0.5〜90μ、好ましくは1〜80μ、最適には2
〜50μとされるのが望ましい。 第1の層領域(G)の層厚TBと第2の層領域(S)
の層厚Tの和(TB+T)としては、両層領域に
要求される特性と第一の非晶質層()全体に要
求される特性との相互間の有機的関連性に基い
て、光導電部材の層設計の際に所望に従つて、適
宜決定される。 本発明の光導電部材に於いては、上記の(TB
+T)の数値範囲としては通常の場合1〜100μ、
好適には1〜80μ、最適には2〜50μとされるの
が望ましい。 本発明のより好ましい実施態様例に於いては、
上記の層厚TB及び層厚Tとしては、通常はTB
T≦1なる関係を満足する際に、夫々に対して適
宜適切な数値が選択されるのが望ましい。 上記の場合に於ける層厚TB及び層厚Tの数値
の選択に於いて、より好ましくはTB/T≦0.9、
最適にはTB/T≦0.8なる関係が満足される様に
層厚TB及び層厚Tの値が決定されるのが望まし
いものである。 本発明に於いて、第1の層領域(G)中に含有され
るゲルマニウム原子の含有量が1×105atomic
ppm以上の場合には、第1の層領域(G)の層厚TB
としては、成可く薄くされるのが望ましく、好ま
しくは30μ以下、より好ましくは25μ以下、最適
には20μ以下とされるのが望ましいものである。 本発明において、必要に応じて、第一の非晶質
層()を構成する第1の層領域(G)及び第2の層
領域(S)中に含有されるハロゲン原子(X)と
しては、具体的にはフツ素、塩素、臭素、ヨウ素
が挙げられ、殊にフツ素、塩素を好適なものとし
て挙げることが出来る。 本発明において、a−SiGe(H、X)で構成さ
れる第1の層領域(G)を形成するには、例えばグロ
ー放電法、スパツタリング法、或いはイオンプレ
ーテイング法等の放電現象を利用する真空堆積法
によつて成される。例えば、グロー放電法によつ
て、a−SiGe(H、X)で構成される第1の層領
域(G)を形成するには、基本的にはシリコン原子
(Si)を供給し得るSi供給用の原料ガスとゲルマ
ニウム原子(Ge)を供給し得るGe供給用の原料
ガスと、必要に応じて水素原子(H)導入用の原料ガ
ス又は/及びハロゲン原子(X)導入用の原料ガ
スを、内部が減圧にし得る堆積室内に所望のガス
圧状態で導入して、該堆積室内にグロー放電を生
起させ、予め所定位置に設置されてある所定の支
持体表面上に含有されるゲルマニウム原子の分布
濃度を所望の変化率曲線に従つて制御し乍らa−
SiGe(H、X)からなる層を形成させれば良い。
又、スパツタリング法で形成する場合には、例え
ばAr、He等の不活性ガス又はこれ等のガスをベ
ースとした混合ガスの雰囲気中でSiで構成された
ターゲツト、或いは、該ターゲツトGeで構成さ
れたターゲツトの二枚を使用して、又はSiとGe
の混合されたターゲツトを使用して、必要に応じ
て、He、Ar等の稀釈ガスで稀釈されたGe供給用
の原料ガスを、必要に応じて、水素原子(H)又は/
及びハロゲン原子(X)導入用のガスをスパツタ
リング用の堆積室に導入し、所望のガスのプラズ
マ雰囲気を形成すると共に、前記Ge供給用の原
料ガスのガス流量を所望の変化率曲線に従つて制
御し乍ら、前記のターゲツトをスパツタリングし
てやれば良い。 イオンプレーテイング法の場合には、例えば多
晶質シリコン又は単結晶シリコンと多晶質ゲルマ
ニウム又は単結晶ゲルマニウムとを、夫々蒸発源
として蒸着ボートに収容し、この蒸発源を抵抗加
熱法、或いは、エレクトロンビーム法(EB法)
等によつて加熱蒸発させ、飛翔蒸発物を所望のガ
スプラズマ雰囲気中を通過させる以外は、スパツ
タリング法の場合と同様にする事で行うことが出
来る。 本発明において使用されるSi供給用の原料ガス
と成り得る物質としては、SiH4、Si2H6、Si3H8
Si4H10等のガス状態の又はガス化し得る水素化硅
素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙
げられ、殊に、層形成作業時の取扱い易さ、Si供
給効率の良さ等の点でSiH4、Si2H6が好ましいも
のとして挙げられる。 Ge供給用の原料ガスとなり得る物質としては、
GeH4、Ge2H6、Ge3H8、Ge4H10、Ge5H12
Ge6H14、Ge7H16、Ge8H18、Ge9H20等のガス状
態の又はガス化し得る水素化ゲルマニウムが有効
に使用されるものとして挙げられ、殊に、層形成
作業時の取扱い易さ、Ge供給効率の良さ等の点
でGeH4、Ge2H6、Ge3H8が好ましいものとして
挙げられる。 本発明において使用されるハロゲン原子導入用
の原料ガスとして有効なのは、多くのハロゲン化
合物が挙げられ、例えばハロゲンガス、ハロゲン
化物、ハロゲン間化合物、ハロゲンで置換された
シラン誘導体等のガス状態の又はガス化し得るハ
ロゲン化合物が好ましく挙げられる。 又、更には、シリコン原子とハロゲン原子とを
構成要素とするガス状態の又はガス化し得る、ハ
ロゲン原子を含む水素化硅素化合物も有効なもの
として本発明においては挙げることが出来る。 本発明において好適に使用し得るハロゲン化合
物としては、具体的には、フツ素、塩素、臭素、
ヨウ素のハロゲンガス、BrF、ClF、ClF3
BrF5、BrF3、IF3、IF7、ICl、IBr等のハロゲ間
化合物を挙げることが出来る。 ハロゲン原子を含む硅素化合物、所謂、ハロゲ
ン原子で置換されたシラン誘導体としては、具体
的には例えばSiF4、Si2F6、SiCl4、SiBr4、等の
ハロゲン化硅素が好ましいものとして挙げること
が出来る。 この様なハロゲン原子を含む硅素化合物を採用
してグロー放電法によつて本発明の特徴的な光導
電部材を形成する場合には、Ge供給用の原料ガ
スと共にSiを供給し得る原料ガスとしての水素化
硅素ガスを使用しなくとも、所望の支持体上にハ
ロゲン原子を含むa−SiGeから成る第1の層領
域(G)を形成する事が出来る。 グロー放電法に従つて、ハロゲン原子を含む第
1の層領域(G)を作成する場合、基本的には、例え
ばSi供給用の原料ガスとなるハロゲン化硅素と
Ge供給用の原料ガスとなる水素化ゲルマニウム
とAr、H2、He等のガス等を所定の混合比とガス
流量になる様にして第1の層領域(G)を形成する堆
積室に導入し、グロー放電を生起してこれ等のガ
スのプラズマ雰囲気を形成することによつて、所
望の支持体上に第1の層領域(G)を形成し得るもの
であるが、水素原子の導入割合の制御を一層容易
になる様に計る為にこれ等のガスに更に水素ガス
又は水素原子を含む硅素化合物のガスも所望量混
合して層形成しても良い。 又、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で
複数種混合して使用しても差支えないものであ
る。 スパツタリング法、イオンプレーテイング法の
何れの場合にも形成される層中にハロゲン原子を
導入するには、前記ハロゲン化合物又は前記のハ
ロゲン原子を含む硅素化合物のガスを堆積室中に
導入して該ガスのプラズマ雰囲気を形成してやれ
ば良いものである。 又、水素原子を導入する場合には、水素原子導
入用の原料ガス、例えば、H2、或いは前記した
シラン類又は/及び水素化ゲルマニウム等のガス
類をスパツタリング用の堆積室中に導入して該ガ
ス類のプラズマ雰囲気を形成してやれば良い。 本発明においては、ハロゲン原子導入用の原料
ガスとして上記されたハロゲン化合物或いはハロ
ゲンを含む硅素化合物が有効なものとして使用さ
れるものであるが、その他に、HF、HCl、
HBr、HI等のハロゲン化水素、SiH2F2
SiH2I2、SiH2Cl2、SiHCl3、SiH2Br2、SiHBr3
のハロゲン置換水素化硅素、及びGeHF3
GeH2F2、GeH3F、GeHCl3、GeH2Cl2
GeH3Cl、GeHBr3、GeH2Br2、GeH3Br、
GeHI3、GeH2I2、GeH3I等の水素化ハロゲン化
ゲルマニウム、等の水素原子を構成要素の1つと
するハロゲン化物、GeF4、GeCl4、GeBr4
GeI4、GeF2、GeCl2、GeBr2、GeI2等のハロゲン
化ゲルマニウム、等のガス状態の或いはガス化し
得る物質も有効な第1の層領域(G)形成用の出発物
質として挙げる事が出来る。 これ等の物質の中水素原子を含むハロゲン化物
は、第1の層領域(G)形成の際に層中にハロゲン原
子の導入と同時に電気的或いは光電的特性の制御
に極めて有効な水素原子も導入されるので、本発
明においては好適なハロゲン導入用の原料として
使用される。 水素原子を第1の層領域(G)中に構造的に導入す
るには、上記の他にH2、或いはSiH4、Si2H6
Si3H8、Si4H10等の水素化硅素をGeを供給する為
のゲルマニウム又はゲルマニウム化合物と、或い
はGeH4、Ge2H6、Ge3H8、Ge4H10、Ge5H12
Ge6H14、Ge7H16、Ge8H18、Ge9H20等の水素化
ゲルマニウムとSiを供給する為のシリコン又はシ
リコン化合物と、を堆積室中に共存させて放電を
生起させる事でも行う事が出来る。 本発明の好ましい例において、形成される光導
電部材の第1の層領域(G)に含有される水素原子(H)
の量又はハロゲン原子(X)の量又は水素原子と
ハロゲン原子の量の和(H+X)は通常の場合
0.01〜40atomic%、好適には0.05〜30atomic%、
最適には0.1〜25atomic%、とされるのが望まし
い。 第1の層領域(G)中に含有される水素原子(H)又
は/及びハロゲン原子(X)の量を制御するに
は、例えば支持体温度又は/及び水素原子(H)、或
いはハロゲン原子(X)を含有させる為に使用さ
れる出発物質の堆積装置系内へ導入する量、放
電々力等を制御してやれば良い。 本発明に於いて、a−Si(H、X)で構成され
る第2の層領域(S)を形成するには前記した第
1の層領域(G)形成用の出発物質()の中より、
G供給用の原料ガスとなる出発物質を除いた出発
物質〔第2の層領域(S)形成用の出発物質
()〕を使用して、第1の層領域(G)を形成する場
合と同様の方法と条件に従つて行うことが出来
る。 即ち、本発明において、a−Si(H、X)で構
成される第2の層領域(S)を形成するには例え
ばグロー放電法、スパツタリング法、或いはイオ
ンプレーテイング法等の放電現象を利用する真空
堆積法によつて成される。例えば、グロー放電法
によつて、a−SiGe(H、X)で構成される第2
の層領域(S)を形成するには、基本的には前記
したシリコン原子(Si)を供給し得るSi供給用の
原料ガスと共に、必要に応じて水素原子(H)導入用
の又は/及びハロゲン原子(X)導入用の原料ガ
スを、内部が減圧にし得る堆積室内に導入して、
該堆積室内にグロー放電を生起させ、予め所定位
置に位置されてある所定の支持体表面上にa−Si
(H、X)からなる層を形成させれば良い。又、
スパツタリング法で形成する場合には、例えば
Ar、He等の不活性ガス又はこれ等のガスをベー
スとした混合ガスの雰囲気中でSiで構成されたタ
ーゲツトをスパツタリングする際、水素原子(H)又
は/及びハロゲン原子(X)導入用のガスをスパ
ツタリング用の堆積室に導入しておけば良い。 本発明に於いて、形成される第一の非晶質層
()を構成する第2の層領域(S)中に含有さ
れる水素原子(H)の量又はハロゲン原子(X)の量
又は水素原子とハロゲン原子の量の和(H+X)
は、通常の場合、1〜40atomic%、好適には5
〜30atomic%、最適には5〜25atomic%とされ
るのが望ましい。 第一の非晶質層()を構成する層領域中に、
伝導特性を支配する物質(C)、例えば、第族原子
或いは第族原子を構造的に導入して前記物質(C)
の含有された層領域(PN)を形成するには、層
形成の際に、第族原子導入用の出発物質或いは
第族原子導入用の出発物質をガス状態で堆積室
中に、非晶質層を形成する為の他の出発物質と共
に導入してやれば良い。この様な第族原子導入
用の出発物質と成り得るものとしては、常温常圧
でガス状の又は、少なくとも層形成条件下で容易
にガス化し得るものが採用されるのが望ましい。
その様な第族原子導入用の出発物質として具体
的には硼素原子導入用としては、B2H6、B4H10
B5H9、B5H11、B6H10、B6H12、B6H14等の水素
化硼素、BF3、BCl3、BBr3等のハロゲン化硼素
等が挙げられる。この他、AlCl3、CaCl3、Ca
(CH33、InCl3、TlCl3等も挙げることが出来る。 第族原子導入用の出発物質として、本発明に
おいて有効に使用されるのは、燐原子導入用とし
ては、PH3、P2H4等の水素化燐、PH4I、PF3
PF5、PCl3、PCl5、PBr3、PIr5、PI3等のハロゲ
ン化燐が挙げられる。この他、AsH3、AsF3
AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5
SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3、BiBr3等も第族
原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げる
ことが出来る。 本発明の光導電部材に於いては、高光感度化と
高暗抵抗化、更には、支持体と第一の非晶質層
()との間の密着性の改良を計る目的の為に、
第一の非晶質層()中には、酸素原子が含有さ
れる。第一の非晶質層()中に含有される酸素
原子は、第一の非晶質層()の全層領域に万偏
なく含有されても良いし、或いは、第一の非晶質
層()の一部の層領域のみに含有させて偏在さ
せても良い。 又、酸素原子の分布状態は分布濃度C(O)が
第一の非晶質層()の層厚方向に於いては、均
一であつても、第2図乃至第10図を用いて説明
したゲルマニウム原子の分布状態と同様に分布濃
度C(O)が層厚方向に不均一であつても良い。
詰り、酸素原子の分布濃度C(O)が層厚方向に
不均一である場合の酸素原子の分布状態は、第2
図乃至第10図を用いてゲルマニウム原子の場合
と同様に説明され得る。 本発明に於いて、第一の非晶質層()に設け
られる酸素原子の含有されている層領域(O)
は、光感度と暗抵抗の向上を主たる目的とする場
合には、第一の非晶質層()の全層領域を占め
る様に設けられ、支持体と第一の非晶質層()
との間の密着性の強化を計るのを主たる目的とす
る場合には、第一の非晶質層()の支持体側端
部層領域を占める様に設けられる。 前者の場合、層領域(O)中に含有される酸素
原子の含有量は、高光感度を維持する為に比較的
少なくされ、後者の場合には、支持体との密着性
の強化を確実に計る為に比較的多くされるのが望
ましい。 又、前者と後者の両方を同時に達成する目的の
為には、支持体側に於いて比較的高濃度に分布さ
せ、第一の非晶質層()の自由表面側に於いて
比較的低濃度に分布させるか、或いは、第一の非
晶質層()の自由表面側の表面領域には、酸素
原子を積極的には含有させない様な酸素原子の分
布状態を層領域(O)中に形成させれば良い。 本発明に於いて、第一の非晶質層()に設け
られる層領域(O)に含有される酸素原子の含有
量は、層領域(O)自体に要求される特性、或い
は該層領域(O)が支持体に直に接触して設けら
れる場合には、該支持体との接触界面に於ける特
性との関係等、有機的関連性に於いて、適宜選択
することが出来る。 又、前記層領域(O)に直に接触して他の層領
域が設けられる場合には、該他の層領域の特性
や、該他の層領域との接触界面に於ける特性との
関係も考慮されて、酸素原子の含有量が適宜選択
される。 層領域(O)中に含有される酸素原子の量は、
形成される光導電部材に要求される特性に応じて
所望に従つて適宜決められるが、通常の場合、
0.001〜50atomic%、好ましくは、0.002〜
40atomic%、最適には0.003〜30atomic%とされ
るのが望ましいものである。 本発明に於いて、層領域(O)が第一の非晶質
層()の全域を占めるか、或いは、第一の非晶
質層()の全域を占めなくとも、層領域(O)
の層厚Toの第一の非晶質層()の層厚Tに占
める割合が充分多い場合には、層領域(O)に含
有される酸素原子の含有量の上限は、前記の値よ
り充分少なくされるのが好ましい。 本発明の場合には、層領域(O)の層厚Toが
第一の非晶質層()の層厚Tに対して占める割
合が5分の2以上となる様な場合には、層領域
(O)中に含有される酸素原子の量の上限として
は、通常は、30atomic%以下、好ましくは
20atomic%以下、最適には10atomic%以下とさ
れるのが望ましいものである。 本発明において、第一の非晶質層()を構成
する酸素原子を含有される層領域(O)は、上記
した様に支持体側の方に酸素原子が比較的高濃度
で含有されている局在領域(B)を有するものとして
設けられるのが望ましく、この場合には、支持体
と第一の非晶質層()との間の密着性をより一
層向上させることが出来る。 上記局在領域(B)は、第2図乃至第10図に示す
記号を用いて説明すれば、界面位置tBより5μ以内
に設けられるのが好ましい。 本発明においては、上記局在領域(B)は、界面位
置tBよりも5μ厚までの全層領域(LT)とされる場
合もあるし、又、層領域(LT)の一部とされる
場合もある。 局在領域を層領域(LT)の一部とするか又は
全部とするかは、形成される第一の非晶質層
()に要求される特性に従つて適宜定められる。 局在領域(B)はその中に含有される酸素原子の層
厚方向の分布状態として酸素原子の分布濃度の最
大値Cmaxが通常は500atomic ppm以上、好適に
は800atomic ppm以上、最適には1000atomic
ppm以上とされる様な分布状態となり得る様に層
形成されるのが望ましい。 即ち、本発明においては、酸素原子の含有され
る層領域(O)は、支持体側からの層厚で5μ以
内(tBから5μ厚の層領域)に分布濃度の最大値
Cmaxが存在する様に形成されるのが望ましい。 本発明に於いて、第一の非晶質層()に酸素
原子の含有された層領域(O)を設けるには、第
一の非晶質層()の形成の際に酸素原子導入用
の出発物質を前記した非晶質層形成用の出発物質
と共に使用して、形成される層中にその量を制御
し乍ら含有してやれば良い。 層領域(O)を形成するのにグロー放電法を用
いる場合には、前記した第一の非晶質層()形
成用の出発物質の中から所望に従つて選択された
ものに酸素原子導入用の出発物質が加えられる。
その様な酸素原子導入用の出発物質としては、少
なくとも酸素原子を構成原子とするガス状の物質
又はガス化し得る物質をガス化したものの中の大
概のものが使用され得る。 例えばシリコン原子(Si)を構成原子とする原
料ガスと、酸素原子(O)を構成原子とする原料
ガスと、必要に応じて水素原子(H)又は及びハロゲ
ン原子(X)を構成原子とする原料ガスとを所望
の混合比で混合して使用するか、又は、シリコン
原子(Si)を構成原子とする原料ガスと、酸素原
子(O)及び水素原子(H)を構成原子とする原料ガ
スとを、これも又所望の混合比で混合するか、或
いは、シリコン原子(Si)を構成原子とする原料
ガスと、シリコン原子(Si)、酸素原子(O)及
び水素原子(H)の3つを構成原子とする原料ガスと
を混合して使用することが出来る。 又、別には、シリコン原子(Si)と水素原子(H)
とを構成原子とする原料ガスに酸素原子(O)を
構成原子とする原料ガスを混合して使用しても良
い。 具体的には、例えば酸素(O2)、オゾン(O3)、
一酸化窒素、(NO)、二酸化窒素(NO2)、一二
酸化窒素(N2O)、三二酸化窒素(N2O3)、四二
酸化窒素(N2O4)、五二酸化窒素(N2O5)、三酸
化窒素(NO3)、シリコン原子(Si)と酸素原子
(O)と水素原子(H)とを構成原子とする、例えば、
ジシロキサン(H3SiOSiH3)、トリシロキサン
(H3SiOSiH2SiH3)等の低級シロキサン等を挙げ
ることが出来る。 スパツタリング法によつて、酸素原子を含有す
る第一の非晶質層()を形成するには、単結晶
又は多結晶のSiウエーハー又はSiO2ウエーハー、
又はSiとSiO2が混合されて含有されているウエ
ーハーをターゲツトとして、これ等を種々のガス
雰囲気中でスパツタリングすることによつて行え
ば良い。 例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
すれば、酸素原子と必要に応じて水素原子又は/
及びハロゲン原子を導入する為の原料ガスを、必
要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツタ用の堆
積室内に導入し、これ等のガスのガスプラズマを
形成して前記Siウエーハーをスパツタリングすれ
ば良い。 又、別には、SiとSiO2とは別々のターゲツト
として、又はSiとSiO2の混合した一枚のターゲ
ツトを使用することによつて、スパツタ用のガス
としての稀釈ガスの雰囲気中で又は少なくとも水
素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)を構成原
子として含有するガス雰囲気中でスパツタリング
することによつて成される。酸素原子導入用の原
料ガスとしては、先述したグロー放電の例で示し
た原料ガスの中の酸素原子導入用の原料ガスが、
スパツタリングの場合にも有効なガスとして使用
され得る。 本発明に於いて、第一の非晶質層()の形成
の際に、酸素原子の含有される層領域(O)を設
ける場合、該層領域(O)に含有される酸素原子
の分布濃度C(O)を層厚方向に変化させて所望
の層厚方向の分布状態(depth profile)を有す
る層領域(O)を形成するには、グロー放電の場
合には、分布濃度C(O)を変化させるべき酸素
原子導入用の出発物質のガスを、そのガス流量を
所望の変化率曲線に従つて適宜変化させ乍ら、堆
積室内に導入することによつて成される。例えば
手動あるいは外部駆動モータ等の通常用いられて
いる何らかの方法により、ガス流路系の途中に設
けられた所定のニードルバルブの開口を漸次変化
させる操作を行えば良い。このとき、流量の変化
率は線型である必要はなく、例えばマイコン等を
用いて、あらかじめ設計された変化率曲線に従つ
て流量を制御し、所望の含有率曲線を得ることも
できる。 層領域(O)をスパツタリング法によつて形成
する場合、酸素原子の層厚方向の分布濃度C(O)
を層厚方向で変化させて酸素原子の層厚方向の所
望の分布状態(depth profile)を形成するには、
第一には、グロー放電法による場合と同様に、酸
素原子導入用の出発物質をガス状態で使用し、該
ガスを堆積室中へ導入する際のガス流量を所望に
従つて適宜変化させることによつて成される。 第二には、スパツタリング用のターゲツトを、
例えばSiとSiO2との混合されたターゲツトを使
用するのであれば、SiとSiO2との混合比を、タ
ーゲツトの層厚方向に於いて、予め変化させてお
くことによつて成される。 本発明に於いて、形成される第一の非晶質層
()を構成する第2の層領域(S)中に含有さ
れる水素原子(H)の量又はハロゲン原子(X)の量
又は水素原子とハロゲン原子の量の和(H+X)
は、通常の場合、1〜40atomic%、好適には3
〜30atomic%、最適には5〜25atomic%とされ
るのが望ましい。 第1図に示される光導電部材100に於いては
第一の非晶質層()102上に形成される第二
の非晶質層()105は自由表面106を有
し、主に耐湿性、連続繰返し使用特性、耐圧性、
使用環境特性、耐久性に於いて本発明の目的を達
成する為に設けられる。 又、本発明に於いては、第一の非晶質層()
102と第二の非晶質層()105とを構成す
る非晶質材料の各々がシリコン原子という共通の
構成要素を有しているので、積層界面に於いて化
学的な安定性の確保が充分成されている。 本発明に於ける第二の非晶質層()は、シリ
コン原子(Si)と炭素原子(C)と、必要に応じて水
素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)とを含む
非晶質材料(以後、「a−(SiXC1-Xy(H、X)1-
」と記す。但し、0<X、y<1)で構成され
る。 a−(SiXC1-Xy(H、X)1-yで構成される第二
の非晶質層()の形成はグロー放電法、スパツ
タリング法、イオンプランテーシヨン法、イオン
プレーテイング法、エレクトロンビーム法等によ
つて成される。これ等の製造法は、製造条件、設
備資本投下の負荷程度、製造規模、作製される光
導電部材に所望される特性等の要因によつて適宜
選択されて採用されるが、所望する特性を有する
光導電部材を製造する為の作製条件の制御が比較
的容易である、シリコン原子と共に炭素原子及び
ハロゲン原子を、作製する第二の非晶質層()
中に導入するのが容易に行える等の利点からグロ
ー放電法或いはスパツタリング法が好適に採用さ
れる。 更に、本発明に於いては、グロー放電法とスパ
ツタリング法とを同一装置系内で併用して第二の
非晶質層()を形成しても良い。 グロー放電法によつて第二の非晶質層()を
形成するには、a−(SiXC1-Xy(H、X)1-y形成
用の原料ガスを、必要に応じて稀釈ガスと所定量
の混合比で混合して、支持体の設置してある真空
堆積用の堆積室に導入し、導入されたガスを、グ
ロー放電を生起させることでガスプラズマ化し
て、前記支持体上に既に形成されてある第一の非
晶質層()上にa−(SiXC1-Xy(H、X)1-y
堆積させれば良い。 本発明に於いて、a−(SiXC1-Xy(H、X)1-y
形成用の原料ガスとしては、シリコン原子(Si)、
炭素原子(C)、水素原子(H)、ハロゲン原子(X)の
中の少なくとも1つを構成原子とするガス状の物
質又はガス化し得る物質をガス化したものの中の
大概のものが使用され得る。 Si、C、H、Xの中の1つとしてSiを構成原子
とする原料ガスを使用する場合は、例えばSiを構
成原子とする原料ガスと、Cを構成原子とする原
料ガスと、必要に応じてHを構成原子とする原料
ガス又は/及びXを構成原子とする原料ガスとを
所望の混合比で混合して使用するか、又はSiを構
成原子とする原料ガスと、C及びHを構成原子と
する原料ガス又は/及びC及びXを構成原子とす
る原料ガスとを、これも又、所望の混合比で混合
するか、或いは、Siを構成原子とする原料ガス
と、Si、C及びHの3つを構成原子とする原料ガ
ス又は、Si、C及びXの3つを構成原子とする原
料ガスとを混合して使用することが出来る。 又、別には、SiとHとを構成原子とする原料ガ
スにCを構成原子とする原料ガスを混合して使用
しても良いし、SiとXとを構成原子とする原料ガ
スにCを構成原子とする原料ガスを混合して使用
しても良い。 本発明に於いて、第二の非晶質層()中に含
有されるハロゲン原子(X)として好適なのは
F、Cl、Br、Iであり、殊にF、Clが望ましい
ものである。 本発明に於いて、第二の非晶質層()を形成
するのに有効に使用される原料ガスと成り得るも
のとしては、常温常圧に於いてガス状態のもの又
は容易にガス化し得る物質を挙げることが出来
る。 本発明に於いて、第二の非晶質層()形成用
の原料ガスとして有効に使用されるのは、SiとH
とを構成原子とするSiH4、Si2H6、Si3H8
Si4H10等のシラン(silane)類等の水素化硅素ガ
ス、CとHとを構成原子とする、例えば炭素数1
〜4の飽和炭化水素、炭素数2〜4のエチレン系
炭化水素、炭素数2〜3のアセチレン系炭化水
素、ハロゲン単体、ハロゲン化水素、ハロゲン間
化合物、ハロゲン化硅素、ハロゲン置換水素化硅
素、水素化硅素等を挙げる事が出来る。 具体的には、飽和炭化水素としてはメタン
(CH4)、エタン(C2H6)、プロパン(C3H8)、n
−ブタン(n−C4H10)、ペンタン(C5H12)、エ
チレン系炭化水素としては、エチレン(C2H4)、
プロピレン(C3H6)、ブテン−1(C4H8)、ブテ
ン−2(C4H8)、イソブチレン(C4H8)、ペンテ
ン(C5H10)、アセチレン系炭化水素としては、
アセチレン(C2H2)、メチルアセチレン
(C3H4)、ブチン(C4H6)、ハロゲン単体として
は、フツ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲンガ
ス、ハロゲン化水素としては、FH、HI、HCl、
HBr、ハロゲン間化合物としては、BrF、ClF、
ClF3、ClF5、BrF5、BrF3、IF7、IF5、ICl、IBr
ハロゲン化硅素としてはSiF4、Si2F6、SiCl4
SiCl3Br、SiCl2Br2、SiClBr3、SiCl3I、SiBr4
ハロゲン置換水素化硅素としては、SiH2F2
SiH2Cl2、SiHCl3、SiH3Cl、SiH3Br、SiH2Br2
SiHBr3、水素化硅素としては、SiH4、Si2H8
Si4H10等のシラン(silane)類、等々を挙げるこ
とが出来る。 これ等の他に、CF4、CCl4、CBr4、CHF3
CH2F2、CH3F、CH3Cl、CH3Br、CH3I、
C2H5Cl等のハロゲン置換パラフイン系炭化水素、
SF4、SF6等のフツ素化硫黄化合物、Si(CH34
Si(C2H54、等のケイ化アルキルやSiCl(CH33
SiCl2(CH32、SiCl3CH3等のハロゲン含有ケイ化
アルキル等のシラン誘導体も有効なものとして挙
げることが出来る。 これ等の第二の非晶質層()形成物質は、形
成される第二の非晶質層()中に、所定の組成
比でシリコン原子、炭素原子及びハロゲン原子と
必要に応じて水素原子とが含有される様に、第二
の非晶質層()の形成の際に所望に従つて選択
されて使用される。 例えば、シリコン原子と炭素原子と水素原子と
の含有が容易に成し得て且つ所望の特性の層が形
成され得るSi(CH34と、ハロゲン原子を含有さ
せるものとしてのSiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4、或
いはSiH3Cl等を所定の混合比にしてガス状態で
第二の非晶質層()形成用の装置に導入してグ
ロー放電を生起させることによつてa−(SiX
C1-Xy(Cl+H)1-yから成る第二の非晶質層
()を形成することが出来る。 スパツタリング法によつて第二の非晶質層
()を形成するには、単結晶又は多結晶のSiウ
エーハー又はCウエーハー又はSiとCが混合され
て含有されているウエーハーをターゲツトとし
て、これ等を必要に応じてハロゲン原子又は/及
び水素原子を構成原子として含む種々のガス雰囲
気中でスパツタリングすることによつて行えば良
い。 例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
すれば、CとH又は/及びXを導入する為の原料
ガスを、必要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパ
ツタ用の堆積室中に導入し、これ等のガスのガス
プラズマを形成して前記Siウエーハーをスパツタ
リングすれば良い。 又、別には、SiとCとは別々のターゲツトとし
て、又はSiとCの混合した一枚のターゲツトを使
用することによつて、必要に応じて水素原子又
は/及びハロゲン原子を含有するガス雰囲気中で
スパツタリングすることによつて成される。C、
H及びXの導入用の原料ガスとなる物質としては
先述したグロー放電の例で示した第二の非晶質層
()形成用の物質がスパツタリング法の場合に
も有効な物質として使用され得る。 本発明に於いて、第二の非晶質層()をグロ
ー放電法又はスパツタリング法で形成する際に使
用される稀釈ガスとしては、所謂・希ガス、例え
ばHe、Ne、Ar等が好適なものとして挙げるこ
とが出来る。 本発明に於ける第二の非晶質層()は、その
要求される特性が所望通りに与えられる様に注意
深く形成される。 即ち、Si、C、必要に応じてH又は/及びXを
構成原子とする物質は、その作成条件によつて構
造的には結晶からアモルフアスまでの形態を取
り、電気物性的には、導電性から半導体性、絶縁
性までの間の性質を、又光導電的性質から非光導
電的性質までの間の性質を、各々示すので本発明
に於いては、目的に応じた所望の特性を有するa
−(SiXC1-Xy(H、X)1-yが形成される様に、所
望に従つてその作成条件の選択が厳密に成され
る。例えば、第二の非晶質層()を耐圧性の向
上を主な目的として設けるにはa−(SiXC1-Xy
(H、X)1-yは作業環境に於いて電気絶縁性的挙
動の顕著な非晶質材料として作成される。 又、連続繰返し使用特性や使用環境特性の向上
を主たる目的として第二の非晶質層()が設け
られる場合には上記の電気絶縁性の度合はある程
度緩和され、照射される光に対してある程度の感
度を有する非晶質材料としてa−(SiXC1-Xy
(H、X)1-yが作成される。 第一の非晶質層()の表面にa−(SiXC1-Xy
(H、X)1-yから成る第二の非晶質層()を形
成する際、層形成中の支持体温度は、形成される
層の構造及び特性を左右する重要な因子であつ
て、本発明に於いては、目的とする特性を有する
a−(SiXC1-Xy(H、X)1-yが所望通りに作成さ
れ得る様に層作成時の支持体温度が厳密に制御さ
れるのが望ましい。 本発明に於ける、所望の目的が効果的に達成さ
れる為の第二の非晶質層()の形成法に併せて
適宜最適範囲が選択されて、第二の非晶質層
()の形成が実行されるが、通常の場合、20〜
400℃、好適には50〜350℃、最適には100〜300℃
とされるのが望ましいものである。第二の非晶質
層()の形成には、層を構成する原子の組成比
の微妙な制御や層厚の制御が他の方法に較べて比
較的容易である事等の為に、グロー放電法やスパ
ツタリング法の採用が有利であるが、これ等の層
形成法で第二の非晶質層()を形成する場合に
は、前記の支持体温度と同様に層形成の際の放電
パワーが作成されるa−(SiXC1-Xy(H、X)1-y
の特性を左右する重要な因子の1つである。 本発明に於ける目的が達成される為の特性を有
するa−(SiXC1-Xy(H、X)1-yが生産性良く効
果的に作成される為の放電パワー条件としては通
常10〜300W、好適には20〜250W、最適には50〜
200Wとされるのが望ましいものである。 堆積室内のガス圧は通常は0.01〜1Torr、好適
には、0.1〜0.5Torr程度とされるのが望ましい。 本発明に於いては第二の非晶質層()を作成
する為の支持体温度、放電パワーの好ましい数値
範囲として前記した範囲の値が挙げられるが、こ
れ等の層作成フアクターは、独立的に別々に決め
られるものではなく、所望特性のa−(SiXC1-Xy
(H、X)1-yから成る第二の非晶質層()が形
成される様に相互的有機的関連性に基づいて各層
作成フアクターの最適値が決められるのが望まし
い。 本発明の光導電部材に於ける第二の非晶質層
()に含有される炭素原子の量は、第二の非晶
質層()の作成条件と同様、本発明の目的を達
成する所望の特性が得られる第二の非晶質層
()が形成される重要な因子である。 本発明に於ける第二の非晶質層()に含有さ
れる炭素原子の量は、第二の非晶質層()を構
成する非晶質材料の種類及びその特性に応じて適
宜所望に応じて決められるものである。 即ち、前記一般式a−(SiXC1-Xy(H、X)1-y
で示される非晶質材料は大別すると、シリコン原
子と炭素原子とで構成される非晶質材料(以後、
「a−SiaC1-a」と記す。但し、0<a<1)、シ
リコン原子と炭素原子と水素原子とで構成される
非晶質材料(以後、「a−(SibC1-bcH1-c」と記
す。但し、0<b、c<1)、シリコン原子と炭
素原子とハロゲン原子と必要に応じて水素原子と
で構成される非晶質材料(以後、「a−(SidC1-d
e(H、X)1-e」と記す。但し、0<d、e<1)
に分類される。 本発明に於いて、第二の非晶質層()がa−
SiaC1-aで構成される場合、第二の非晶質層()
に含有される炭素原子の量は通常としては、1×
10-3〜90atomic%、好適には1〜80atomic%、
最適には10〜75atomic%とされるのが望ましい
ものである。即ち、先のa−SiaC1-aのaの表示
で行えば、aが通常は0.1〜0.99999、好適には0.2
〜0.99、最適には0.25〜0.9である。 本発明に於いて、第二の非晶質層()がa−
(SibC1-bcH1-cで構成される場合、第二の非晶質
層()に含有される炭素原子の量は、通常1×
10-3〜90atomic%とされ、好ましくは1〜
90atomic%、最適には10〜80atomic%とされる
のが望ましいものである。水素原子の含有量とし
ては、通常の場合1〜40atomic%、好ましくは
2〜35atomic%、最適には5〜30atomic%とさ
れるのが望ましく、これ等の範囲に水素含有量が
ある場合に形成される光導電部材は、実際面に於
いて優れたものとして充分適用させ得るものであ
る。 即ち、先のa−(SibC1-bcH1-cの表示で行え
ば、bが通常は0.1〜0.99999、好適には0.2〜
0.99、最適には0.15〜0.9、cが通常0.6〜0.99、好
適には0.65〜0.98、最適には0.7〜0.95であるのが
望ましい。 第二の非晶質層()が、a−(SidC1-de
(H、X)1-eで構成される場合には、第二の非晶
質層()中に含有される炭素原子の含有量とし
ては、通常、1×10-3〜90atomic%、好適には
1〜90atomic%、最適には10〜80atomic%とさ
れるのが望ましいものである。ハロゲン原子の含
有量としては、通常の場合、1〜20atomic%、
好適には1〜18atomic%、最適には2〜
15atomic%とされるのが望ましく、これ等の範
囲にハロゲン原子含有量がある場合に作成される
光導電部材を実際面に充分適用させ得るものであ
る。必要に応じて含有される水素原子の含有量と
しては、通常の場合19atomic%以下、好適には
13atomic%以下とされるのが望ましいものであ
る。 即ち、先のa−(SidC1-de(H、X)1-eのd、
eの表示で行えば、dが通常、0.1〜0.99999、好
適には0.1〜0.99、最適には0.15〜0.9、eが通常
0.8〜0.99、好適には0.82〜0.99、最適には0.85〜
0.98であるのが望ましい。 本発明に於ける第二の非晶質層()の層厚の
数範囲は、本発明の目的を効果的に達成する為の
重要な因子の1つである。 本発明の目的を効果的に達成する様に所期の目
的に応じて適宜所望に従つて決められる。 又、第二の非晶質層()の層厚は、該層
()中に含有される炭素原子の量や第一の非晶
質層()の層厚との関係に於いても、各々の層
領域に要求される特性に応じた有機的な関連性の
下に所望に従つて適宜決定される必要がある。 更に加え得るに、生産性や量産性を加味した経
済性の点に於いても考慮されるのが望ましい。 本発明に於ける第二の非晶質層()の層厚と
しては、通常0.003〜30μ、好適には0.004〜20μ、
最適には0.005〜10μとされるのが望ましいもので
ある。 本発明において使用される支持体としては、導
電性でも電気絶縁性であつても良い。導電性支持
体としては、例えば、NiCr、ステンレス、Al、
Cr、Mo、Au、Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pd等の
金属又はこれ等の合金が挙げられる。 電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポ
リエチレン、ポリカーボネート、セルローズアセ
テート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ
塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド等の
合成樹脂のフイルム又はシート、ガラス、セラミ
ツク、紙等が通常使用される。これ等の電気絶縁
性支持体は、好適には少なくともその一方の表面
を導電処理され、該導電処理された表面側に他の
層が設けられるのが望ましい。 例えば、ガラスであれば、その表面に、NiCr、
Al、Cr、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、V、Ti、Pt、
Pd、In2O3、SnO2、ITO(In2O3+SnO2)等から
成る薄膜を設けることによつて導電性が付与さ
れ、或いはポリエステルフイルム等の合成樹脂フ
イルムであれば、NiCr、Al、Ag、Pb、Zn、Ni、
Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、V、Ti、Pt等の金
属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタ
リング等でその表面に設け、又は前記金属でその
表面をラミネート処理して、その表面に導電性が
付与される。支持体の形状としては、円筒状、ベ
ルト状、板状等任意の形状とし得、所望によつ
て、その形状は決定されるが、例えば、第1図の
光導電部材100を電子写真用像形成部材として
使用するのであれば連続高速複写の場合には、無
端ベルト状又は円筒状とするのが望ましい。支持
体の厚さは、所望通りの光導電部材が形成される
様に適宜決定されるが、光導電部材として可撓性
が要求される場合には、支持体としての機能が充
分発揮される範囲内であれば可能な限り薄くされ
る。而乍ら、この様な場合支持体の製造上及び取
扱い上、機械的強度等の点から、通常は、10μ以
上とされる。 次に本発明の光導電部材の製造方法の一例の概
略について説明する。 第11図に光導電部材の製造装置の一例を示
す。 図中の1102〜1106のガスボンベには、
本発明の光導電部材を形成するための原料ガスが
密封されており、その1例としてたとえば110
2は、Heで稀釈されたSiH4ガス(純度99.999%、
以下SiH4/Heと略す)ボンベ、1103はHeで
稀釈されたGeH4ガス(純度99.999%、以下
GeH4/Heと略す。)ボンベ、1104はHeで稀
釈されたB2H6ガス(純度99.99%、以下B2H6
Heと略す。)ボンベ、1105はNOガス(純度
99.999%)ボンベ、1106はC2H4ガス(銃度
99.999%)ボンベである。 これらのガスを反応室1101に流入させるに
はガスボンベ1102〜1106のバルブ112
2〜1126、リークバルブ1135が閉じられ
ていることを確認し、又、流入バルブ1112〜
1116、流出バルブ1117〜1121、補助
バルブ1132,1133が開かれていることを
確認して、先づメインバルブ1134を開いて反
応室1101、及び各ガス配管内を排気する。次
に真空計1136の読みが約5×10-6torrになつ
た時点で補助バルブ1132,1133、流出バ
ルブ1117〜1121を閉じる。 次にシリンダー状基体1137上に第一の非晶
質層()を形成する場合の1例をあげると、ガ
スボンベ1102よりSiH4/Heガス、ガスボン
ベ1103よりGeH4/Heガス、ガスボンベ11
04よりB2H6/Heガス、ガスボンベ1105よ
りNOガスをバルブ1122〜1125を開いて
出口圧ゲージ1127〜1130の圧を1Kg/cm2
に調整し、流入バルブ1112〜1115を徐々
に開けて、マスフロコントローラ1107〜11
10内に夫々流入させる。引き続いて流出バルブ
1117〜1120、補助バルブ1132を徐々
に開いて夫々のガスを反応室1101に流入させ
る。このときのSiH4/Heガス流量とGeH4/He
ガス流量とB2H6/Heガス流量とNOガス流量と
の比が所望の値になるように流出バルブ1117
〜1120を調整し、又、反応室1101内の圧
力が所望の値になるように真空計1136の読み
を見ながらメインバルブ1134の開口を調整す
る。そして基体1137の温度が加熱ヒーター1
138により50〜400℃の範囲の温度に設定され
ていることを確認された後、電源1140を所望
の電力に設定して反応室1101内にグロー放電
を生起させ同時にあらかじめ設計された変化率曲
線に従つてGeH4/Heガスの流量を手動あるいは
外部駆動モータ等の手法によつてバルブ1118
の開口を漸次変化させる操作を行なつて形成され
る層中に含有されるゲルマニウム原子の分布濃度
を制御する。 この様にして、基体1137上に、硼素原子(B)
と酸素原子(O)とが含有され、前記の変化率曲
線に従つたゲルマニウム原子の分布状態が形成さ
れている、a−SiGe(H、X)で構成された層領
域(B、O)が所望の層厚に形成される。層領域
(B、O)が所望層厚に形成された段階において、
流出バルブ1118,1119,1120の夫々
を完全に閉じること、及び必要に応じて放電条件
を変えること以外は、同様な条件と手順に従つて
所望時間グロー放電を維持することで前記層領域
(B、O)上に、硼素原子(B)、酸素原子(O)、及
びゲルマニウム原子(Ge)が含有されていない、
a−Si(H、X)で構成された層領域(S)が形
成されて、第一の非晶質層()の形成が終了さ
れる。 上記の第一の非晶質層()の形成の際に、該
層形成開始後、所望の時間が経過した段階で、堆
積室へのB2H6/Heガス或いはNOガスの流入を
止めることによつて、硼素原子の含有された層領
域(B)及び酸素原子の含有された層領域(O)の各
層厚を任意に制御することが出来る。 又、所望の変化率曲線に従つて、堆積室110
1へのNOガスのガス流量を制御することによつ
て、層領域(O)中に含有される酸素原子の分布
状態を所望通りに形成することが出来る。 第一の非晶質層()中にハロゲン原子を含有
させる場合には、上記のガスに、例えばSiF4ガス
を更に付加して、グロー放電を生起させれば良
い。 又、第一の非晶質層()中に水素原子を含有
させずにハロゲン原子を含有させる場合には、先
のSiH4/Heガス及びGeH4/Heガスの代りに、
SiF4/Heガス及びGeF4/Heガスを使用すれば
良い。 上記の様にして所望層厚に形成された第一の非
晶質層()上に第二の非晶質層()を形成す
るには、第一の非晶質層()の形成の際と同様
なバルブ操作によつて、例えばSiH4ガス、C2H4
ガスの夫々を必要に応じてHe等の稀釈ガスで稀
釈して、所望の条件に従つて、グロー放電を生起
させることによつて成される。 第二の非晶質層()中にハロゲン原子を含有
させるには、例えばSiF4ガスとC2H4ガス、或い
は、SiH4ガスを加えて上記と同様にして第二の
非晶質層()を形成することによつて成され
る。 夫々の層を形成する際に必要なガスの流出バル
ブ以外の流出バルブは全て閉じることは言うまで
もなく、又夫々の層を形成する際、前層の形成に
使用したガスが反応室1101内、流出バルブ1
117〜1121から反応室1101内に至るガ
ス配管内に残留することを避けるために、流出バ
ルブ1117〜1121を閉じ、補助バルブ11
32,1133を開いてメインバルブ1134を
全開して系内を一旦高真空に排気する操作を必要
に応じて行う。 第二の非晶質層()中に含有される炭素原子
の量は例えば、グロー放電による場合はSiH4
スと、C2H4ガスの反応室1101内に導入され
る流量比を所望に従つて変えるか、或いは、スパ
ツタリングで層形成する場合には、ターゲツトを
形成する際シリコンウエーハーとグラフアイトウ
エーハーのスパツタ面積比率を変えるか、又はシ
リコン粉末とグラフアイト粉末の混合比率を変え
てターゲツトを成型することによつて所望に応じ
て制御することが出来る。第二の非晶質層()
中に含有されるハロゲン原子(X)の量は、ハロ
ゲン原子導入用の原料ガス、例えばSiF4ガスが反
応室1101内に導入される際の流量を調整する
ことによつて成される。 又、層形成を行つている間は層形成の均一化を
計るため基体1137はモータ1139により一
定速度で回転させてやるのが望ましい。 以下実施例について説明する。 実施例 1 第11図に示した製造装置により、シリンダー
状のAl基体上に、第1表に示す条件で第12図
に示すガス流量比の変化率曲線に従つてGeH4
HeガスとSiH4/Heガスのガス流量比を層作成経
過時間と共に変化させて第一の非晶質層()を
形成し、次いで第1表に示す条件で第二の非晶質
層を形成して電子写真用像形成部材を得た。 こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験
装置に設置し5.0kVで0.3sec間コロナ帯電を行
い、直ちに光像を照射した。光像はタングステン
ランプ光源を用い、21ux・secの光量を透過型の
テストチヤートを通して照射させた。 その後直ちに、荷電性の現像剤(トナーとキ
ヤリアを含む)を像形成部材表面をカスケードす
ることによつて、像形成部材表面上に良好なトナ
ー画像を得た。像形成部材上のトナー画像を
5.0kVのコロナ帯電で転写紙上に転写した所、解
像力に優れ、階調再現性のよい鮮明な高濃度の画
像が得られた。 実施例 2 第11図に示した製造装置により第2表に示す
条件で第13図に示すガス流量比の変化率曲線に
従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガス
流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その他
の条件は実施例1と同様にして第一の非晶質層
()を形成した以外は、実施例1と同様にして
電子写真用像形成部材を形成した。 こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。 実施例 3 第11図に示した製造装置により第3表に示す
条件で第14図に示すガス流量比の変化率曲線に
従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガス
流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その他
の条件は実施例1と同様にして第一の非晶質層
()を形成した以外は、実施例1と同様にして
電子写真用像形成部材を形成した。 こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。 実施例 4 第11図に示した製造装置により、第4表に示
す条件で第15図に示すガス流量比の変化率曲線
に従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガ
ス流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その
他の条件は実施例1と同様にして、第一の非晶質
層()を形成した以外は、実施例1と同様にし
て電子写真用像形成部材を形成した。 こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。 実施例 5 第11図に示した製造装置により第5表に示す
条件で第16図に示すガス流量比の変化率曲線に
従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガス
流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その他
の条件は実施例1と同様にして、第一の非晶質層
()を形成した以外は、実施例1と同様にして
電子写真用像形成部材を形成した。 こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。 実施例 6 第11図に示した製造装置により、第6表に示
す条件で第17図に示すガス流量比の変化率曲線
に従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガ
ス流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その
他の条件は実施例1と同様にして、第一の非晶質
層()を形成した以外は、実施例1と同様にし
て電子写真用像形成部材を形成した。 こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。 実施例 7 第11図に示した製造装置により、第7表に示
す条件で第18図に示すガス流量比の変化率曲線
に従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガ
ス流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その
他の条件は実施例1と同様にして、第一の非晶質
層()を形成した以外は、実施例1と同様にし
て電子写真用像形成部材を形成した。 こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。 実施例 8 実施例1に於いて、SiH4/Heガスの代りに
Si2H6/Heガスを使用し、第8表に示す条件にし
た以外は、実施例1と同様の条件にして電子写真
用像形成部材を形成した。 こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。 実施例 9 実施例1に於いて、SiH4/Heガスの代りに
SiF4/Heガスを使用し、第9表に示す条件にし
た以外は、実施例1と同様の条件にして電子写真
用像形成部材を形成した。 こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。 実施例 10 実施例1に於いて、SiH4/Heガスの代りに
(SiH4/He+SiF4/He)ガスを使用し、第10表
に示す条件にした以外は、実施例1と同様の条件
にして電子写真用像形成部材を形成した。 こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。 実施例 11 第11図に示した製造装置により、シリンダー
状のAl基体上に、第11表に示す条件で第12図
に示すガス流量比の変化率曲線に従つて、
GeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガス流量比を
層作成経過時間と共に変化させて第一の非晶質層
()を形成を行つた以外は、実施例1と同様に
して電子写真用像形成部材を形成した。 こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験
装置に設置し5.0kVで0.3sec間コロナ帯電を行
い、直ちに光像を照射した。光像はタングステン
ランプ光源を用い、21ux・secの光量を透過型の
テストチヤートを通して照射させた。 その後直ちに荷電性の現像剤(トナーとキヤ
リアを含む)を像形成部材表面をカスケードする
ことによつて、像形成部材表面上に良好なトナー
画像を得た。像形成部材上のトナー画像を、
5.0kVのコロナ帯電で転写紙上に転写した所、解
像力に優れ、階調再現性のよい鮮明な高濃度の画
像が得られた。 実施例 12 実施例11に於いて、第1層の作成の際には
B2H6の(SiH4+GeH4)に対する流量を、第2
層の作成の際にはB2H6のSiH4に対する流量を第
12表に示す様に変えた以外は、実施例11と同様の
条件で電子写真用像形成部材の夫々(試料No.1201
〜1208)を作成した。 こうして得られた各像形成部材に就いて、実施
例11と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形
成したところ第12表に示す結果が得られた。 実施例 13 実施例1〜10に於いて、第2層の作成条件を第
13表及び第14表に示す条件にした以外は、各実施
例に示す条件と同様にして電子写真用像形成部材
の夫々(試料No.1301〜1310、1401〜1410)を作成
した。 こうして得られた像形成部材の夫々に就いて、
実施例1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像
を形成したところ第13A表及び第14A表に示す結
果が得られた。 実施例 14 実施例1に於いて、光源をタングステンランプ
の代りに810nmのGaAs系半導体レーザ(10m
W)を用いて、静電像の形成を行つた以外は、実
施例1と同様のトナー画像形成条件にして、実施
例1と同様の条件で作成した電子写真用像形成部
材に就いてトナー転写画像の画質評価を行つたと
ころ、解像力に優れ、階調再現性の良い鮮明な高
品位の画像が得られた。 実施例 15 非晶質層()の作成条件を第15表に示す各条
件にした以外は、実施例2〜10の各実施例と同様
の条件と手順に従つて電子写真用像形成部材の
夫々(試料No.12−201〜12−208、12−301〜12−
308、……、12−1001〜12−1009の72個の試料)
を作成した。 こうして得られた各電子写真用像形成部材の
夫々を個別に複写装置に設置し、5kVで0.2sec
間コロナ帯電を行い、光像を照射した。光源はタ
ングステンランプを用い、光量は1.01ux・secと
した。潜像は荷電性の現像剤(トナーとキヤリ
アを含む)によつて現像され、通常の紙に転写さ
れた。転写画像は、極めて良好なものであつた。
転写されないで電子写真用像形成部材上に残つた
トナーは、ゴムブレードによつてクリーニングさ
れた。このような工程を繰り返し10万回以上行つ
ても、いずれの場合も画像の劣化は見られなかつ
た。 各試料の転写画像の総合画質評価と、繰返し連
続使用による耐久性の評価の結果を第15A表に示
す。 実施例 16 非晶質層()の形成の際、スパツタリング法
を採用し、シリコンウエーハーとグラフアイトの
ターゲツト面積比を変えて、非晶質層()に於
けるシリコン原子と炭素原子の含有量比を変化さ
せる以外は、実施例1と全く同様な方法によつて
像形成部材の夫々を作成した。こうして得られた
像形成部材の夫々につき、実施例1に述べた如
き、作像、現像、クリーニングの工程を約5万回
繰り返した後画像評価を行つたところ第16表の如
き結果を得た。 実施例 17 非晶質層()の層の形成時、SiH4ガスと
C2H4ガスの流量比を変えて、非晶質層()に
於けるシリコン原子と炭素原子の含有量比を変化
させる以外は実施例1と全く同様な方法によつて
像形成部材の夫々を作成した。こうして得られた
各像形成部材につき、実施例1に述べた如き方法
で転写までの工程を約5万回繰り返した後、画像
評価を行つたところ、第17表の如き結果を得た。 実施例 18 非晶質層()の層の形成時、SiH4ガス、
SiF4ガス、C2H4ガスの流量比を変えて、非晶質
層()に於けるシリコン原子と炭素原子の含有
量比を変化させる以外は、実施例1と全く同様な
方法によつて像形成部材の夫々を作成した。こう
して得られた各像形成部材につき実施例1に述べ
た如き作像、現像、クリーニングの工程を約5万
回繰り返した後、画像評価を行つたところ第18表
の如き結果を得た。 実施例 19 非晶質層()の層厚を変える以外は、実施例
1と全く同様な方法によつて像形成部材の夫々を
作成した。実施例1に述べた如き、作像、現像、
クリーニングの工程を繰り返し第19表の結果を得
た。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 ◎:優良 ○:良好
【表】
【表】 ◎:優良 ○:良好
【表】
【表】 ◎:優良 ○:良好
【表】
【表】
【表】 ◎:非常に良好 ○:良好 △:実用に充分耐える
×:画像欠陥を生ずる
【表】 ◎:非常に良好 ○:良好 △:実用上充分である
×:画像欠陥を生ずる
【表】 ◎:非常に良好 ○:良好 △:実用上充分である
×:画像欠陥を生ずる
【表】 以上の本発明の実施例に於ける共通の層作成条
件を以下に示す。 基体温度:ゲルマニウム原子(Ge)含有層……
約200℃ ゲルマニウム原子(Ge)非含有層……約250℃ 放電周波数:13.56MHz 反応時反応室内圧:0.3Torr
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の電子写真用光導電部材の層
構成を説明する為の模式的層構成図、第2図乃至
第10図は夫々第一の層領域(G)中のゲルマニウム
原子の分布状態を説明する為の説明図、第11図
は、本発明で使用された装置の模式的説明図で、
第12図乃至第18図は夫々本発明の実施例に於
けるガス流量比の変化率曲線を示す説明図であ
る。 100……光導電部材、101……支持体、1
02……第一の非晶質層()、105……第二
の非晶質層()。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電子写真用光導電部材用の支持体と、該支持
    体上に、シリコン原子と含有量1〜9.5×105原子
    ppmのゲルマニウム原子とを含む非晶質材料で構
    成された、層厚30Å〜50μの第1の層領域とシリ
    コン原子を含む(ゲルマニウム原子を含まない)
    非晶質材料で構成された層厚0.5〜90μの第2の層
    領域とが前記支持体側より順に設けられた層構成
    の層厚1〜100μの光導電性を示す第一の非晶質
    層と、 シリコン原子と含有量1×10-3〜90原子%の炭
    素原子とを含む非晶質材料で構成された層厚
    0.003〜3μの第二の非晶質層とからなり、前記第
    1の層領域中に於けるゲルマニウム原子の分布状
    態が前記支持体側において分布濃度の高い部分を
    有し、前記第1の層領域と前記第2の層領域との
    界面側においては分布濃度が支持体側に較べて可
    成り低くされた部分を有し、層厚方向に不均一で
    あり、シリコン原子に対してゲルマニウム原子の
    分布濃度の最大値が1000原子ppm以上であつて、
    前記第1の層領域に含有量0.01〜5×105原子%
    の伝導性を支配する物質が含有され、且つ前記第
    一の非晶質層には含有量0.001〜50原子%の酸素
    原子が含有されている事を特徴とする電子写真用
    光導電部材。 2 前記伝導性を支配する物質はB、Al、Ga、
    In、Tlの中より選ばれる少なくとも一種である
    特許請求の範囲第1項に記載の電子写真用光導電
    部材。 3 前記伝導性を支配する物質はP、As、Sb、
    Biの中より選ばれる少なくとも一種である特許
    請求の範囲第1項に記載の電子写真用光導電部
    材。
JP57071956A 1982-03-31 1982-04-28 電子写真用光導電部材 Granted JPS58187945A (ja)

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FR8305341A FR2524661B1 (fr) 1982-03-31 1983-03-31 Element photoconducteur
DE19833311835 DE3311835A1 (de) 1982-03-31 1983-03-31 Fotoleitfaehiges aufzeichnungselement
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