JPH0215062B2 - - Google Patents

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JPH0215062B2
JPH0215062B2 JP58170382A JP17038283A JPH0215062B2 JP H0215062 B2 JPH0215062 B2 JP H0215062B2 JP 58170382 A JP58170382 A JP 58170382A JP 17038283 A JP17038283 A JP 17038283A JP H0215062 B2 JPH0215062 B2 JP H0215062B2
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layer
layer region
atoms
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photoconductive member
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Keishi Saito
Yukihiko Oonuki
Shigeru Oono
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Canon Inc
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Publication date
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Priority to US06/648,245 priority patent/US4595644A/en
Priority to DE19843433507 priority patent/DE3433507A1/en
Publication of JPS6060653A publication Critical patent/JPS6060653A/en
Publication of JPH0215062B2 publication Critical patent/JPH0215062B2/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)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

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

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、結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。 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。 本発明は上記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す
る非晶質材料、殊に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〔以後これ等の総称的表記として
「a−Si(H,X)」を使用する〕から構成され、
光導電性を示す光受容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て優
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比特性を有する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、ゲルマ
ニウム原子を含む非晶質材料で構成された層厚30
Å〜50μの第1の層領域(H)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(S)とが
前記支持体側より順に設けられた層厚1〜100μ
の光導電性を示す光受容層とからなる電子写真用
光導電部材であつて、該光受容層は含有量0.001
〜50atomic%の窒素原子を含有し、その濃度分
布が滑らかで且つ該層の支持体側または自由表面
側から層厚で5μ以内に500atomic ppm以上の最
大分布濃度がある事を特徴とする。 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。 本発明の電子写真用光導電部材(以下、光導電
部材と略称する)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出来る。 更に、本発明の光導電部材は、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、光受容層102
を有し、該光受容層102は自由表面105を一
方の端面に有している。 光受容層102は、支持体101側よりa−
Ge(Si,H,X)で構成された第1の層領域(G)1
03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中に万遍無
く均一に分布されても良いし、或いは、層厚方向
には万遍無く含有されてはいるが分布濃度が不均
一であつても良い。而乍ら、いずれの場合にも支
持体の表面と平行な面内方向に於いては、均一な
分布で万遍無く含有されるが、面内方向に於ける
特性の均一化を計る点からも必要である。殊に、
光受容層102の層厚方向には万遍無く含有され
ていて且つ前記支持体101の設けられてある側
とは反対の側(光受容層102の表面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するか、或いは、この逆の分
布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においては、前記した様に
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。 本発明に於いては、第一の層領域(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、この様な層構造に光受容
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、好ましい実施態様例の1つに於いては、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万
遍無く分布し、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
ウムの層厚方向の分布状態が不均一な場合の典型
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C3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、徐々に
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C3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とされる。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は濃
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)に設けられている場
合は、好適な例の1つとして挙げられる。 本発明に於ける光導電部材を構成する光受容層
を構成する第1の層領域(G)は好ましくは上記した
様に支持体側の方か、又はこれとは逆に自由裏面
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。 例えば局在領域(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、形成される光受容層に要求さ
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がシリコン原子との
和に対して、好ましくは1000atomic ppm以上、
より好適には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。 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、シリコン原子との和に対して、好
ましくは1〜10×105atomic ppm、好ましくは
100〜9.5×105atomic ppm、最適には500〜8×
105atomic ppmとされるのが望ましい。 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、
好ましくは30Å〜50μ、より好ましくは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、好ましく
は、0.5〜90μ、より好ましくは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
要求される特性と光受容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、好ましくは1〜
100μ、より好適には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、好ましくは
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、可成り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。 本発明において、必要に応じて光受容層を構成
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、支持体と光受容層との間の
密着性の改良を図る目的の為に、光受容層中に
は、窒素原子が含有される層領域(N)が設けら
れる。光受容層中に含有される窒素原子は、光受
容層の全層領域に万遍なく含有されても良いし、
或いは、光受容層の一部の層領域のみに含有させ
て遍在させても良い。 本発明に於いて、層領域(N)に於ける窒素原
子の分布状態は分布濃度C(N)が、支持体の表
面と平行な面内方向に於いては、均一であつて
も、層厚方向には不均一である。 第11図に示される例では、位置tBより位置t9
までの層領域に於いては窒素原子の分布濃度C
(O)は濃度C21とされ位置t9から位置t10までの層
領域に於いては、t9からt10まで急峻に増加し、
t10で窒素原子の分布濃度はピーク値C22になる。
位置t10から位置t11までの層領域に於いては窒素
原子の分布濃度C(N)は減少し位置tTで濃度C21
となる。 第12図に示される例では、位置tBから位置t12
までの層領域では窒素原子の分布濃度C(N)は
濃度C23とされ、位置t12から位置t13までの層領域
では、t12よりt13まで急激に増加し位置t13で窒素
原子の分布濃度C(N)はピーク値C24をとり、位
置t13から位置tTまでの層領域では窒素原子の分布
濃度C(N)がほとんど零になるまで減少する。 第13図に示される例では、位置tBから位置t14
までの層領域では窒素原子の分布濃度C(N)が
C25からC26までゆるやかに増加し、位置t14で窒
素原子の分布濃度C(N)はピーク値C26となる。
位置t14から位置tTまでの層領域では窒素原子の分
布濃度C(N)は急激に減少して位置tTで濃度C25
となる。 第14図に示される例では、位置tBで窒素原子
の分布濃度C(N)は濃度C27で、位置t15までは
分布濃度C(N)は減少し、t15で濃度C28となる。
位置t15から位置t16までの層領域では、窒素原子
の分布濃度C(N)は濃度C28で一定である。位置
t16から位置t17までの層領域に於いては窒素原子
の分布濃度C(N)は増加し、位置t17分布濃度C
(N)はピーク値C29をとる。位置t17から位置tT
での層領域に於いては窒素原子の分布濃度C(N)
は減少し位置tTで濃度C28となる。 本発明に於いて、光受容層に設けられる窒素原
子の含有されている層領域(N)は、光感度と暗
抵抗の向上を主たる目的とする場合には、光受容
層の全層領域を占める様に設けられ、光受容層の
自由表面からの電荷の注入を防止するためには、
自由表面近傍に設けられ、支持体と光受容層との
間の密着性の強化を図るのを主たる目的とする場
合には、光受容層の支持体側端部層領域(E)を占め
る様に設けられる。 上記の第1の場合、層領域(N)中に含有され
る窒素原子の含有量は、高光感度を維持する為に
比較的少なくされ、2番目の場合光受容層の自由
表面からの電荷の注入を防ぐために比較的多くさ
れ、第3の場合には、支持体との密着性の強化を
確実に図る為に比較的多くされるのが望ましい。 又、上記三者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、光受
容層の中央に於いて比較的低濃度に分布させ、光
受容層の自由面側の表面層領域には、酸素原子を
多くした様な窒素原子の分布状態を層領域(N)
中に形成すれば良い。 しかし、自由表面からの電荷の注入を防止する
ために自由表面側に窒素原子の分布濃度C(N)
を高くした層領域(N)を形成すると窒素原子の
分布濃度C(N)の高い層領域が大気と接すると、
電子写真の場合空気中の水分を吸着して画像流れ
の原因となる場合があるので自由表面のごく近傍
は窒素原子の分布濃度C(N)が低いことが望ま
しい。 本発明に於いて、光受容層に設けられる層領域
(N)に含有される窒素原子の含有量は、層領域
(N)自体に要求される特性、或いは該層領域
(N)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(N)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、窒素原子の含有量が適宜選択
される。 層領域(N)中に含有される窒素原子の量は、
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、好ましくは、
0.001〜50atomic%、より好ましくは0.002〜
40atomic%、最適には0.003〜30atomic%とされ
るのが望ましい。 本発明に於いて、層領域(N)が光受容層の全
域を占めるか、或いは、光受容層の全域を占めな
くとも、層領域(N)の層厚TOの光受容層の層
厚Tに占める割合が充分多い場合には、層領域
(N)に含有される窒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望ましい。 本発明の場合には、層領域(N)の層厚TO
光受容層の層厚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(N)中に含有
される酸素原子の量の上限としては、好ましく
は、30atomic%以下、より好ましくは20atomic
%以下、最適には10atomic%以下とされるのが
望ましい。 本発明に於いて、光受容層を構成する窒素原子
の含有される層領域(N)は、上記した様に支持
体側及び自由表面近傍の方に窒素原子が比較的高
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
持体と光受容層との間の密着性をより一層向上さ
せること及び受容電位の向上を図ることが出来
る。 上記局在領域(B)は、第11図乃至第14図に示
す記号を用いて説明すれば、界面位置tBまたは自
由表面tTより5μ以内に設けられるのが望ましい。 本発明に於いては、上記局在領域(B)は、界面位
置tBまたは自由表面tT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、形成される光受容層に要求され
る特性に従つて適宜決められる。 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Cnaxが、好ましくは500atomic ppm以上、
より好ましくは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、窒素原子の含有され
る層領域(N)は、支持体側または自由表面から
の層厚で5μ以内(tBまたはtTから5μ厚の層領域)
に分布濃度C(N)の最大値Cnaxが存在する様に
形成されるのが望ましい。 本発明において、a―Ge(Si,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―Ge(Si,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、シリコン原子(Si)を供給し
得るSi供給用の原料ガス、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a―Ge(Si,H,X)から成る
層を形成すれば良い。又、ゲルマニウム原子を不
均一な分布状態で含有させるにはゲルマニウム原
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―Ge(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、或いは、該ターゲツトと
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、又、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ことによつて成
される。 ゲルマニウム原子の分布を不均一にする場合に
は、例えば、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。 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、層作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成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、層作成
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等のハロゲン
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。 イオンプレーテイング法に依つてa―SiGe
(H,X)から成る第1の層領域(G)を形成するに
は、例えば多結晶シリコン又は単結晶シリコンと
多結晶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事で行う
事が出来る。 この際、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、前記のハロゲン化合物又
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、等々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、形成される光受
容層を構成する第1の層領域(G)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
好ましくは0.01〜40atomic%、より好適には0.05
〜30atomic%、最適には0.1〜25atomic%とされ
るのが望ましい。 第1図の層領域(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(I)の中より、
Ge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事が出来
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―Si(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
に設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、形成される光受容層を構成す
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、好まし
くは1〜40atomic%、より好適には5〜
30atomic%、最適には5〜25atomic%とされる
のが望ましい。 本発明に於いて、光受容層に窒素原子の含有さ
れた層領域(N)を設けるには、光受容層の形成
の際に窒素原子導入用の出発物質を前記した光受
容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(N)を形成するのにグロー放電法を用
いる場合には、前記した光受容層形成用の出発物
質の中から所望に従つて選択されたものに窒素原
子導入用の出発物質が加えられる。その様な窒素
原子導入用の出発物質としては、少なくとも窒素
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、窒素原子(N)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、窒素原
子(N)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),窒素原子(N)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窒素原子(N)を
構成原子とする原料ガスを混合して使用しても良
い。 層領域(N)を形成する際に使用される窒素原
子(N)導入用の原料ガスに成り得るものとして
有効に使用される出発物質は、Nは構成原子とす
る或いはNとHとを構成原子とする例えば窒素
(N2),アンモニア(NH3),ヒドラジン
(N2NNH2),アジ化水素(HN3),アジ化アンモ
ニウム(NH4N3)等のガス状の又はガス化し得
る窒素,窒化物及びアジ化物等の窒素化合物を挙
げることが出来る。この他に、窒素原子(N)の
導入に加えて、ハロゲン原子(X)の導入も行え
るという点から、三弗化窒素(F3N),四弗化窒
素(F4N2)等のハロゲン化窒素化合物を挙げる
ことが出来る。 本発明に於いては、層領域(N)中には酸素原
子で得られる効果を更に助長させる為に、窒素原
子に加えて、更に酸素原子を含有することが出来
る。酸素原子を層領域(N)に導入する為の酸素
原子導入用の原料ガスとしては、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),四三酸化窒素(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
(H3SiOSiH2OSiH3)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、窒素原子を含有す
る層領域(N)を形成するには、単結晶又は多結
晶のSiウエーハー又はSi3N4ウエーハー、又はSi
とSi3N4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、窒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、スパツター用の
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Si3N4とは別々のターゲツト
として、又はSiとSi3N4の混合した一枚のターゲ
ツトを使用することによつて、スパツター用のガ
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。窒素原子導入用の
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窒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、光受容層の形成の際に、窒素
原子の含有される層領域(N)を設ける場合、該
層領域(N)に含有される窒素原子の分布濃度C
(N)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
(N)を形成するには、グロー放電の場合には、
分布濃度C(N)を変化させるべき窒素原子導入
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、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(N)をスパツタリング法によつて形成
する場合、窒素原子の層厚方向の分布濃度C(N)
を層厚方向で変化させて、窒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、窒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Si3N4との混合されたターゲツトを使
用するのであれば、SiとSi3N4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。 本発明の光導電部材に於いては、ゲルマニウム
原子の含有される第1の層領域(G)又は/及びゲル
マニウム原子の含有されない第2の層領域(S)
には、伝導特性を制御する物質(C)を含有させるこ
とにより、該層領域(G)又は/及び該層領域(S)
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。 本発明に於いては、伝導特性を制御する物質(C)
の含有される層領域(PN)は、光受容層の一部
又は全層領域に設けても良い。或いは、層領域
(PN)は、層領域(G)又は層領域(S)の一部又
は全層領域に設けても良い。 伝導特性を制御する物質(C)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、Si又はGe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、光受容層に含有される伝導特
性を制御する物質(C)の含有量は、該光受容層に要
求される伝導特性、或いは光受容層に直に接触し
て設けられる他の層や支持体の特性や、該他の層
や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、前記の伝導特性を制御する物質を光受容層
中に含有させるのに、該光受容層の所望される層
領域に局在的に含有させる場合、殊に、光受容層
の支持体側端部層領域(E)に含有させる場合には、
該層領域(E)に直に接触して設けられる他の層領域
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、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、
好ましくは0.01〜5×104atomic ppm、より好適
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。 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
有量が好ましくは30atomic ppm以上、より好適
には50atomic ppm以上、最適には100atomic
ppm以上の場合には、前記物質(C)は、光受容層の
一部の層領域に局所的に含有させるのが望まし
く、殊に光受容層の支持体側端部層領域(E)に偏在
する様に含有させるのが望ましい。 上記の中、光受容層の支持体側端部層領域(E)に
前記の数値以上の含有量となる様に前記の伝導特
性を支配する物質(C)を含有させることによつて、
例えば該含有させる物質(C)が前記のp型不純物の
場合には、光受容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光受容層中へ注入さ
れる電子の移動を効果的に阻止することが出来、
又、前記含有させる物質が前記のn型不純物の場
合には、光受容層の自由表面が極性に帯電処理
を受けた際に、支持体側から光受容層中へ注入さ
れる正孔の移動を効果的に阻止することが出来
る。 この様に、前記端部層領域(E)に一方の極性の伝
導特性を支配する物質を含有させる場合には、光
受容層の残りの層領域、即ち、前記端部層領域(E)
を除いた部分の層領域(Z)には、他の極性の伝
導特性を支配する物質を含有させても良いし、或
いは、同極性の伝導特性を支配する物質を、端部
層領域(E)に含有され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。 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、端部層領域(E)に含有される前記物質の極性や
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、好ましくは0.001〜1000atomic ppm、
より好適には0.05〜500atomic ppm、最適には
0.1〜200atomic ppmとされるのが望ましい。 本発明に於いて、端部層領域(E)及び層領域
(Z)に同種の伝導性を支配する物質を含有させ
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。上記した場合の他に、本発明に於いて
は、光受容層中に、一方の極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、他方の極性
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、例えば光
受容層中に、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できる。 光受容層中に伝導特性を制御する物質(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、第2の層領域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,GaCl3,Ga(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,PBr5,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、好ましくは
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15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NH3
ス(純度99.99%)ボンベ、1105はHeガス
(純度99.999%)ボンベ、1106はH2ガス(純
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上に光受容層を
形成する場合の1例をあげると、ガスボンベ11
02よりSiH4/Heガス、ガスボンベ1103よ
りGeH4/Heガス、ガスボンベ1104より
NH3ガスをバルブ1122,1123,112
4を開いて出口圧ゲージ1127,1128,1
129の圧を1Kg/cm2に調整し、流入バルブ11
12,1113,1114を徐々に開けて、マス
フロコントローラ1107,1108,1109
内に夫々流入させる。引き続いて流出バルブ11
17,1118,1119、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NH3ガス流量との比が所
望の値になるように流出バルブ1117,111
8,1119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
1138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ガスおよびNH3ガス
の流量を手動あるいは外部駆動モータ等の方法に
よつてバルブ1118、バルブ1120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及び窒素原子の分布
濃度を制御する。 上記の様にして、所望時間グロー放電を維持し
て、所望層厚に、基体1137上に第1の層領域
(G)を形成する。所望層厚に第1の層領域(G)が形成
された段階に於いて、流出バルブ1116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第1の層領域(G)上にゲ
ルマニウム原子の実質的に含有されない第2の層
領域(S)を形成することが出来る。 第1の層領域(G)および第2の層領域(S)中
に、伝導性を支配する物質(C)を含有させるには、
第1の層領域(G)および第2の層領域(S)の形成
の際に例えばB2H6,PH3等のガスを堆積室11
01中に導入するガスに加えてやれば良い。 層形成を行つている間は層形成の均一化を図る
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15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表に示す条件で電子写真用像
形成部材としての試料(試料No.11―1〜17―4)
を夫々作成した(第2表)。 各試料に於けるゲルマニウム原子の含有分布濃
度は第16図に、又、窒素原子の含有分布濃度は
第17図に示される。 こうして得られた各試料を、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、2lux・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
ヤリアーを含む)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、
いずれの試料も解像力に優れ、階調再現性のよい
鮮明な高濃度の画像が得られた。 上記に於いて、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(10mW)を
用いて、静電像の形成を行つた以外は、上記と同
様のトナー画像形成条件にして、各試料に就いて
トナー転写画像の画質評価を行つたところ、いず
れの試料も解像力に優れ、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 2 第15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3表に示す条件で電子写真用像
形成部材としての試料(試料No.21−1〜27―4)
を夫々作成した(第4表)。 各試料に於けるゲルマニウム原子の含有分布濃
度は第16図に、又、窒素原子の含有分布濃度は
第17図に示される。 これ等の試料の夫々に就て、実施例1と同様の
画像評価テストを行つたところ、いずれの試料も
高品質のトナー転写画像を与えた。又、各試料に
就て38℃,80%RHの環境に於いて20万回の繰返
し使用テストを行つたところ、いずれの試料も画
像品質の低下は見られなかつた。
The present invention relates to light (here, light in a broad sense, including ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, X-rays, γ-rays, etc.)
It relates to photoconductive members sensitive to electromagnetic waves such as. As a photoconductive material for forming a photoconductive layer in a solid-state imaging device, an electrophotographic image forming member in the image forming field, or a document reading device, it is highly sensitive,
Must have a high signal-to-noise ratio [photocurrent (Ip)/dark current (Id)], have absorption spectral characteristics that match the spectral characteristics of the irradiated electromagnetic waves, have fast photoresponsiveness, and have the desired dark resistance value. Solid-state imaging devices are sometimes required to have characteristics such as being non-polluting to the human body and being able to easily process afterimages within a predetermined time. Particularly in the case of an electrophotographic image forming member incorporated into an electrophotographic apparatus used in an office as a business machine, the above-mentioned non-polluting property during use is an important point. Based on these points, amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) is a photoconductive material that has recently attracted attention.
German Publication No. 2,855,718 describes its application as an electrophotographic image forming member, and German Publication No. 2,933,411 describes its application to a photoelectric conversion/reading device. However, conventional photoconductive members having photoconductive layers composed of a-Si have poor electrical, optical, and photoconductive properties such as dark resistance, photosensitivity, and photoresponsiveness, as well as moisture resistance. The reality is that there are points that can be further improved in terms of usage environment characteristics and stability over time, which require a combined improvement in characteristics. For example, when applied to an electrophotographic image forming member, when trying to achieve high photosensitivity and high dark resistance at the same time, in the past, it was often observed that residual potential remained during use. When a conductive member is used repeatedly for a long period of time, fatigue accumulates due to repeated use, resulting in the so-called ghost phenomenon that causes afterimages, or when used repeatedly at high speeds, the response gradually decreases. There were many cases where spots appeared. Furthermore, a-Si has a relatively smaller absorption coefficient in the long wavelength region than in the short wavelength region of the visible light region, which makes it difficult to match with semiconductor lasers currently in practical use. However, when a commonly used halogen lamp or fluorescent lamp is used as a light source, there is still room for improvement in that the light on the longer wavelength side cannot be used effectively. In addition, if the irradiated light is not absorbed sufficiently in the photoconductive layer and the amount of light that reaches the support increases, the support itself will absorb the light that passes through the photoconductive layer. When the reflectance is high, interference due to multiple reflections occurs within the photoconductive layer, which is one of the causes of "blurring" of images. This effect becomes greater as the irradiation spot is made smaller in order to increase the resolution, and is a major problem especially when a semiconductor laser is used as the light source. Therefore, while efforts are being made to improve the properties of the a-Si material itself, it is necessary to take measures to solve all of the above-mentioned problems when designing photoconductive members. The present invention has been made in view of the above points, and includes a
-As a result of intensive research and study on Si from the viewpoint of its applicability as a photoconductive member used in electrophotographic image forming members, solid-state imaging devices, reading devices, etc., we found that silicon atoms Amorphous materials based on silicon atoms, especially amorphous materials containing at least either hydrogen atoms (H) or halogen atoms (X), so-called hydrogenated amorphous silicon, halogenated amorphous silicon Consisting of silicon or halogen-containing hydrogenated amorphous silicon (hereinafter "a-Si(H,X)" will be used as a generic term for these),
A photoconductive member that is designed and produced with the layer structure of a photoconductive member having a photoreceptive layer that exhibits photoconductivity specified as explained below not only exhibits extremely excellent properties in practical use. , it is superior in all respects to conventional photoconductive materials, has particularly excellent properties as a photoconductive material for electrophotography, and has excellent absorption on the long wavelength side. This is based on the discovery that it has excellent spectral characteristics. The present invention has stable electrical, optical, and photoconductive properties at all times, is suitable for all environments with almost no restrictions on usage environments, and has excellent photosensitivity on the long wavelength side and is extremely resistant to light fatigue. The main object of the present invention is to provide a photoconductive member that is durable, does not cause deterioration even after repeated use, and has no or almost no residual potential observed. Another object of the present invention is to provide a photoconductive member that has high photosensitivity in the entire visible light range, has excellent matching with semiconductor lasers in particular, and has fast photoresponse. Another object of the present invention is to maintain charge retention during charging processing for electrostatic image formation to such an extent that ordinary electrophotography can be applied very effectively when applied as an image forming member for electrophotography. It is an object of the present invention to provide a photoconductive member having sufficient performance. Still another object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography that can easily produce high-quality images with high density, clear halftones, and high resolution. Yet another object of the present invention is high photosensitivity,
Another object of the present invention is to provide a photoconductive member having high signal-to-noise ratio characteristics. The photoconductive member for electrophotography of the present invention includes a support for the photoconductive member for electrophotography, and a layer having a thickness of 30 mm formed of an amorphous material containing germanium atoms on the support.
A first layer region (H) having a thickness of Å to 50μ and a second layer region (S) having a layer thickness of 0.5 to 90μ and made of an amorphous material containing silicon atoms (but not containing germanium atoms) serve as the support. Layer thickness 1 to 100μ provided sequentially from the body side
A photoconductive member for electrophotography, comprising a photoreceptive layer having a photoconductivity of 0.001.
It is characterized by containing ~50 atomic % of nitrogen atoms, having a smooth concentration distribution, and having a maximum distribution concentration of 500 atomic ppm or more within 5 μm of layer thickness from the support side or free surface side of the layer. The photoconductive member of the present invention designed to have the above-mentioned layer structure can solve all of the above-mentioned problems, and has extremely excellent electrical, optical, photoconductive properties, and pressure resistance. and usage environment characteristics. The photoconductive member for electrophotography of the present invention (hereinafter abbreviated as photoconductive member) has no influence of residual potential on image formation, has stable electrical characteristics, has high sensitivity, and has a high signal-to-noise ratio. It has excellent light fatigue resistance and repeated use characteristics, and can stably and repeatedly produce high-quality images with high density, clear halftones, and high resolution. Further, the photoconductive member of the present invention has high photosensitivity in the entire visible light range, is particularly excellent in matching with semiconductor lasers, and has fast photoresponse. Hereinafter, the photoconductive member of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically shown to explain the layer configuration of a photoconductive member according to a first embodiment of the present invention. The photoconductive member 100 shown in FIG.
The photoreceptive layer 102 has a free surface 105 on one end surface. The light-receiving layer 102 is a-
First layer region (G)1 composed of Ge (Si, H, X)
03 and a-Si(H,X) and a second layer region (S) 104 having photoconductivity are laminated in this order. The germanium atoms contained in the first layer region (G) 103 may be uniformly distributed throughout the first layer region (G) 103, or may be distributed uniformly in the layer thickness direction. Although it is evenly contained, the distribution concentration may be non-uniform. However, in any case, it is evenly distributed in the in-plane direction parallel to the surface of the support, but from the point of view of making the properties uniform in the in-plane direction, is also necessary. Especially,
It is evenly contained in the layer thickness direction of the light-receiving layer 102 and is on the side opposite to the side where the support 101 is provided (the surface 105 side of the light-receiving layer 102).
It is contained in the first layer region (G) 103 so that it is distributed more toward the support 101 side than the other side, or so that it is distributed in the opposite direction. . In the photoconductive member of the present invention, as described above, the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region (G) is as described above in the layer thickness direction, and the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region (G) is as described above. It is desirable that the distribution be uniform in the in-plane direction parallel to the surface of the . In the present invention, germanium atoms are not contained in the second layer region (S) provided on the first layer region (G), and a light-receiving layer is not provided in such a layer structure. By forming, including the visible light region,
The photoconductive member can be made to have excellent photosensitivity to light having wavelengths in the entire range from relatively short wavelengths to relatively long wavelengths. Further, in one of the preferred embodiments, the distribution state of germanium atoms in the first layer region (G) is such that germanium atoms are continuously and evenly distributed in the entire layer region, and germanium atoms are Since the distribution concentration C in the layer thickness direction is given a change that decreases from the support side toward the second layer region (S), the first layer region (G) and the second layer region (S) By making the distribution concentration C of germanium atoms extremely large at the edge of the support as described later, the second layer can be used when a semiconductor laser or the like is used. Light on the long wavelength side, which is almost completely absorbed in the region (S), can be virtually completely absorbed in the first layer region (G), preventing interference due to reflection from the support surface. You can. Furthermore, in the photoconductive member of the present invention, each of the amorphous materials constituting the first layer region (G) and the second layer region (S) has a common constituent element of silicon atoms. Therefore, chemical stability is sufficiently ensured at the laminated interface. FIGS. 2 to 10 show typical examples in which the distribution state of germanium contained in the first layer region (G) of the photoconductive member in the present invention is uneven in the layer thickness direction. . In FIGS. 2 to 10, the horizontal axis represents the distribution concentration C of germanium atoms, and the vertical axis represents the first layer region.
(G) indicates the layer thickness, and t B is the first layer region (G) on the support side.
The position of the end face of t T is the first position opposite to the support side.
The position of the end face of the layer region (G) is shown. That is, the first layer region (G) containing germanium atoms is from the t B side.
t Layer formation occurs toward the T side. FIG. 2 shows a first typical example of the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region (G) in the layer thickness direction. In the example shown in FIG. 2, from the interface position tB where the surface where the first layer region (G) containing germanium atoms is formed and the surface of the first layer region (G) are in contact with each other,
Up to the position t 1 , the distribution concentration C of germanium atoms
is contained in the first layer region (G) where germanium atoms are formed while taking a constant value of C 1 , and the position t 1
The concentration is gradually and continuously decreased from C 2 to the interface position t T . At the interface position tT , the distribution concentration C of germanium atoms is C3 . In the example shown in FIG. 3, the distribution concentration C of the germanium atoms contained is from the position t B to the position t T
A distribution state is formed in which the concentration gradually and continuously decreases from C 4 until reaching C 3 at position t T . In the case of Figure 4, the distribution concentration C of germanium atoms is constant at a concentration C6 from position t B to position t 2 , and gradually and continuously between position t 2 and position t T. reduced, and at position t T , the distribution concentration C
is substantially zero (substantially zero here means less than the detection limit amount). In the case of Fig. 5, the distribution concentration C of germanium atoms is gradually decreased from the concentration C 3 from position t B to position t T , and becomes substantially zero at position t T. . In the example shown in FIG. 6, the distribution concentration C of germanium atoms between position t B and position t 3 is as follows:
The concentration C is a constant value of 9 , and at the position t T the concentration
It is said to be C 10 . Between the position t 3 and the position t T , the distribution concentration C is linearly decreased from the position t 3 to the position t T . In the example shown in FIG. 7, the distribution concentration C takes a constant value of concentration C 11 from position t B to position t 4 ,
From position t4 to position tT , the distribution state is such that the concentration decreases linearly from C12 to C13 . In the example shown in FIG. 8, from position t B to position t T
Up to , the distribution concentration C of germanium atoms decreases linearly from the concentration C 14 to substantially zero. In FIG. 9, the distribution concentration C of germanium atoms from position t B to position t 5 is the concentration C 15
The concentration C is linearly decreased to 16 , and the position t 5
An example is shown in which the concentration C 16 is kept at a constant value between and the position t T . In the example shown in FIG. 10, the distribution concentration C of germanium atoms is a concentration C 17 at the position t B , and is gradually decreased from this concentration C 17 until reaching the position t 6 , and then at t 6 . Near the position, the concentration decreases rapidly to a concentration C18 at position t6 . Between position t 6 and position t 7 , the concentration is decreased rapidly at first, then slowly and gradually decreased to reach C 19 at position t 7 , and then between position t 7 and position t 8 Then, it is gradually decreased very slowly to reach the concentration C 20 at position t 8 . Between position t8 and position tT , the concentration is reduced from C20 to substantially zero according to a curve shaped as shown in the figure. As described above with reference to FIGS. 2 to 10, some typical examples of the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region (G) in the layer thickness direction, in the present invention, On the support side, there is a part where the distribution concentration C of germanium atoms is high, and on the interface tT side, the distribution state of germanium atoms has a part where the distribution concentration C is considerably lower than that on the support side. One preferable example is the case where it is provided in the layer region (G). The first layer region (G) constituting the photoreceptive layer constituting the photoconductive member in the present invention is preferably on the support side as described above, or on the contrary, on the free back side. It is desirable to have a localized region (A) containing germanium atoms at a relatively high concentration. For example, if the localized region (A) is explained using the symbols shown in FIGS. 2 to 10, it is desirable that the localized region (A) be provided within 5 μm from the interface position t B. In the present invention, the localized region (A) may be the entire layer region (L T ) up to 5μ thick from the interface position t B , or may be a part of the layer region (L T ). In some cases, it may be done. Whether the localized region (A) is a part or all of the layer region (L T ) is appropriately determined according to the characteristics required of the photoreceptive layer to be formed. The localized region (A) has a distribution state of germanium atoms contained therein in the layer thickness direction, and the maximum value Cmax of the distribution concentration of germanium atoms is preferably 1000 atomic ppm or more with respect to the sum with silicon atoms,
More preferably 5000 atomic ppm or more, optimally 1
It is desirable to form a layer in such a way that a distribution state of 10 4 atomic ppm or more can be obtained. That is, in the present invention, the layer region (G) containing germanium atoms has a layer thickness from the support side.
It is preferable to form the layer so that the maximum value Cmax of the distribution concentration exists within 5μ (a layer region with a thickness of 5μ from t B ). In the present invention, the content of germanium atoms contained in the first layer region (G) may be appropriately determined as desired so as to effectively achieve the object of the present invention. preferably 1 to 10×10 5 atomic ppm, preferably
100-9.5× 105 atomic ppm, optimally 500-8×
It is desirable to set it to 10 5 atomic ppm. In the present invention, the layer thickness of the first layer region (G) and the second layer region (S) is one of the important factors for effectively achieving the object of the present invention. Considerable care must be taken in the design of the photoconductive member to ensure that the photoconductive member has the desired properties. In the present invention, the layer thickness T B of the first layer region (G) is
Preferably 30 Å to 50 μ, more preferably 40 Å to
It is desirable that the thickness be 40μ, optimally 50Å to 30μ. Further, the layer thickness T of the second layer region (S) is preferably 0.5 to 90μ, more preferably 1 to 80μ, and optimally 2 to 50μ. Layer thickness T B of the first layer region (G) and second layer region (S)
The sum of the layer thicknesses T (T B +T) of the layers of the photoconductive member is determined based on the organic relationship between the characteristics required for both layer regions and the characteristics required for the entire photoreceptive layer. It is determined as desired during design. In the photoconductive member of the present invention, the above (T B
The numerical range of +T) is preferably 1 to
100μ, more preferably 1-80μ, optimally 2-50μ
It is desirable that this is done. In a more preferred embodiment of the present invention, the above layer thickness T B and layer thickness T are preferably
When satisfying the relationship T B /T≦1, it is desirable to select appropriate numerical values for each. In selecting the numerical values of the layer thickness T B and the layer thickness T in the above case, it is more preferable that T B /T≦0.9,
Optimally, it is desirable that the values of layer thickness T B and layer thickness T be determined so that the relationship T B /T≦0.8 is satisfied. In the present invention, the content of germanium atoms contained in the first layer region (G) is 1×10 5 atomic
In the case of ppm or more, the layer thickness T B of the first layer region (G)
It is desirable that the thickness be quite thin, preferably 30μ or less, more preferably 25μ or less, and optimally 20μ or less. In the present invention, the halogen atoms (X) contained in the first layer region (G) and second layer region (S) constituting the light-receiving layer as necessary include fluorine atoms. , chlorine, bromine, and iodine, with fluorine and chlorine being particularly preferred. In the photoconductive member of the present invention, for the purpose of increasing photosensitivity and dark resistance, and further improving the adhesion between the support and the photoreceptive layer, the photoreceptive layer contains , a layer region (N) containing nitrogen atoms is provided. The nitrogen atoms contained in the photoreceptive layer may be evenly contained in the entire layer area of the photoreceptor layer,
Alternatively, it may be contained only in a part of the layer region of the photoreceptive layer and may be distributed ubiquitously. In the present invention, even if the distribution state of nitrogen atoms in the layer region (N) is uniform in the in-plane direction parallel to the surface of the support, the distribution state of nitrogen atoms in the layer region (N) is uniform. It is non-uniform in the thickness direction. In the example shown in FIG. 11, from position t B to position t 9
In the layer region up to, the distribution concentration of nitrogen atoms C
The concentration of (O) is C21 , and in the layer region from position t9 to position t10 , it increases sharply from t9 to t10 ,
At t 10 , the distribution concentration of nitrogen atoms reaches a peak value C 22 .
In the layer region from position t10 to position t11 , the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms decreases, and at position tT the concentration C21 decreases.
becomes. In the example shown in FIG. 12, from position t B to position t 12
In the layer region from t 12 to t 13, the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms is taken as the concentration C 23 , and in the layer region from position t 12 to t 13 , it increases rapidly from t 12 to t 13, and at position t 13 , the nitrogen atom distribution concentration C(N) is C 23 . The distribution concentration C(N) of nitrogen atoms takes a peak value C24 , and decreases until the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms becomes almost zero in the layer region from position t13 to position tT . In the example shown in FIG. 13, from position t B to position t 14
In the layer region up to, the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms is
The distribution concentration C(N) of nitrogen atoms gradually increases from C 25 to C 26 and reaches a peak value C 26 at position t 14 .
In the layer region from position t 14 to position t T , the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms decreases rapidly, and at position t T the concentration C 25
becomes. In the example shown in FIG. 14, the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms at position t B is concentration C 27 , and the distribution concentration C (N) decreases until position t 15 , and at t 15 , the concentration C (N) becomes C 28 . Become.
In the layer region from position t15 to position t16 , the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms is constant at a concentration C28 . position
In the layer region from t 16 to position t 17 , the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms increases, and the distribution concentration C at position t 17 increases.
(N) takes the peak value C29 . In the layer region from position t17 to position tT , the distribution concentration of nitrogen atoms C(N)
decreases to a concentration C 28 at position tT . In the present invention, when the main purpose of the layer region (N) containing nitrogen atoms provided in the photoreceptive layer is to improve photosensitivity and dark resistance, the entire layer region of the photoreceptive layer is In order to prevent charge injection from the free surface of the photoreceptive layer,
When it is provided near the free surface and the main purpose is to strengthen the adhesion between the support and the photoreceptive layer, it should be provided so as to occupy the end layer region (E) of the photoreception layer on the side of the support. provided. In the first case mentioned above, the content of nitrogen atoms contained in the layer region (N) is made relatively low in order to maintain high photosensitivity, and in the second case the content of nitrogen atoms contained in the layer region (N) is kept relatively low in order to maintain a high photosensitivity, and in the second case the content of nitrogen atoms contained in the layer region (N) is kept relatively low in order to maintain a high photosensitivity; In the third case, it is desirable to use a relatively large amount to prevent injection, and in the third case, to ensure strong adhesion to the support. In addition, for the purpose of achieving the above three at the same time,
It is distributed at a relatively high concentration on the support side, at a relatively low concentration at the center of the photoreceptive layer, and in the surface layer region on the free surface side of the photoreceptor layer, a layer with a large number of oxygen atoms is distributed. The distribution state of nitrogen atoms is defined as the layer region (N).
It should be formed inside. However, in order to prevent charge injection from the free surface, the distribution concentration of nitrogen atoms C(N) on the free surface side is
When a layer region (N) with a high concentration of nitrogen atoms is formed, when the layer region with a high distribution concentration of nitrogen atoms C(N) comes into contact with the atmosphere,
In the case of electrophotography, it is desirable that the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms is low in the immediate vicinity of the free surface, since moisture in the air may be adsorbed and cause image blurring. In the present invention, the content of nitrogen atoms contained in the layer region (N) provided in the photoreceptive layer depends on the characteristics required for the layer region (N) itself, or when the layer region (N) is attached to the support. When provided in direct contact with the support, it can be appropriately selected depending on the organic relationship, such as the relationship with the properties at the contact interface with the support. In addition, when another layer region is provided in direct contact with the layer region (N), the relationship with the characteristics of the other layer region and the characteristics at the contact interface with the other layer region The nitrogen atom content is appropriately selected with consideration given to the following. The amount of nitrogen atoms contained in the layer region (N) is
It can be determined as desired depending on the characteristics required of the photoconductive member to be formed, but preferably,
0.001~50atomic%, more preferably 0.002~
It is desirable that it be 40 atomic%, optimally 0.003 to 30 atomic%. In the present invention, whether the layer region (N) occupies the entire area of the photoreceptive layer or even if it does not occupy the entire area of the photoreceptor layer, the layer thickness of the photoreceptor layer is equal to the layer thickness T O of the layer region (N). When the proportion of T is sufficiently large, the upper limit of the content of nitrogen atoms in the layer region (N) is
It is desirable that it be sufficiently smaller than the above value. In the case of the present invention, the ratio of the layer thickness T O of the layer region (N) to the layer thickness T of the photoreceptive layer is two-fifths.
In such a case, the upper limit of the amount of oxygen atoms contained in the layer region (N) is preferably 30 atomic% or less, more preferably 20 atomic%.
% or less, preferably 10 atomic% or less. In the present invention, the layer region (N) containing nitrogen atoms constituting the photoreceptive layer contains nitrogen atoms at a relatively high concentration on the support side and near the free surface, as described above. It is desirable that the photoreceptive layer is provided with a localized region (B), and in this case, it is possible to further improve the adhesion between the support and the photoreceptive layer and to improve the receptive potential. The localized region (B) is desirably provided within 5 μm from the interface position t B or free surface t T , if explained using the symbols shown in FIGS. 11 to 14. In the present invention, the localized region (B) may be the entire layer region (L T ) up to 5μ thick from the interface position t B or free surface t T , or the layer region ( L T )
Sometimes it is considered a part of. Whether the localized region is a part or all of the layer region (L T ) is determined as appropriate depending on the characteristics required of the photoreceptive layer to be formed. The localized region (B) has a distribution state of oxygen atoms contained therein in the layer thickness direction, and the maximum distribution concentration C nax of oxygen atoms is preferably 500 atomic ppm or more,
More preferably 800 atomic ppm or more, optimally
It is desirable to form a layer so that a distribution state of 1000 atomic ppm or more can be obtained. That is, in the present invention, the layer region (N) containing nitrogen atoms is within 5 μm in layer thickness from the support side or free surface (layer region 5 μ thick from t B or t T ).
It is desirable that the distribution density C(N) be formed such that the maximum value C nax exists at . In the present invention, a discharge phenomenon such as a glow discharge method, a sputtering method, or an ion plating method is used to form the first layer region (G) composed of a-Ge (Si, H, X). It is made by a vacuum deposition method. For example, to form the first layer region (G) composed of a-Ge (Si, H, X) by the glow discharge method, germanium atoms (Ge) can basically be supplied. Raw material gas for Ge supply, raw material gas for Si supply that can supply silicon atoms (Si), raw material gas for introducing hydrogen atoms (H), and/or raw material gas for introducing halogen atoms (X), if necessary. A raw material gas is introduced at a desired gas pressure into a deposition chamber whose interior can be reduced in pressure, and a glow discharge is generated within the deposition chamber, thereby depositing a-Ge on the surface of a predetermined support that has been placed at a predetermined position. A layer consisting of (Si, H, X) may be formed. Furthermore, in order to contain germanium atoms in a non-uniform distribution state, a layer consisting of a-Ge (Si, H, X) must be formed while controlling the distribution concentration of germanium atoms according to a desired rate of change curve. Good. In addition, when forming by sputtering method, for example, a target composed of Si or a target composed of Si is formed in an atmosphere of an inert gas such as Ar or He or a mixed gas based on these gases.
Using two targets composed of Ge,
Or using a mixed target of Si and Ge,
If necessary, raw material gas for supplying Ge diluted with diluting gas such as He or Ar, and gas for introducing hydrogen atoms (H) or/and halogen atoms (X) as necessary for sputtering. This is accomplished by introducing the desired gas into a deposition chamber and creating a plasma atmosphere of the desired gas. In order to make the distribution of germanium atoms non-uniform, for example, the target may be sputtered while controlling the gas flow rate of the raw material gas for supplying Ge according to a desired rate of change curve. Substances that can be used as raw material gas for supplying Si used in the present invention include SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 ,
Gaseous or gasifiable silicon hydride (silanes) such as Si 4 H 10 can be effectively used, especially because of its ease of handling during layer creation work and good Si supply efficiency. In this respect, SiH 4 and Si 2 H 6 are preferred. Substances that can be used as raw material gas for Ge supply include:
GeH 4 , Ge 2 H 6 , Ge 3 H 8 , Ge 4 H 10 , Ge 5 H 12 ,
Ge 6 H 14 , Ge 7 H 16 , Ge 8 H 18 , Ge 9 H 20 and other germanium hydrides in a gaseous state or that can be gasified are mentioned as those that can be effectively used, especially during layer formation work. GeH 4 , Ge 2 H 6 , and Ge 3 H 8 are preferred in terms of ease of handling, good Ge supply efficiency, and the like. Many halogen compounds are effective as the raw material gas for introducing halogen atoms used in the present invention, such as halogen gas, halides, interhalogen compounds, halogen-substituted silane derivatives, etc. Preferred examples include halogen compounds that can be converted into Further, a silicon hydride compound containing a halogen atom, which is in a gaseous state or can be gasified and whose constituent elements are a silicon atom and a halogen atom, can also be mentioned as an effective compound in the present invention. Specifically, halogen compounds that can be suitably used in the present invention include fluorine, chlorine, bromine,
Iodine halogen gas, BrF, ClF, ClF 3 ,
Examples include interhalogen compounds such as BrF 5 , BrF 3 , IF 3 , IF 7 , ICl, and IBr. Preferred examples of silicon compounds containing halogen atoms, so-called silane derivatives substituted with halogen atoms, include silicon halides such as SiF 4 , Si 2 F 6 , SiCl 4 , and SiBr 4 . I can do it. When forming the characteristic photoconductive member of the present invention using a glow discharge method using such a silicon compound containing a halogen atom, the material gas that can supply Si together with the material gas for supplying Ge is used. The first layer region (G) made of a-SiGe containing halogen atoms can be formed on a desired support without using silicon hydride gas. When creating the first layer region (G) containing halogen atoms according to the glow discharge method, basically, for example, silicon halide, which is the raw material gas for supplying Si, and
Germanium hydride, which is the source gas for supplying Ge, and gases such as Ar, H 2 , He, etc. are introduced into the deposition chamber to form the first layer region (G) at a predetermined mixing ratio and gas flow rate. The first layer region (G) can be formed on the desired support by generating a glow discharge and forming a plasma atmosphere of these gases, but the introduction of hydrogen atoms In order to more easily control the ratio, a desired amount of hydrogen gas or a silicon compound gas containing hydrogen atoms may be mixed with these gases to form a layer. Moreover, each gas may be used not only as a single species but also as a mixture of multiple species at a predetermined mixing ratio. a-SiGe by ion plating method
In order to form the first layer region (G) consisting of (H, This can be done by heating and evaporating the evaporation source using a resistance heating method, an electron beam method (EB method), or the like, and passing the flying evaporated material through a desired gas plasma atmosphere. At this time, in order to introduce halogen atoms into the layer formed by either the sputtering method or the ion plating method, a gas of the above-mentioned halogen compound or a silicon compound containing the above-mentioned halogen atoms is introduced into the deposition chamber. It is sufficient to introduce the gas to form a plasma atmosphere of the gas. In addition, when introducing hydrogen atoms, a raw material gas for introducing hydrogen atoms, for example, H 2 or gases such as the above-mentioned silanes and/or germanium hydride, is introduced into the deposition chamber for sputtering. It is sufficient to form a plasma atmosphere of the gases. In the present invention, the above-mentioned halogen compounds or halogen-containing silicon compounds are effectively used as raw material gases for introducing halogen atoms, but in addition, HF, HCl,
Hydrogen halides such as HBr, HI, SiH 2 F 2 ,
Halogen-substituted silicon hydrides such as SiH 2 I 2 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiH 2 Br 2 , SiHBr 3 , and GeHF 3 ,
GeH 2 F 2 , GeH 3 F, GeHCl 3 , GeH 2 Cl 2 ,
GeH 3 Cl, GeHBr 3 , GeH 2 Br 2 , GeH 3 Br,
GeHI 3 , GeH 2 I 2 , GeH 3 I and other hydrogenated germanium halides, halides containing hydrogen atoms as one of their constituents, GeF 4 , GeCl 4 , GeBr 4 ,
Germanium halides such as GeI 4 , GeF 2 , GeCl 2 , GeBr 2 , GeI 2 and other gaseous or gasifiable substances may also be mentioned as effective starting materials for forming the first layer region (G). I can do it. The halides containing hydrogen atoms in these substances introduce halogen atoms into the layer when forming the first layer region (G), and at the same time introduce hydrogen atoms, which are extremely effective in controlling electrical or photoelectric properties. Therefore, in the present invention, it is used as a suitable raw material for introducing halogen. In order to structurally introduce hydrogen atoms into the first layer region (G), in addition to the above, H 2 , SiH 4 , Si 2 H 6 ,
Silicon hydride such as Si 3 H 8 , Si 4 H 10 with germanium or germanium compound for supplying Ge, or GeH 4 , Ge 2 H 6 , Ge 3 H 8 , Ge 4 H 10 , Ge 5 H 12 ,
Generating a discharge by coexisting germanium hydride such as Ge 6 H 14 , Ge 7 H 16 , Ge 8 H 18 , Ge 9 H 20 and silicon or a silicon compound for supplying Si in a deposition chamber. But it can be done. In a preferred example of the present invention, the amount of hydrogen atoms (H), the amount of halogen atoms (X), or the amount of hydrogen atoms contained in the first layer region (G) constituting the photoreceptive layer to be formed, The sum of the amounts of halogen atoms (H+X) is preferably 0.01 to 40 atomic%, more preferably 0.05
It is desirable to set it to ~30 atomic%, optimally 0.1 to 25 atomic%. In order to control the amount of hydrogen atoms (H) and/or halogen atoms (X) contained in the layer region (G) in FIG. The amount of the starting material used to contain the atoms (X) introduced into the deposition system, the discharge force, etc. may be controlled. In the present invention, in order to form the second layer region (S) composed of a-Si(H,X), the starting material (I) for forming the first layer region (G) described above is used. From inside,
When forming the first layer region (G) using the starting material [starting material for forming the second layer region (S)] excluding the starting material that becomes the raw material gas for supplying Ge; , following similar methods and conditions. That is, in the present invention, a discharge phenomenon such as a glow discharge method, a sputtering method, or an ion plating method is used to form the second layer region (S) composed of a-Si(H,X). It is made by a vacuum deposition method. For example, in order to form the second layer region (S) composed of a-Si (H, Along with the raw material gas for supplying Si, a raw material gas for introducing hydrogen atoms (H) and/or halogen atoms (X) as needed is introduced into a deposition chamber whose interior can be reduced in pressure. A-Si is deposited on the surface of a predetermined support that has been placed at a predetermined position.
It is sufficient to form a layer consisting of (H,X). or,
For example, when forming by sputtering method,
When sputtering a target composed of Si in an atmosphere of an inert gas such as Ar or He or a mixed gas based on these gases, it is necessary to introduce hydrogen atoms (H) and/or halogen atoms (X). The gas may be introduced into the deposition chamber for sputtering. In the present invention, hydrogen atoms (H) contained in the second layer region (S) constituting the photoreceptive layer to be formed
, the amount of halogen atoms (X), or the sum of the amounts of hydrogen atoms and halogen atoms (H+X) is preferably 1 to 40 atomic%, more preferably 5 to 40 atomic%.
It is desirable that it be 30 atomic %, most preferably 5 to 25 atomic %. In the present invention, in order to provide the layer region (N) containing nitrogen atoms in the photoreceptive layer, when forming the photoreceptive layer, the starting material for introducing nitrogen atoms is added to the above-mentioned starting material for forming the photoreceptive layer. It may be used together with the starting material and contained in the formed layer while controlling its amount. When a glow discharge method is used to form the layer region (N), a starting material for introducing nitrogen atoms is added to a material selected as desired from among the starting materials for forming the photoreceptive layer described above. It will be done. As the starting material for introducing nitrogen atoms, most of the gaseous substances containing at least nitrogen atoms or gasified substances that can be gasified can be used. For example, a raw material gas containing silicon atoms (Si), a raw material gas containing nitrogen atoms (N), and hydrogen atoms (H) or halogen atoms (X) as necessary. Either a raw material gas is mixed at a desired mixing ratio, or a raw material gas whose constituent atoms are silicon atoms (Si) and a raw material gas whose constituent atoms are nitrogen atoms (N) and hydrogen atoms (H) are used. , also in a desired mixing ratio, or a raw material gas containing silicon atoms (Si) and three atoms of silicon atoms (Si), nitrogen atoms (N), and hydrogen atoms (H). It can be used in combination with a raw material gas having two constituent atoms. Also, separately, silicon atoms (Si) and hydrogen atoms (H)
You may mix and use the raw material gas which has a nitrogen atom (N) as a constituent atom with the raw material gas which has a nitrogen atom (N) as a constituent atom. Starting materials that can be effectively used as raw material gases for introducing nitrogen atoms (N) used when forming the layer region (N) include those in which N is a constituent atom or N and H are constituent atoms. Atoms such as nitrogen (N 2 ), ammonia (NH 3 ), hydrazine (N 2 NNH 2 ), hydrogen azide (HN 3 ), ammonium azide (NH 4 N 3 ), and other gaseous or gasifiable substances. Mention may be made of nitrogen, nitrogen compounds such as nitrides and azides. In addition to this, in addition to introducing nitrogen atoms (N), halogen atoms (X) can also be introduced, so nitrogen trifluoride (F 3 N), nitrogen tetrafluoride (F 4 N 2 ), etc. Mention may be made of halogenated nitrogen compounds. In the present invention, the layer region (N) may further contain oxygen atoms in addition to nitrogen atoms in order to further enhance the effect obtained by oxygen atoms. Examples of raw material gases for introducing oxygen atoms into the layer region (N) include oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), nitrogen monoxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), Nitrogen monoxide (N 2 O), nitrogen sesquioxide (N 2 O 3 ), trinitrogen tetraoxide (N 2 O 4 ), nitrogen pentoxide (N 2 O 5 ), nitrogen trioxide (NO 3 ), silicon atoms (Si), oxygen atom (O), and hydrogen atom (H) as constituent atoms, such as lower siloxanes such as disiloxane (H 3 SiOSiH 3 ) and trisiloxane (H 3 SiOSiH 2 OSiH 3 ). I can do it. To form the layer region (N) containing nitrogen atoms by the sputtering method, a monocrystalline or polycrystalline Si wafer or a Si 3 N 4 wafer, or a Si
This can be carried out by targeting a wafer containing a mixture of Si 3 N 4 and Si 3 N 4 and sputtering them in various gas atmospheres. For example, if a Si wafer is used as a target, nitrogen atoms and optionally hydrogen atoms or/and
The raw material gas for introducing halogen atoms is diluted with a diluting gas as necessary and introduced into a sputtering deposition chamber, and a gas plasma of these gases is formed to sputter the Si wafer. Good. Alternatively, by using Si and Si 3 N 4 as separate targets, or by using a mixed target of Si and Si 3 N 4 , a dilution gas atmosphere can be created as a sputtering gas. This is accomplished by sputtering in a gas atmosphere containing at least hydrogen atoms (H) and/or halogen atoms (X) as constituent atoms. As the raw material gas for introducing nitrogen atoms, the raw material gas for introducing nitrogen atoms among the raw material gases shown in the glow discharge example described above can be used as an effective gas also in the case of sputtering. In the present invention, when a layer region (N) containing nitrogen atoms is provided when forming a photoreceptive layer, the distribution concentration C of nitrogen atoms contained in the layer region (N) is
In the case of glow discharge, in order to form a layer region (N) having a desired depth profile by changing (N) in the layer thickness direction,
This is accomplished by introducing a starting material gas for introducing nitrogen atoms whose distributed concentration C(N) is to be changed into a deposition chamber while appropriately changing the gas flow rate according to a desired rate of change curve. Ru. For example, the opening of a predetermined needle valve provided in the middle of the gas flow path system may be gradually changed by any commonly used method such as manually or by using an externally driven motor. At this time, for example, a microcomputer or the like may be used to control the flow rate according to a pre-designed change rate curve to obtain a desired content rate curve. When the layer region (N) is formed by sputtering, the distribution concentration of nitrogen atoms in the layer thickness direction C(N)
In order to form a desired depth profile of nitrogen atoms in the layer thickness direction by changing the depth profile in the layer thickness direction, first, as in the case of the glow discharge method, the starting point for introducing nitrogen atoms is This is accomplished by using the substance in a gaseous state and appropriately varying the gas flow rate at which the gas is introduced into the deposition chamber as desired. Second, the target for sputtering,
For example, if a mixed target of Si and Si 3 N 4 is used, the mixing ratio of Si and Si 3 N 4 can be changed in advance in the layer thickness direction of the target. will be accomplished. In the photoconductive member of the present invention, the first layer region (G) containing germanium atoms and/or the second layer region (S) containing no germanium atoms
The layer region (G) and/or the layer region (S) are contained in the layer region (G) and/or the layer region (S) by containing a substance (C) that controls conduction properties.
The conduction properties of can be arbitrarily controlled as desired. In the present invention, the substance (C) that controls conduction properties
The layer region (PN) containing may be provided in a part or the entire layer region of the photoreceptive layer. Alternatively, the layer region (PN) may be provided in a part or all of the layer region (G) or the layer region (S). Examples of substances (C) that control conduction characteristics include so-called impurities in the semiconductor field.
In the present invention, a p-type impurity that imparts p-type conductivity to Si or Ge, and an n-type impurity that imparts n-type conductivity to Si or Ge can be mentioned. Specifically, p-type impurities include atoms belonging to a group of the periodic table (group atoms), such as B (boron), Al (aluminum), Ga (gallium), In (indium), and Tl (thallium). Among them, B and Ga are particularly preferably used. Examples of n-type impurities include atoms belonging to a group of the periodic table (group atoms), such as P (phosphorus), AS (arsenic), Sb (antimony), Bi (bismuth), etc.
In particular, P and As are preferably used. In the present invention, the content of the substance (C) that controls the conduction properties contained in the photoreceptive layer is determined by the content of the substance (C) that controls the conduction properties required for the photoreception layer, or is provided in direct contact with the photoreception layer. Relationships with the characteristics of other layers and supports, and the characteristics at the contact interface with other layers and supports, etc.
Depending on the organic relationship, it can be selected as appropriate. In addition, when the substance for controlling the conduction properties is contained in the photoreceptive layer locally in a desired layer region of the photoreceptor layer, particularly at the edge of the photoreceptor layer on the side of the support. When containing in the substratum region (E),
The properties of the other layer regions provided in direct contact with the layer region (E) and the relationship with the properties at the contact interface with the other layer regions are also considered, and the material controlling the conduction properties is determined. The content is selected appropriately. In the present invention, the content of the substance (C) that controls conduction properties contained in the layer region (PN) is as follows:
Preferably 0.01 to 5×10 4 atomic ppm, more preferably 0.5 to 1×10 4 atomic ppm, optimally 1 to 5
It is desirable to set it to ×10 3 atomic ppm. In the present invention, the content of the substance (C) in the layer region (PN) containing the substance (C) that controls conduction characteristics is preferably 30 atomic ppm or more, more preferably 50 atomic ppm or more, Optimally 100atomic
ppm or more, the substance (C) is preferably contained locally in some layer regions of the photoreceptive layer, and is particularly unevenly distributed in the layer region (E) at the end of the photoreceptive layer on the side of the support. It is desirable to contain it so as to Among the above, by containing the substance (C) that controls the conduction characteristics in the support-side end layer region (E) of the photoreceptive layer in a content that is greater than or equal to the above-mentioned value,
For example, when the substance (C) to be contained is the p-type impurity described above, the movement of electrons injected from the support side into the photoreceptive layer when the free surface of the photoreceptive layer is subjected to polar charging treatment is inhibited. can be effectively prevented,
In addition, when the substance to be included is the above-mentioned n-type impurity, when the free surface of the photoreceptive layer is subjected to polar charging treatment, the movement of holes injected from the support side into the photoreceptor layer is inhibited. can be effectively prevented. In this way, when the end layer region (E) contains a substance that controls conductivity of one polarity, the remaining layer region of the photoreceptive layer, that is, the end layer region (E)
The layer region (Z) excluding the part may contain a substance that controls the conduction characteristics of the other polarity, or the material that controls the conduction characteristics of the same polarity may be added to the end layer region (Z). ) may be contained in an amount much smaller than the actual amount contained in (). In such a case, the content of the substance (C) that controls the conduction characteristics contained in the layer region (Z) depends on the polarity and content of the substance contained in the end layer region (E). It is determined as desired depending on the situation, but preferably 0.001 to 1000 atomic ppm,
More preferably 0.05-500 atomic ppm, optimally
It is desirable to set it to 0.1-200 atomic ppm. In the present invention, when the end layer region (E) and the layer region (Z) contain the same type of substance governing conductivity, the content in the layer region (Z) is preferably It is desirable to set it to 30 atomic ppm or less. In addition to the above-mentioned cases, in the present invention, the photoreceptive layer contains a layer region containing a substance controlling conductivity having one polarity, and a substance controlling conductivity having the other polarity. It is also possible to provide a so-called depletion layer in the contact region by directly contacting a layer region containing . For example, the layer region containing the p-type impurity and the layer region containing the n-type impurity are provided in the photoreceptive layer so as to be in direct contact with each other to form a so-called pn junction. A depletion layer can be provided. In order to structurally introduce a substance (C) that controls conduction properties into the photoreceptive layer, such as a group atom or a group atom, a starting material for introducing a group atom or a group atom is introduced during layer formation. The starting materials for forming the second layer region can be introduced in gaseous form into the deposition chamber together with the other starting materials for forming the second layer region. As a starting material for introducing such a group atom, it is desirable to employ a material that is gaseous at room temperature and pressure, or that can be easily gasified at least under layer-forming conditions. As starting materials for introducing such group atom, specifically, for introducing boron atom,
B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 9 , B 5 H 11 , B 6 H 10 , B 6 H 12 ,
Examples include boron hydrides such as B 6 H 14 and boron halides such as BF 3 , BCl 3 , BBr 3 and the like. In addition,
AlCl 3 , GaCl 3 , Ga(CH 3 ) 3 , InCl 3 , TlCl 3 and the like can also be mentioned. In the present invention, effective starting materials for introducing group atoms include hydrogenated phosphorus such as PH 3 , P 2 H 4 , PH 4 I, PF 3 ,
Examples include phosphorus halides such as PF5 , PCl3 , PCl5 , PBr3 , PBr5 , PI3 . In addition, AsH 3 , AsF 3 ,
AsCl 3 , AsBr 3 , AsF 5 , SbH 3 , SbF 3 , SbF 5 ,
SbCl 3 , SbCl 5 , BiH 3 , BiCl 3 , BiBr 3 and the like can also be mentioned as effective starting materials for introducing group atoms. The support used in the present invention may be electrically conductive or electrically insulating. Examples of the conductive support include NiCr, stainless steel, Al,
Examples include metals such as Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, and Pd, and alloys thereof. As the electrically insulating support, films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose, acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, glass, ceramic, paper, etc. are usually used. Ru. Preferably, at least one surface of these electrically insulating supports is conductively treated, and another layer is preferably provided on the conductively treated surface side. For example, if it is glass, NiCr,
Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt,
Conductivity can be imparted by providing a thin film made of Pd, In 2 O 3 , SnO 2 , ITO (In 2 O 3 +SnO 2 ), etc., or if it is a synthetic resin film such as polyester film, NiCr, Al ,Ag,Pb,Zn,Ni,
A thin film of metal such as Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, etc. is provided on the surface by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, etc., or the surface is laminated with the metal, Conductivity is imparted to the surface. The shape of the support may be any shape such as a cylinder, a belt, or a plate, and the shape is determined as desired. For example, the photoconductive member 100 in FIG. If used as a forming member, it is preferably in the form of an endless belt or a cylinder in the case of continuous high-speed copying. The thickness of the support is determined appropriately so that the desired photoconductive member is formed, but when flexibility is required as a photoconductive member, the support can sufficiently function as a support. It is made as thin as possible within this range. However, in such a case, from the viewpoint of manufacturing and handling of the support, mechanical strength, etc., it is preferable to
It is considered to be 10μ or more. Next, an outline of an example of the method for manufacturing a photoconductive member of the present invention will be explained. FIG. 15 shows an example of a photoconductive member manufacturing apparatus. Gas cylinders 1102 to 1106 in the diagram include
The raw material gas for forming the photoconductive member of the present invention is sealed, for example, 110
2 is SiH 4 gas diluted with He (99.999% purity,
Hereinafter, it will be abbreviated as SiH 4 /He. ) cylinder, 1103 is He
GeH4 gas diluted with (purity 99.999% or less)
Abbreviated as GeH 4 /He. ) cylinder, 1104 is a NH 3 gas (purity 99.99%) cylinder, 1105 is a He gas (purity 99.999%) cylinder, and 1106 is a H 2 gas (purity 99.999%) cylinder. In order to flow these gases into the reaction chamber 1101, valves 112 of gas cylinders 1102 to 1106 are used.
2-1126, confirm that the leak valve 1135 is closed, and also check that the inflow valve 1112-1126 is closed.
Step 1116: After confirming that the outflow valves 1117 to 1121 and the auxiliary valves 1132 and 1133 are open, first open the main valve 1134 to exhaust the reaction chamber 1101 and each gas pipe. Next, when the reading on the vacuum gauge 1136 reaches approximately 5×10 -6 torr, the auxiliary valves 1132 and 1133 and the outflow valves 1117 to 1121 are closed. Next, to give an example of forming a light-receiving layer on the cylindrical substrate 1137, the gas cylinder 11
SiH 4 /He gas from 02, GeH 4 /He gas from gas cylinder 1103, GeH 4 /He gas from gas cylinder 1104
NH 3 gas valves 1122, 1123, 112
4 and outlet pressure gauges 1127, 1128, 1
Adjust the pressure of 129 to 1Kg/cm 2 and open the inflow valve 11.
12, 1113, 1114 gradually, and the mass flow controllers 1107, 1108, 1109
Let them flow into each other. Subsequently, the outflow valve 11
17, 1118, 1119, auxiliary valve 1132
are gradually opened to allow each gas to flow into the reaction chamber 1101. At this time, the SiH 4 /He gas flow rate and
The outflow valves 1117 and 111 are adjusted so that the ratio between the GeH 4 /He gas flow rate and the NH 3 gas flow rate becomes a desired value.
8 and 1119, and also adjust the opening of the main valve 1134 while checking the reading on the vacuum gauge 1136 so that the pressure inside the reaction chamber 1101 reaches the desired value. After confirming that the temperature of the substrate 1137 is set to a temperature in the range of 50 to 400°C by the heating heater 1138, the power source 1140 is set to the desired power to generate glow discharge in the reaction chamber 1101. At the same time, the openings of the valves 1118 and 1120 are gradually changed by controlling the flow rates of GeH 4 /He gas and NH 3 gas manually or by using an external drive motor, etc., according to a pre-designed rate of change curve. The distribution concentration of germanium atoms and nitrogen atoms contained in the layer formed by this method is controlled. In the manner described above, the glow discharge is maintained for a desired time to form a first layer region on the substrate 1137 to a desired layer thickness.
Form (G). At the stage where the first layer region (G) has been formed to the desired layer thickness, the same conditions and procedures are followed except for completely closing the outflow valve 1116 and changing the discharge conditions as necessary. By maintaining the glow discharge for a desired period of time, a second layer region (S) substantially free of germanium atoms can be formed on the first layer region (G). In order to contain a substance (C) that controls conductivity in the first layer region (G) and the second layer region (S),
When forming the first layer region (G) and the second layer region (S), a gas such as B 2 H 6 or PH 3 is supplied to the deposition chamber 11.
It may be added to the gas introduced into 01. During layer formation, the base 1137 is preferably rotated at a constant speed by a motor 1139 in order to ensure uniform layer formation. Examples will be described below. Example 1 Samples (sample Nos. 11-1 to 17-4) as electrophotographic image forming members were prepared on a cylindrical Al substrate under the conditions shown in Table 1 using the manufacturing apparatus shown in FIG. 15.
(Table 2). The concentration distribution of germanium atoms in each sample is shown in FIG. 16, and the distribution concentration of nitrogen atoms in each sample is shown in FIG. Each sample obtained in this way was placed in a charging exposure experimental device and corona charged at 5.0KV for 0.3 seconds.
A light image was immediately irradiated. The optical image was generated using a tungsten lamp light source, and a light intensity of 2lux·sec was irradiated through a transmission type test chart. Immediately thereafter, a good toner image was obtained on the imaging member surface by cascading a charged developer (including toner and carrier) over the imaging member surface. the toner image on the imaging member;
Transferred onto transfer paper with 5.0KV corona charging,
All samples had excellent resolution, and clear, high-density images with good gradation reproducibility were obtained. In the above, the toner image forming conditions were the same as above, except that an 810 nm GaAs semiconductor laser (10 mW) was used instead of a tungsten lamp as the light source, and an electrostatic image was formed. When the image quality of the toner-transferred images was evaluated, all samples had excellent resolution and clear, high-quality images with good gradation reproducibility were obtained. Example 2 Samples (sample Nos. 21-1 to 27-4) as electrophotographic image forming members were prepared on a cylindrical Al substrate using the manufacturing apparatus shown in FIG. 15 under the conditions shown in Table 3.
(Table 4). The concentration distribution of germanium atoms in each sample is shown in FIG. 16, and the distribution concentration of nitrogen atoms in each sample is shown in FIG. When each of these samples was subjected to the same image evaluation test as in Example 1, all of the samples provided high quality toner transfer images. Furthermore, when each sample was tested for repeated use 200,000 times in an environment of 38°C and 80% RH, no deterioration in image quality was observed in any of the samples.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【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
[Table] Common layer forming conditions in the above embodiments of the present invention are shown below. Substrate temperature: germanium atom (Ge) containing layer
...About 200℃ Germanium atom (Ge)-free layer
...Approx. 250℃ Discharge frequency: 13.56MHz Reaction chamber pressure during reaction: 0.3Torr

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

第1図は、本発明の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
夫々光受容層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図乃至第14図は
夫々光受容層中の窒素原子の分布状態を説明する
ための説明図、第15図は、本発明で使用された
装置の模式的説明図で、第16図、第17図は
夫々本発明の実施例に於ける各原子の含有分布状
態を示す分布状態図である。 100……光導電部材、101……支持体、1
02……光受容層。
FIG. 1 is a schematic layer structure diagram for explaining the layer structure of the photoconductive member of the present invention, and FIGS. 2 to 10 are illustrations for explaining the distribution state of germanium atoms in the photoreceptive layer, respectively. 11 to 14 are explanatory views for explaining the distribution state of nitrogen atoms in the photoreceptive layer, respectively. FIG. 15 is a schematic explanatory view of the apparatus used in the present invention, and FIG. 17 are distribution state diagrams showing the content distribution state of each atom in the embodiment of the present invention. 100...Photoconductive member, 101...Support, 1
02...Photoreceptive layer.

Claims (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、ゲルマニウム原子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(G)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(S)とが前記支持体側より順に設けられた層
厚1〜100μの光導電性を示す光受容層とからな
る電子写真用光導電部材であつて、該光受容層は
含有量0.001〜50atomic%の窒素原子を含有し、
その濃度分布が滑らかで且つ該層の支持体側また
は自由表面側から層厚で5μ以内に500atomic
ppm以上の最大分布濃度がある事を特徴とする電
子写真用光導電部材。 2 第1の層領域(G)及び第2の層領域(S)の少
なくともいずれか一方に水素原子が含有されてい
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 第1の層領域(G)及び第2の層領域(S)の少
なくともいずれか一方にハロゲン原子が含有され
ている特許請求の範囲第1項及び同第2項に記載
の電子写真用光導電部材。 4 第1の層領域(S)中に於けるゲルマニウム
原子の分布状態が不均一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。 5 第1の層領域(S)中に於けるゲルマニウム
原子の分布状態が均一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。 6 光受容層中に伝導性を支配する物質が含有さ
れてい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。 7 伝導性を支配する物質が周期律表第族に属
する原子である特許請求の範囲第6項に記載の電
子写真用光導電部材。 8 伝導性を支配する物質が周期律表第族に属
する原子である特許請求の範囲第6項に記載の電
子写真用光導電部材。
[Scope of Claims] 1. A support for a photoconductive member for electrophotography, and a first layer region (G) with a layer thickness of 30 Å to 50 μ made of an amorphous material containing germanium atoms on the support. and a second layer region (S) with a layer thickness of 0.5 to 90 μ made of an amorphous material containing silicon atoms (but not containing germanium atoms) are provided in order from the support side. A photoconductive member for electrophotography comprising a photoreceptive layer exhibiting photoconductivity, the photoreceptor layer containing nitrogen atoms in a content of 0.001 to 50 atomic%,
The concentration distribution is smooth and 500 atoms within 5μ in layer thickness from the support side or free surface side of the layer.
A photoconductive member for electrophotography, characterized by having a maximum distribution concentration of ppm or more. 2. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein at least one of the first layer region (G) and the second layer region (S) contains hydrogen atoms. 3. The electrophotographic light according to Claims 1 and 2, wherein at least one of the first layer region (G) and the second layer region (S) contains a halogen atom. conductive member. 4. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the distribution state of germanium atoms in the first layer region (S) is non-uniform. 5 Claim 1 in which the germanium atoms are uniformly distributed in the first layer region (S)
A photoconductive member for electrophotography as described in 1. 6. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the photoreceptive layer contains a substance that controls conductivity. 7. The photoconductive member for electrophotography according to claim 6, wherein the substance that controls conductivity is an atom belonging to Group 3 of the periodic table. 8. The photoconductive member for electrophotography according to claim 6, wherein the substance that controls conductivity is an atom belonging to Group 3 of the periodic table.
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