JPH0217108B2 - - Google Patents

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JPH0217108B2
JPH0217108B2 JP58245314A JP24531483A JPH0217108B2 JP H0217108 B2 JPH0217108 B2 JP H0217108B2 JP 58245314 A JP58245314 A JP 58245314A JP 24531483 A JP24531483 A JP 24531483A JP H0217108 B2 JPH0217108 B2 JP H0217108B2
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JP
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layer region
silicon
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JP58245314A
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Keishi Saito
Yukihiko Oonuki
Shigeru Oono
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPS60140257A publication Critical patent/JPS60140257A/ja
Publication of JPH0217108B2 publication Critical patent/JPH0217108B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
本発明は、光ここでは広矩の光で、玫倖光
線、可芖光線、赀倖光線、線、γ線等を瀺す
の様な電磁波に感受性のある電子写真甚光導電郚
材以䞋、単に光導電郚材ずいうに関する。 固䜓撮像装眮、或いは像圢成分野における電子
写真甚像圢成郚材や原皿読取装眮における光導電
局を圢成する光導電材料ずしおは、高感床で、
SN比光電流Ip暗電流Id〕が高く、照
射する電磁波のスペクトル特性にマツチングした
吞収スペクトル特性を有するこず、光応答性が速
く、所望の暗抵抗倀を有するこず、䜿甚時におい
お人䜓に察しお無公害であるこず、曎には固䜓撮
像装眮においおは、残像を所定時間内に容易に凊
理するこずができるこず等の特性が芁求される。
殊に、事務機ずしおオフむスで䜿甚される電子写
真装眮内に組蟌たれる電子写真甚像圢成郚材の堎
合には、䞊蚘の䜿甚時における無公害性は重芁な
点である。 この様な点に立脚しお最近泚目されおいる光導
電材にアモルフアスシリコン以埌−Siず衚蚘
すがあり、䟋えば、独囜公開第2746967号公報、
同第2855718号公報には電子写真甚像圢成郚材ず
しお、独囜公開第2933411号公報には光電倉換読
取装眮ぞの応甚が蚘茉されおいる。 而乍ら、埓来の−Siで構成された光導電局を
有する光導電郚材は、暗抵抗倀、光感床、光応答
性等の電気的、光孊的、光導電的特性、及び耐湿
性等の䜿甚環境特性の点、曎には経時的安定性の
点においお、総合的な特性向䞊を図る必芁がある
ずいう曎に改良される可き点が存するのが実情で
ある。 䟋えば、電子写真甚像圢成郚材に適甚した堎合
に、高光感床化、高暗抵抗化を同時に図ろうずす
るず、埓来においおは、その䜿甚時においお残留
電䜍が残る堎合が床々芳枬され、この皮の光導電
郚材は長時間繰返し䜿甚し続けるず、繰返し䜿甚
による疲劎の蓄積が起぀お、残像が生ずる所謂ゎ
ヌスト珟象を発する様になる或いは、高速で繰返
し䜿甚するず応答性が次第に䜎䞋する等の䞍郜合
な点が生ずる堎合が少なくなか぀た。 曎には、−Siは可芖光領域の短波長偎に范べ
お、長波長偎の波長領域よりも長い波長領域の吞
収係数が比范的小さく、珟圚実甚化されおいる半
導䜓レヌザずのマツチングに斌いお、通垞䜿甚さ
れおいるハロゲンランプや、光灯を光源ずする堎
合、長波長偎の光を有効に䜿甚し埗おいないずい
う点に斌いお、倫々改良される䜙地が残぀おい
る。 又、別には、照射される光が光導電局䞭に斌い
お、充分吞収されずに、支持䜓に到達する光の量
が倚くなるず、支持䜓自䜓が光導電局を透過しお
来る光に察する反射率が高い堎合には、光導電局
内に斌いお倚重反射による干枉が起぀お、画像の
「ボケ」が生ずる䞀芁因ずなる。 この圱響は、解像床を䞊げる為に、照射スポツ
トを小さくする皋倧きくなり、殊に半導䜓レヌザ
を光源ずする堎合には倧きな問題ずな぀おいる。 曎に、−Si材料で光導電局を構成する堎合に
は、その電気的、光導電的特性の改良を図るため
に、氎玠原子或いは北玠原子や塩玠原子等のハロ
ゲン原子、及び電気䌝導型の制埡のために 玠原
子や燐原子等が或いはその他の特性改良のために
他の原子が、各々構成原子ずしお光導電局䞭に含
有されるが、これ等の構成原子の含有の仕方劂䜕
によ぀おは、圢成した局の電気的或いは光導電的
特性に問題が生ずる堎合がある。 即ち、䟋えば、圢成した光導電局䞭に光照射に
よ぀お発生したフオトキダリアの該局䞭での寿呜
が充分でないこず、或いは暗郚においお、支持䜓
偎よりの電荷の泚入の阻止が充分でないこず等が
生ずる堎合が少なくない。 曎には、局厚が十数Ό以䞊になるず局圢成甚の
真空堆積宀より取り出した埌、空気䞭での攟眮時
間の経過ず共に、支持䜓衚面からの局の浮きや剥
離、或いは局に亀裂が生ずる等の珟象を匕起し勝
ちであ぀た。この珟象は、殊に支持䜓が通垞、電
子写真分野に斌いお䜿甚されおいるドラム状支持
䜓の堎合に倚く起こる等、経時的安定性の点に斌
いお解決される可き点がある。 埓぀お−Si材料そのものの特性改良が図られ
る䞀方で光導電郚材を蚭蚈する際に、䞊蚘した様
な問題の総おが解決される様に工倫される必芁が
ある。 本発明は䞊蚘の諞点に鑑み成されたもので、
−Siに就お電子写真甚像圢成郚材や固䜓撮像装
眮、読取装眮等に䜿甚される光導電郚材ずしおの
適甚性ずその応甚性ずいう芳点から総括的に鋭意
研究怜蚎を続けた結果、シリコン原子ずゲルマニ
りム原子ずを母䜓ずし、氎玠原子又はハロゲン原
子のいずれか䞀方を少なくずも含有するアモルフ
アス材料、所謂氎玠化アモルフアスシリコンゲル
マニりム、ハロゲン化アモルフアスシリコンゲル
マニりム、或いはハロゲン含有氎玠化アモルフア
スシリコンゲルマニりム〔以埌これ等の総称的衚
蚘ずしお「−SiGe、」を䜿甚する〕か
ら構成される光導電性を瀺す光受容量を有する光
導電郚材の構成を以埌に説明される様な特定化の
䞋に蚭蚈されお䜜成された光導電郚材は実甚䞊著
しく優れた特性を瀺すばかりでなく、埓来の光導
電郚材ず范べおみおもあらゆる点においお凌駕し
おいるこず、殊に電子写真甚の光導電郚材ずしお
著しく優れた特性を有しおいるこず及び長波長偎
に斌ける吞収スペクトル特性に優れおいるこずを
芋出した点に本発明は基づいおいる。 本発明は電気的、光孊的、光導電的特性が垞時
安定しおいお、殆んど䜿甚環境に制限を受けない
党環境型であり、長波長偎の光感床特性に優れる
ず共に耐光疲劎に著しく長け、繰返し䜿甚に際し
おも劣化珟象を起さず、残留電䜍が党く又は殆ん
ど芳枬されない光導電郚材を提䟛するこずを䞻た
る目的ずする。 本発明の他の目的は党可芖光域に斌いお光感床
が高く、殊に半導䜓レヌザずのマツチングに優
れ、䞔぀光応答の速い光導電郚材を提䟛するこず
である。 本発明のさらに他の目的は、支持䜓䞊に蚭けら
れる局ず支持䜓ずの間や積局される局の各局間に
斌ける密着性に優れ、構造配列的にち密で安定的
であり、局品質の高い光導電郚材を提䟛するこず
である。 本発明のさらに他の目的は、電子写真甚の像圢
成郚材ずしお適甚させた堎合、通垞の電子写真法
が極めお有効に適甚され埗る皋床に、静電像圢成
の為の垯電凊理の際の電荷保持胜が充分あり、䞔
぀倚湿雰囲気䞭でもその特性の䜎䞋が殆んど芳枬
されない優れた電子写真特性を有する光導電郚材
を提䟛するこずである。 本発明のさらに他の目的は、濃床が高く、ハヌ
フトヌンが鮮明に出お䞔぀解像床の高い、高品質
画像を埗る事が容易に出来る電子写真甚の光導電
郚材を提䟛するこずである。 本発明のさらに他の目的は、高光感床性、高
SN比特性及び支持䜓ずの間に良奜な電気的接觊
性を有する光導電郚材を提䟛するこずである。 本発明は電子写真甚光導電郚材甚の支持䜓ず、 該支持䜓䞊に蚭けられ、シリコン原子ず、シリ
コン原子ずの和に察しお〜10×105原子ppmの
ゲルマニりム原子ずを含む非晶質材料で構成され
た局厚30Å〜50Όの第䞀の局領域および該
第䞀の局領域䞊に蚭けられ、シリコン原子
を含むゲルマニりム原子を含たない非晶質材
料で構成された局厚0.5〜90Όの第二の局領域
を有する局厚〜100Όの光導電性を瀺す第
䞀の局、ならびに該第䞀の局䞊に蚭けられ、シリ
コン原子ず×10-3〜60原子の窒玠原子ずを含
む非晶質材料で構成された局厚0.003〜30Όの第二
の局からなる光受容量ず、で構成された電子写真
甚光導電郚材であ぀お、 前蚘第䞀の局には、シリコン原子ずゲルマニり
ム原子ず炭玠原子ずの和に察しお0.001〜50原子
の炭玠原子が含有され、圓該炭玠原子の局厚方
向における濃床分垃は滑らかで、か぀該第䞀の局
の支持䜓偎たたは前蚘第二の局ずの界面偎から局
厚で5Ό以内に500原子ppm以䞊の最倧濃床分垃が
あるこずを特城ずする。 䞊蚘した様な局構成を取る様にしお蚭蚈された
本発明の光導電郚材は、前蚘した諞問題の総おを
解決し埗、極めお優れた電気的、光孊的、光導電
的特性、電気的耐圧性及び䜿甚環境特性を瀺す。 殊に、本発明の光導電郚材は、電子写真甚像圢
成郚材ずしお適甚させた堎合には、画像圢成ぞの
残留電䜍の圱響が党くなく、その電気的特性が安
定しおおり高感床で高SN比を有するものであ぀
お、耐光疲劎、繰返し䜿甚特性に長け、濃床が高
くハヌフトヌンが鮮明に出お、䞔぀解像床の高
い、高品質の画像を安定しお繰返し埗るこずがで
きる。 又、本発明の光導電郚材は、支持䜓䞊に圢成さ
れる光受容局が局自䜓匷靭であ぀お、䞔぀支持䜓
ずの密着性に著しく優れおおり、高速で長時間連
続的に繰返し䜿甚するこずができる。 曎に、本発明の光導電郚材は、党可芖光域に斌
いお光感床が高く、殊に半導䜓レヌザずのマツチ
ングに優れ、䞔぀光応答が速い。 以䞋、図面に埓぀お、本発明の光導電郚材に就
お詳现に説明する。 第図は、本発明の第の実斜態様䟋の光導電
郚材の局構成を説明するための暡匏的構成図であ
る。 第図に瀺す光導電郚材は、光導電郚材
甚ずしおの支持䜓ず、該支持䜓䞊に
蚭けられた第䞀の局ず、第䞀の局
䞊に蚭けられた第二の局
ずを有する。第䞀の局ず第二の局
ずによ぀お光受容局を構成す
る。 第䞀の局は、ゲルマニりム原子
ず、必芁に応じお、シリコン原子、氎玠原子、ハ
ロゲン原子の䞭の少なくずも぀ずを含む非晶質
材料以埌「−GeSi、、」ず蚘すで
構成され、支持䜓䞊に蚭けられた第䞀の局領域
ず、シリコン原子ず、必芁に応じお、
氎玠原子およびハロゲン原子の少なくずも぀を
含む非晶質材料以埌「−Si、」ず蚘
すで構成され、第䞀の局領域に蚭
けられた、光導電性を瀺す第二の局領域
ずを有する。 ゲルマニりム原子は、第䞀の局領域
䞭に䞇遍無く均䞀に分垃する様に第䞀の局領域
䞭に含有されおも良いし、或いは局
厚方向には䞇遍なく含有されおはいるが分垃濃床
は䞍均䞀であ぀おも良い。而乍ら、いずれの堎合
にも第䞀の局領域䞭においおは、支
持䜓の衚面ず平行な面内方向に関しお、ゲルマニ
りム原子は、均䞀な分垃で䞇遍無く含有されるの
がその面内方向に斌ける特性の均䞀化を蚈る点か
ら必芁である。 殊に、第䞀の局の局厚方向には䞇
遍無く含有されおいお、䞔぀前蚘支持䜓の
蚭けられおある偎ずは反察の偎光受容局
の自由衚面偎の方に察しお前蚘支持䜓
偎光受容局ず支持䜓ずの界面偎の
方に倚く分垃した状態ずなる様にするか、或いは
この逆の分垃状態ずなる様に前蚘第䞀の局領域
䞭にゲルマニりム原子は含有される。 本発明の光導電郚材においおは、前蚘した様に
第䞀の局領域䞭に含有されるゲルマ
ニりム原子の分垃状態は、局厚方向においおは、
前蚘の様な分垃状態を取り、支持の衚面ず
平行な面内方向には、均䞀な分垃状態ずされるの
が望たしい。 本発明に斌いおは、第䞀の局領域
䞊に蚭けられる第二の局領域䞭に
は、ゲルマニりム原子は含有されおおらず、この
様な局構造に第䞀の局を圢成するこ
ずによ぀お、可芖光領域を含む、比范的短長波か
ら比范的長波長迄の党領域の波長の光に察しお光
感床が優れおいる光導電郚材を埗るこずができ
る。 又、奜たしい実斜態様の぀に斌いおは、第䞀
の局領域䞭に斌けるゲルマニりム原
子の分垃状態はその党局領域にゲルマニりム原子
が連続的に䞇遍無く分垃し、ゲルマニりム原子の
局厚方向の分垃濃床が支持䜓偎から第二
の局領域に向぀お枛少する倉化が䞎
えられおいるので、第䞀の局領域ず
第二の局領域ずの間に斌ける芪和性
に優れ、䞔぀埌述する様に支持䜓偎端郚に
斌いおゲルマニりム原子の分垃濃床を極端に倧
きくするこずにより、半導䜓レヌザヌ等を䜿甚し
た堎合の、第二の局領域では殆んど
吞収し切れない長波長偎の光を第䞀の局領域
に斌いお、実質的に完党に吞収する
こずが出来、支持䜓面からの反射による干
枉を防止するこずが出来る。 第図乃至第図には第䞀の局領域
䞭に含有されるゲルマニりム原子の局厚方向
の分垃状態が䞍均䞀な堎合の兞型的䟋が瀺され
る。 第図乃至第図においおは、暪軞はゲルマ
ニりム原子の分垃濃床を、瞊軞は光導電性を瀺
す第䞀の局領域の局厚を瀺し、tBは
支持䜓偎の第䞀の局領域の衚
面の䜍眮を、tTは支持䜓偎ずは反察偎の第䞀の局
領域の衚面の䜍眮を瀺す。即ち、ゲ
ルマニりム原子の含有される第䞀の局領域
はtBからtT偎に向぀お局圢成がなされる。 第図には、第䞀の局領域䞭に含
有されるゲルマニりム原子の局厚方向の分垃状態
の第の兞型䟋が瀺される。 第図に瀺される䟋では、ゲルマニりム原子の
含有される第䞀の局領域が圢成され
る衚面ず支持䜓の衚面ずが接する界面䜍眮
tBからt1の䜍眮たでは、ゲルマニりム原子の分垃
濃床がC1なる䞀定の倀を取り乍ら第䞀の局
に含有され、䜍眮t1から界面䜍眮tTに至る
たで分垃濃床は、C2より埐々に連続的に枛少さ
れおいる。界面䜍眮tTにおいおはゲルマニりム原
子の分垃濃床はC3ずされる。 第図に瀺される䟋においおは、第䞀の局領域
に含有されるゲルマニりム原子の分
垃濃床は䜍眮tBより䜍眮tTに至るたで濃床C4か
ら埐々に連続的に枛少しお䜍眮tTにおいお濃床C5
ずなる様な分垃状態を圢成しおいる。 第図の堎合には、第䞀の局領域
に含有されるゲルマニりム原子の分垃濃床はtB
より䜍眮t2たでは濃床C6ず䞀定倀ずされ、䜍眮t2
ず䜍眮tTずの間においお、埐々に連続的に枛少さ
れ、䜍眮tTにおいお、分垃濃床は実質的に零ず
されおいるここで実質的に零ずは怜出限界量未
満の堎合である。 第図の堎合には、第䞀の局領域
に含有されるゲルマニりム原子の分垃濃床は䜍
眮tBより䜍眮tTに至るたで、濃床C8より連続的に
埐々に枛少され、䜍眮tTにおいお実質的に零ずさ
れおいる。 第図に瀺す䟋においおは、第䞀の局領域
に含有されるゲルマニりム原子の分
垃濃床は、䜍眮tBず䜍眮t3間においおは、濃床
C9ず䞀定倀であり、䜍眮tTにおいおは濃床C10さ
れる。䜍眮t3ず䜍眮tTずの間では、分垃濃床は
䞀次関数的に䜍眮t3より䜍眮tTに至るたで枛少さ
れおいる。 第図に瀺される䟋においおは、第䞀の局領域
に含有されるゲルマニりム原子の分
垃濃床は䜍眮tBより䜍眮t4たでは濃床C11の䞀定
倀を取り、䜍眮t4より䜍眮tTたでは濃床C12より濃
床C13たで䞀次関数的に枛少する分垃状態ずされ
おいる。 第図に瀺す䟋においおは、第䞀の局領域
に含有されるゲルマニりム原子の分
垃濃床は䜍眮tBより䜍眮tTに至るたで、濃床C14
より実質的に零に至る様に䞀次関数的に枛少しお
いる。 第図においおは、第䞀の局領域
に含有されるゲルマニりム原子の分垃濃床は、
䜍眮tBより䜍眮t5に至るたでは濃床C15より濃床
C16たで䞀次関数的に枛少され、䜍眮t5ず䜍眮tTず
の間においおは、濃床C16の䞀定倀ずされた䟋が
瀺されおいる。 第図に瀺される䟋においおは、第䞀の局領
域に含有されるゲルマニりム原子の
分垃濃床は䜍眮tBにおいお濃床C17であり、䜍
眮t6に至るたではこの濃床C17より初めはゆ぀く
りず枛少され、t6の䜍眮付近においおは、急激に
枛少されお䜍眮t6では濃床C18ずされる。 䜍眮t6ず䜍眮t7ずの間においおは、初め急激に
枛少されお、その埌は、緩かに埐々に枛少されお
䜍眮t7で濃床C19ずなり、䜍眮t7ず䜍眮t8ずの間で
は、極めおゆ぀くりず埐々に枛少されお䜍眮t8に
おいお、濃床C20に至る。䜍眮t8ず䜍眮tTの間にお
いおは、濃床C20より実質的に零になる様に図に
瀺す劂き圢状の曲線に埓぀お枛少されおいる。 以䞊、第図乃至第図により、第䞀の局領
域䞭に含有されるゲルマニりム原子
の局厚方向の分垃状態の兞型䟋の幟぀かを説明し
た様に、本発明においおは、支持䜓偎にお
いお、ゲルマニりム原子の分垃濃床の高い郚分
を有し、界面tT偎においお、前蚘分垃濃床が支
持䜓偎に范べお可成り䜎くされた郚分を有
するゲルマニりム原子の分垃状態が第䞀の局領域
に蚭けられおいる堎合が、奜適な䟋
の぀ずしお挙げられる。 本発明に斌ける光導電郚材を構成する第䞀の局
領域は、奜たしくは䞊蚘した様に支
持䜓偎の方か又はこれずは逆に自由衚面
偎の方にゲルマニりム原子が比范的高濃床で
含有されおいる局圚領域を有するのが望た
しい。 䟋えば、局圚領域は、第図乃至第
図に瀺す信号を甚いお説明すれば、界面䜍眮よ
り局厚方向に5Ό以内に蚭けられるのが望たしい。 䞊蚘局圚領域は、界面䜍眮より5Ό厚
たでの局領域の党郚ずされる堎合もある
し、又、局領域の䞀郚ずされる堎合もあ
る。 局圚領域を局領域の䞀郚ずするか
又は党郚ずするかは、圢成される第䞀の局領域
に芁求される特性に埓぀お適宜決め
られる。 局圚領域は、その䞭の含有されるゲルマ
ニりム原子の局厚方向の分垃状態ずしおゲルマニ
りム原子の分垃濃床の最倧倀Cnaxがシリコン原子
ずの和に察しお、奜たしくは1000原子ppm以䞊、
より奜適には5000原子ppm以䞊、最適には×
104原子ppm以䞊ずされる様な分垃状態ずなり埗
る様に局圢成されるのが望たしい。 即ち、本発明においおは、ゲルマニりム原子の
含有される第䞀の局領域は、支持䜓
偎からの局厚で5Ό以内tBから5Ό厚の局領
域に分垃濃床の最倧倀Cnaxが存圚する様に圢成
されるのが奜たしい。 本発明においお、第䞀の局領域䞭
に含有されるゲルマニりム原子の含有量ずしお
は、本発明の目的が効果的に達成される様に所望
に埓぀お適宜決められるが、シリコン原子ずの和
に察しお、奜たしくは〜10×105原子ppmより
奜たしくは100〜9.5×105原子ppm、最適には、
500〜×105原子ppmずされるのが望たしい。 第䞀の局領域䞭に斌けるゲルマニ
りム原子の分垃状態が、党局領域にゲルマニりム
原子が連続的に分垃し、ゲルマニりム原子の局厚
方向の分垃濃床が支持䜓偎から光受容局
の自由衚面偎に向぀お、枛少する倉
化が䞎えられおいるか、又はこの逆の倉化が䞎え
られおいる堎合には、分垃濃床の倉化率曲線を
所望に埓぀お任意に蚭蚈するこずによ぀お、芁求
される特性を持぀た第䞀の局領域を
所望通りに実珟するこずが出来る。 䟋えば、第䞀の局領域䞭に斌ける
ゲルマニりム原子の分垃濃床を支持䜓偎
に斌いおは、充分高め、光受容局の自由衚
面偎に斌いおは、極力䜎める様な、分垃濃
床の倉化を、ゲルマニりム原子の分垃濃床曲線
に䞎えるこずによ぀お、可芖光領域を含む、比范
的短波長から比范的長波長迄の党領域の波長の光
に察しお高光感床化を図るこずが出来るず共に、
レヌザ光等の可干枉光に察しおの干枉防止を効果
的に蚈るこずが出来る。 本発明に斌いお第䞀の局領域の局
厚ず第二の局領域の局厚ずは、本発
明の目的を効果的に達成させる為の重芁な因子の
぀であるので圢成される光導電郚材に所望の特
性が充分䞎えられる様に、光導電郚材の蚭蚈の際
に充分なる泚意が払われる必芁がある。 本発明に斌いお、第䞀の局領域の
局厚TBは、奜たしくは30Å〜50Ό、より奜たしく
は40Å〜40Ό、最適には50Å〜30Όずされるのが
望たしい。 又、第二の局領域の局厚は、奜
たしくは、0.5〜90Ό、より奜たしくは〜80Ό、
最適には〜50Όずされるのが望たしい。 第䞀の局領域の局厚TBず第二の
局領域の局厚の和TBは、
䞡局領域に芁求される特性ず光受容局党䜓に芁求
される特性ずの盞互間の有機的関連性に基いお、
光導電郚材の局蚭蚈の際に所望に埓぀お、適宜決
定される。 本発明の光導電郚材に斌いおは、䞊蚘のTB
の数倀範囲は、奜たしくは〜100Ό、よ
り奜適には〜80Ό、最適には〜50Όずされる
のが望たしい。 本発明のより奜たしい実斜態様に斌いおは䞊蚘
の局厚TB及び局厚は、奜たしくはTB≊
なる関係を満足するように、倫々に察しお適宜適
切な数倀が遞択されるのが望たしい。 䞊蚘の堎合に斌ける局厚TB及び局厚の数倀
の遞択に斌いお、より奜たしくは、TB≊0.9、
最適にはTB≊0.8なる関係が満足される様に
局厚TB及び局厚の倀が決定されるのが望たし
いものである。 本発明に斌いお、第䞀の局領域䞭
に含有されるゲルマニりム原子の含有量が×10
原子ppm以䞊の堎合には、第䞀の局領域
の局厚TBは、可成り薄くされるのが望たし
く、奜たしくは30Ό以䞋、より奜たしくは25Ό以
䞋、最適には20Ό以䞋ずされるのが望たしい。 本発明の光導電郚材に斌いおは、高光感床化ず
高暗抵抗化、曎には、支持䜓ず光受容量ずの間の
密着性の改良を図る目的の為に、第䞀の局
䞭には、炭玠原子が含有される局領域が
蚭けられる。炭玠原子は、第䞀の局
の党局領域に䞇遍なく含有されおも良いし、或い
は、第䞀の局の䞀郚の局領域のみに
含有させお遍圚させおも良い。 本発明に斌いお、局領域に斌ける炭玠原子の
分垃状態は分垃濃床が、支持䜓の
衚面ず平行な面内方向に斌いおは均䞀であるが、
局厚方向に斌いおは䞍均䞀である。 第図に瀺される䟋では、炭玠原子の分垃濃
床は、支持䜓偎の第䞀局の衚面䜍
眮tBよりt9たでの局領域に斌いおは濃床C21ずさ
れ、䜍眮t9から䜍眮t10たでの局領域に斌いおは、
䜍眮t9から䜍眮t10たで急激に増加し、䜍眮t10で
分垃濃床のピヌク倀C22になる。䜍眮t10から䜍眮
t11たでの局領域に斌いおは炭玠原子の分垃濃床
は䜍眮t11ぞ近づくに぀れお急激に枛少
し、支持䜓ずは反察偎の第䞀局の衚
面䜍眮tTで濃床C21ずなる。 第図の瀺される䟋では、炭玠原子の分垃濃
床は、䜍眮tBから䜍眮t12たでの局領域で
は濃床C23ずされ䜍眮t12から䜍眮t13たでの局領域
では䜍眮t12より䜍眮t13たで急激に増加し、䜍眮
t13で分垃濃床のピヌク倀C24をずり䜍眮t13から䜍
眮tTたでの局領域では䜍眮tTぞ近づくに぀れおほ
が零になるたで枛少する。 第図に瀺される䟋では、炭玠原子の分垃濃
床は、䜍眮tBから䜍眮t14たでの局領域で
はC25からC26たでゆるやかに増加し、䜍眮t14で
分垃濃床のピヌク倀C26ずなり、䜍眮t14から䜍眮
tTたでの局領域では䜍眮tTぞ近づくに぀れお急激
に枛少し、䜍眮tTでは濃床C25ずなる。 第図に瀺される䟋では、炭玠原子の分垃濃
床は、䜍眮tBで濃床C27で、䜍眮tBから䜍
眮t15に近づくに぀れお枛少し䜍眮t15で濃床C28ず
なる。䜍眮t15から䜍眮t16たでの局領域では、炭
玠原子の分垃濃床は濃床C28で䞀定であ
る。䜍眮t16から䜍眮t17たでの局領域に斌いおは
炭玠原子の分垃濃床は増加し、䜍眮t17で分垃濃
床はピヌク倀C29をずる。䜍眮t17から䜍
眮tTたでの局領域に斌いおは炭玠原子の分垃濃床
は枛少し䜍眮tTで濃床C28ずなる。 本発明に斌いお、第䞀の局に蚭け
られる炭玠原子の含有されおいる局領域
は、光感床ず暗抵抗の向䞊を䞻たる目的ずする堎
合には、第䞀の局の党局領域を占め
る様に蚭けられ、光受容局の自由衚面からの電荷
の泚入を防止するためには、自由衚面偎の界面近
傍を占める様に蚭けられ、支持䜓ず光受容局ずの
間の密着性の匷化を図るのを䞻たる目的ずする堎
合には、第䞀の局の支持䜓偎端郚局
領域を占める様に蚭けられる。 䞊蚘の第の目的の堎合、局領域䞭に含
有される炭玠原子の含有量は、高光感床を維持す
る為に比范的少なくされ、䞊蚘第の目的の堎合
光受容局の自由衚面からの電荷の泚入を防ぐため
に比范的倚くされ、䞊蚘第の目的の堎合には、
支持䜓ずの密着性の匷化を確実に図る為に比范的
倚くされるのが望たしい。 又、䞊蚘䞉者を同時に達成する目的の為には、
支持䜓偎に斌いお比范的高濃床に分垃させ、䞭倮
に斌いお比范的䜎濃床に分垃させ、自由衚面偎の
界面局領域には、炭玠原子をより倚くした様な炭
玠原子の分垃状態を局領域䞭に圢成すれば
良い。 自由衚面からの電荷の泚入を防止するために
は、自由衚面偎で炭玠原子の分垃濃床を
倚くした局領域を圢成するのが望たしい。 本発明に斌いお、第䞀の局に蚭け
られる炭玠原子を含有する局領域における
炭玠原子の含有量は、局領域自䜓に芁求さ
れる特性、或いは該局領域が支持䜓
に盎に接觊しお蚭けられる堎合には、該支持䜓
ずの接觊界面に斌ける特性ずの関係等、有機
的関連性に斌いお、適宜遞択するこずが出来る。 又、前蚘局領域に盎に接觊しお他の局領
域が蚭けられる堎合には、該他の局領域の特性や
該他の局領域ずの接觊界面に斌ける特性ずの関係
も考慮されお、炭玠原子の含有量が適宜遞択され
る。 局領域䞭に含有される炭玠原子の量は、
圢成される光導電郚材に芁求される特性に応じお
所望に埓぀お適宜決められるが、シリコン原子ず
ゲルマニりム原子ず炭玠原子ずの和以埌「
SiGeCず蚘すに察しお」奜たしくは、0.001
〜50原子、より奜たしくは0.002〜40原子、
最適には、0.003〜30原子ずされるのが望たし
い。 本発明に斌いお、局領域が第䞀の局
の党域を占めるか、或いは、第䞀の
局の党域を占めなくずも、局領域
の局厚T0の第䞀の局の局厚
に占める割合が充分倚い堎合には、局領域
に含有される炭玠原子の含有量の䞊限は、前蚘の
倀より充分少なくされるのが望たしい。 本発明においおは、局領域の局厚T0が
第䞀の局の局厚に察しお占める割
合が分の以䞊ずなる様な堎合には、局領域
䞭に含有される炭玠原子の量の䞊限ずしお
は、SiGeCに察しお奜たしくは、30原子
以䞋、より奜たしくは、20原子以䞋、最適には
10原子以䞋ずされるのが望たしい。 本発明においお、炭玠原子の含有される局領域
は、䞊蚘した様に支持䜓偎又は及
び第二の局偎の近傍に炭玠原子が比
范的高濃床で含有されおいる局圚領域を有
するものずしお蚭けられるのが望たしく、この堎
合には、支持䜓ず第䞀の局ず
の間の密着性をより䞀局向䞊させるこず及び受容
電䜍を向䞊させるこずが出来る。 䞊蚘局圚領域は、第䞀の局
の支持䜓偎および第二の局偎
の衚面界面から5Ό以内に蚭けられるのが望
たしい。 本発明においおは、䞊蚘局圚領域は、第
䞀の局の、支持䜓からたたは
第二の局偎の衚面から5Ό厚たでの
局領域LTの党郚ずされる堎合もあるし、又、
局領域LTの䞀郚ずされる堎合もある。 局圚領域を局領域LTの䞀郚ずする
か又は党郚ずするかは、圢成される光受容局
に芁求される特性に埓぀お適宜決められる。 局圚領域は、その䞭に含有される炭玠原
子の局厚方向の分垃状態ずしお炭玠原子の分垃濃
床の最倧倀Cnaxが、奜たしくは500原子
ppm以䞊、より奜たしくは800原子ppm以䞊、最
適には1000原子ppm以䞊ずされる様な分垃状態ず
なり埗る様に局圢成されるのが望たしい。 即ち、本発明においおは、第䞀の局
䞭の、炭玠原子の含有される局領域は、
支持䜓偎たたは第二の局の衚
面からの局厚で5Ό以内に分垃濃床の最倧倀Cnaxが
存圚する様に圢成されるのが望たしい。 本発明においお、必芁に応じお第䞀の局
に含有されるハロゲン原子ずしおは、具䜓
的にはフツ玠、塩玠、臭玠、ペり玠が挙げられ、
殊にフツ玠、塩玠を奜適なものずしお挙げるこず
が出来る。 本発明の光導電郚材に斌いおは、ゲルマニりム
原子の含有される第䞀の局領域又
は及びゲルマニりム原子の含有されない第二の
局領域には、䌝導特性を支配する物
質を含有させるこずにより、圓該局領域
又は及び局領域の䌝導特性を所望に埓぀
お任意に制埡するこずが出来る。本発明においお
は、䌝導特性を支配する物質の含有される局領
域PNは、第䞀の局の䞀郚又は
党郚に蚭けおもよい。又は、局領域PNは、
局領域たたはの䞀郚又は党郚に蚭け
おもよい。 この様な䌝導特性を支配する物質ずしおは、
所謂、半導䜓分野で云われる䞍玔物を挙げるこず
が出来、本発明に斌いおは、シリコン原子たたは
ゲルマニりム原子に察しお、型䌝導特性を䞎え
る型䞍玔物及び型䌝導特性を䞎える型䞍玔
物を挙げるこずが出来る。具䜓的には、型䞍玔
物ずしおは呚期埋衚第族に属する原子第族
原子、䟋えば、硌玠、アルミニりム
Al、ガリりムGa、むンゞりムIn、タリ
りムTl等があり、殊に奜適に甚いおれるの
は、、Gaである。たた、型䞍玔物ずしおは、
呚期埋衚第 族に属する原子第 族原子、䟋
えば、燐、砒玠As、アンチモンSb、
ビスマスBi等であり、殊に、奜適に甚いら
れるのは、、Asである。 本発明に斌いお、第䞀の局䞭に含
有される䌝導特性を支配する物質の含有量は、
該第䞀の局に芁求される䌝導特性、
或いは該第䞀の局が盎に接觊しお蚭
けられる支持䜓ずの接觊界面に斌ける特性
ずの関係等、有機的関連性に斌いお、適宜遞択す
るこずが出来る。 又、前蚘の䌝導特性を支配する物質を第䞀の
局䞭に含有させるのに、該第䞀の局
の所望される局領域に局圚的に含有
させる堎合、殊に、第䞀の局の支持
䜓偎端郚局領域に含有させる堎合には、該局領域
に盎に接觊しお蚭けられる他の局領域の特性や、
該他の局領域ずの接觊界面に斌ける特性ずの関係
も考慮されお、䌝導特性を支配する物質の含有
量が適宜遞択される。 本発明に斌いお、第䞀の局䞭に含
有される䌝導特性を支配する物質の含有量ずし
おは、奜たしくは、0.01〜×104原子ppm、よ
り奜適には0.5〜×104原子ppm、最適には〜
×103原子ppmずされるのが望たしい。 本発明に斌いお、䌝導特性を支配する物質が
含有される局領域PNに斌ける該物質の含
有量が、奜たしくは30原子ppm以䞊、より奜適に
は50原子ppm以䞊、最適には、100原子ppm以䞊
の堎合には、前蚘䌝導特性を支配する物質は、
第䞀の局の䞀郚の局領域に局圚的に
含有させるのが望たしく、殊に第䞀の局
の支持䜓偎端郚局領域に偏圚させるの
が望たしい。 䞊蚘の䞭、第䞀の局の支持䜓偎端
郚局領域に前蚘の数倀以䞊の含有量ずなる
様に前蚘䌝導特性を支配する物質を含有させる
こずによ぀お、䟋えば圓該物質が前蚘型䞍玔
物の堎合には、光受容局の自由衚面
が極性に垯電凊理を受けた際に支持䜓偎
から光受容局䞭ぞ泚入される電子の移動を
効果的に阻止するこずが出来、又、前蚘䌝導特性
を支配する物質が前蚘の型䞍玔物の堎合には、
光受容局の自由衚面が極性に垯電
凊理を受けた際に、支持䜓偎から光受容局
䞭ぞ泚入される正孔の移動を効果的に阻止
するこずが出来る。 この様に、前蚘支持䜓偎端郚局領域に䞀
方の極性の䌝導特性を支配する物質を含有させ
る堎合には、第䞀の局の残りの局領
域、即ち、前蚘支持䜓偎端郚局領域を陀い
た郚分の局領域には、他の極性の䌝導特性
を支配する物質を含有させおも良いし、或いは、
同極性の䌝導特性を支配する物質を、支持䜓偎端
郚局領域に含有される実際の量よりも䞀段
ず少ない量にしお含有させおも良い。 この様な堎合、前蚘局領域䞭に含有され
る前蚘䌝導特性を支配する物質の含有量ずしお
は、支持䜓偎端郚局領域に含有される前蚘
物質の極性や含有量に応じお所望に埓぀お適宜決
定されるものであるが、奜たしくは、0.001〜
1000原子ppm、より奜適には0.05〜500原子ppm
最適には0.1〜200原子ppmずされるのが望たし
い。 本発明に斌いお、支持䜓偎端郚局領域及
び局領域に同皮の䌝導性を支配する物質を
含有させる堎合には、圓該物質の局領域に
斌ける含有量ずしおは、奜たしくは、30原子ppm
以䞋ずするのが望たしい。䞊蚘した堎合の他に、
本発明に斌いおは、第䞀の局䞭に、
䞀方の極性を有する䌝導性を支配する物質を含有
させた局領域ず、他方の極性を有する䌝導性を支
配する物質を含有させた局領域ずを盎に接觊する
様に蚭けお、該接觊局領域に所謂空乏局を蚭ける
こずも出来る。詰り、䟋えば、第䞀の局
䞭に、前蚘の型䞍玔物を含有する局領域ず
前蚘の型䞍玔物を含有する局領域ずを盎に接觊
する様に蚭けお所謂−接合を圢成しお、空乏
局を蚭けるこずが出来る。 本発明においお、−GeSi、、で構成
される第䞀の局領域は、䟋えば、グ
ロヌ攟電法、スパツタリング法、或いはむオンプ
レヌテむング法等の攟電珟象を利甚する真空堆積
法によ぀お圢成される。䟋えば、グロヌ攟電法に
よ぀お、−GeSi、、で構成される第䞀
の局領域を圢成するには、基本的に
はゲルマニりム原子を䟛絊し埗るゲルマニりム原
子䟛絊甚の原料ガスず必芁に応じお、シリコン原
子を䟛絊し埗るシリコン原子䟛絊甚の原料ガス、
氎玠原子導入甚の原料ガス又は及びハロゲン原
子導入甚の原料ガスずを、内郚を枛圧し埗る堆積
宀内に所望のガス圧状態で導入しお、該堆積宀内
にグロヌ攟電法を生起させ、予め所定䜍眮に蚭眮
されおある、所定の支持䜓衚面䞊に−GeSi、
、からなる局を圢成すれば良い。又、ゲル
マニりム原子を䞍均䞀な分垃状態で第䞀の局領域
䞭に含有させるにはゲルマニりム原
子の分垃濃床を所望の倉化率曲線に埓぀お制埡し
乍ら−GeSi、、からなる局を圢成させ
れば良い。又、スパツタリング法においおは、䟋
えばAr、He等の䞍掻性ガス又はこれ等のガスを
ベヌスずした混合ガスの雰囲気䞭でシリコン原子
で構成されたタヌゲツト、或いは、該タヌゲツト
ずゲルマニりム原子で構成されたタヌゲツトの二
枚を䜿甚しお、又は、シリコン原子ずゲルマニり
ム原子の混合されたタヌゲツトを䜿甚しお、必芁
に応じお、He、Ar等の皀釈ガスで皀釈されたゲ
ルマニりム原子䟛絊甚の原料ガス又、必芁に応じ
お氎玠原子又は及びハロゲン原子導入甚のガス
をスパツタリング甚の堆積宀に導入し、所望のガ
スのプラズマ雰囲気を圢成するこずによ぀お第䞀
の局領域を圢成する。このスパツタ
リング法においお、ゲルマニりム原子の分垃を䞍
均䞀にする堎合には、前蚘ゲルマニりム原子䟛絊
甚の原料ガスのガス流量を所望の倉化率曲線に埓
぀お制埡し乍ら、前蚘のタヌゲツトをスパツタリ
ングしおやれば良い。 むオンプレヌテむング法の堎合には、䟋えば倚
結晶シリコン又は単結晶シリコンず倚結晶ゲルマ
ニりム又は単結晶ゲルマニりムずを、倫々蒞発源
ずしお蒞着ボヌトに収容し、この蒞発源を抵抗加
熱法、或いは、゚レクトロンビヌム法EB法
等によ぀お加熱蒞発させ、飛翔蒞発物を所望のガ
スプラズマ雰囲気䞭を通過させる以倖は、スパツ
タリング法の堎合ず同様にするこずによ぀お第䞀
の局領域を圢成するこずができる。 本発明においお䜿甚されるシリコン原子䟛絊甚
の原料ガスず成り埗る物質ずしおは、SiH4、
Si2H6、Si3H8、Si4H10等のガス状態の又はガス
化し埗る氎玠化硅玠シラン類が有効に䜿甚さ
れるものずしお挙げられ、殊に、局䜜成䜜業時の
取扱い易さ、シリコン原子䟛絊効率の良さ等の点
でSiH4、Si2H6、が奜たしいものずしお挙げられ
る。 ゲルマニりム原子䟛絊甚の原料ガスず成り埗る
物質ずしおは、GeH4、Ge2H6、Ge3H8、
Ge4H10、Ge5H12、Ge6H14、Ge7H16、Ge88H18、
Ge9H20等のガス状態の又はガス化し埗る氎玠化
ゲルマニりムが有効に䜿甚されるものずしお挙げ
られ、殊に、局䜜成䜜業時の取扱い易さ、ゲルマ
ニりム原子䟛絊効率の良さ等の点で、GeH4、
Ge2H6、Ge3H8が奜たしいものずしお挙げられ
る。 本発明においお䜿甚されるハロゲン原子導入甚
の原料ガスずしお有効なのは、倚くのハロゲン化
合物が挙げられ、䟋えばハロゲンガス、ハロゲン
化物、ハロゲン間化合物、ハロゲンで眮換された
シラン誘導䜓等のガス状態の又はガス化し埗るハ
ロゲン化合物が奜たしく挙げられる。又、曎に
は、シリコン原子ずハロゲン原子ずを構成芁玠ず
するガス状態の又はガス化し埗る、ハロゲン原子
を含む氎玠化 玠化合物も有効なものずしお本発
明においおは挙げるこずが出来る。 本発明においお奜適に䜿甚し埗るハロゲン化合
物ずしおは、具䜓的には、フツ玠、塩玠、臭玠、
ペり玠のハロゲンガス、BrF、ClF、ClF3、
BrF5、BrF3、IF3、IF7、ICl、IBr等のハロゲン
間化合物を挙げるこずが出来る。 ハロゲン原子を含む硅玠化合物、所謂、ハロゲ
ン原子で眮換されたシラン誘導䜓ずしおは、具䜓
的には䟋えばSi2F4、Si2F6、SiCl4、SiBr4等のハ
ロゲン化硅玠が奜たしいものずしお挙げるこずが
出来る。 この様なハロゲン原子を含む硅玠化合物を採甚
しおグロヌ攟電法によ぀お本発明の特城的な光導
電郚材を圢成する堎合には、ゲルマニりム原子䟛
絊甚の原料ガスず共にシリコン原子を䟛絊し埗る
原料ガスずしおの氎玠化硅玠ガスを䜿甚しなくず
も、所望の支持䜓䞊にハロゲン原子を含む
−SiGeから成る第䞀の局領域を
圢成する事が出来る。 グロヌ攟電法に埓぀お、ハロゲン原子を含む第
䞀の局領域を補造する堎合、基本的
には、䟋えばシリコン原子䟛絊甚の原料ガスずな
るハロゲン化硅玠ずゲルマニりム原子䟛絊甚の原
料ガスずなる氎玠化ゲルマニりムずAr、、He
等のガス等ずを所定の混合比およびガス流量にな
る様にしお第䞀の局領域を圢成する
堆積宀に導入し、グロヌ攟電を生起しおこれ等の
ガスのプラズマ雰囲気を圢成するこずによ぀お、
所望の支持䜓䞊に第䞀の局領域
を圢成し埗るものであるが、氎玠原子の導入割
合の制埡を䞀局容易になる様に図る為にこれ等の
ガスに曎に氎玠ガス又は氎玠原子を含む硅玠化合
物のガスも所望量混合しお局圢成しおも良い。 又、各ガスは単独皮のみでなく所定の混合比で
耇数皮混合しお䜿甚しおも差支えないものであ
る。 スパツタリング法、むオンプレヌテむング法の
䜕れの堎合にも圢成される第䞀の局領域
䞭にハロゲン原子を導入するには、前蚘のハ
ロゲン化合物又はハロゲン原子を含む 玠化合物
のガスを堆積宀䞭に導入しお該ガスのプラズマ雰
囲気を圢成しおやれば良いものである。 又、第䞀の局領域䞭に氎玠原子を
導入する堎合には、氎玠原子導入甚の原料ガス、
䟋えば、、或いは前蚘したシラン類又は及び
氎玠化ゲルマニりム等のガス類をスパツタリング
甚の堆積宀䞭に導入しお該ガス類のプラズマ雰囲
気を圢成しおやれば良い。 本発明においおは、ハロゲン原子導入甚の原料
ガスずしお䞊蚘されたハロゲン化合物或いはハロ
ゲンを含む硅玠化合物が有効なものずしお䜿甚さ
れるものであるが、その他にHF、HCl、HBr、
HI等のハロゲン化氎玠、SiH2F2、SiH2I2、
SiH2Cl2、SiHCl3、SiH2Br2、SiHBr3等のハロゲ
ン眮換氎玠化硅玠、及びGeHF3、GeH2F2、
GeH3F、GeHCl3、GeH2Cl2、GeH3Cl、
GeHBr3、GeH2Br2、GeH3Br、GeHI3、
GeH2I2、GeH3I等の氎玠化ハロゲン化ゲルマニ
りム等の氎玠原子を構成芁玠の぀ずするハロゲ
ン化物、GeF4、GeCl4、GeBr4、GeI4、GeF4、
GeCl2、GeBr2、GeI2等のハロゲン化ゲルマニり
ム、等々のガス状態の或いはガス化し埗る物質も
有効な第䞀の局領域圢成甚の出発物
質ずしお挙げる事が出来る。 これ等の物質の䞭、氎玠原子を含むハロゲン化
物は、第䞀の局領域圢成の際に局䞭
にハロゲン原子の導入ず同時に電気的或いは光電
的特性の制埡に極めお有効な氎玠原子も導入され
るので、本発明においおは奜適なハロゲン導入甚
の原料ずしお䜿甚される。 氎玠原子を第䞀の局領域䞭に構造
的に導入するには、䞊蚘の他にH2、或いはSiH4、
Si2H6、Si3H8、Si4H10等の氎玠化硅玠をゲルマ
ニりム原子を䟛絊する為のゲルマニりム又はゲル
マニりム化合物ず、或いは、GeH4、Ge2H6、
Ge3H8、Ge4H10、Ge5H10、Ge6H14、Ge7H16、
Ge8H18、Ge9H20等の氎玠化ゲルマニりムずシリ
コン原子を䟛絊する為のシリコン又はシリコン化
合物ず、を堆積宀䞭に共存させお攟電を生起させ
る事でも行う事が出来る。 本発明の奜たしい䟋においお、圢成される第䞀
の局領域䞭に含有される氎玠原子の
量、又はハロゲン原子の量、又は氎玠原子ずハロ
ゲン原子の量の和は、奜たしくは、
0.01〜40原子、より奜たしくは0.05〜30原子
、最適には0.1〜25原子ずされるのが望たし
い。 第䞀の局領域䞭に含有される氎玠
原子又は及びハロゲン原子の量を制埡するに
は、䟋えば支持䜓枩床又は及び氎玠原子、或い
はハロゲン原子を含有させる為に䜿甚される出発
物質の堆積装眮系内ぞ導入する量、攟電々力等を
制埡しおやれば良い。 本発明に斌いお、−Si、で構成され
る第二の局領域は、前蚘した第䞀の
局領域圢成甚の出発物質の䞭
より、ゲルマニりム原子䟛絊甚の原料ガスずなる
出発物質を陀いた出発物質〔第二の局領域
圢成甚の出発物質〕を䜿甚しお、第
二の局領域圢成する堎合ず、同様の
方法ず条件に埓぀お圢成する事が出来る。 即ち、本発明においお、−Si、で構
成される第二の局領域は䟋えばグロ
ヌ攟電法、スパツタリング法、或いはむオンプレ
ヌテむング法等の攟電珟象を利甚する真空堆積法
によ぀お圢成される。䟋えば、グロヌ攟電法によ
぀お、−Si、で構成される第二の局領
域を圢成するには、基本的には前蚘
したシリコン原子を䟛絊し埗るシリコン原子䟛絊
甚の原料ガスず共に、必芁に応じお氎玠原子導入
甚の又は及びハロゲン原子導入甚の原料ガス
を、内郚を枛圧し埗る堆積宀内に導入しお、該堆
積宀内にグロヌ攟電を生起させ、予め所定䜍眮に
蚭眮されおある所定の支持䜓衚面䞊に−Si、
からなる局を圢成させれば良い。又、スパツ
タリング法で圢成する堎合には、䟋えばAr、He
等の䞍掻性ガス又はこれ等のガスをベヌスずした
混合ガスの雰囲気䞭でシリコン原子で構成された
タヌゲツトをスパツタリングする際、氎玠原子又
は及びハロゲン原子導入甚のガスをスパツタリ
ング甚の堆積宀に導入しおおけば良い。本発明に
斌いお、圢成される第二の局領域䞭
に含有される氎玠原子の量、又はハロゲン原子の
量、又は氎玠原子ずハロゲン原子の量の和
は、奜たしくは〜40原子、より奜適には
〜30原子、最適には〜25原子ずされるの
が望たしい。本発明においお、第䞀の局
に炭玠原子の含有された局領域を蚭け
るには、第䞀の局の圢成の際に炭玠原子導
入甚の出発物質を前蚘した第䞀の局
圢成甚の出発物質ず共に䜿甚しお、圢成される局
䞭にその量を制埡しながら含有しおやれば良い。 局領域を圢成するのにグロヌ攟電法を甚
いる堎合には、前蚘した第䞀の局圢
成甚の出発物質の䞭から所望に埓぀お遞択された
ものに炭玠原子導入甚の出発物質が加えられる。
そのような炭玠原子導入甚の出発物質ずしおは、
少なくずも炭玠原子を構成原子ずするガス状の物
質たたはガス化し埗る物質をガス化したものの䞭
の倧抂のものが䜿甚され埗る。 䟋えばシリコン原子を構成原子ずする原料ガス
ず、炭玠原子を構成原子ずする原料ガスず、必芁
に応じお氎玠原子たたはおよびハロゲン原子を構
成原子ずする原料ガスずを所望の混合比で混合し
お䜿甚するか、たたは、シリコン原子を構成原子
ずする原料ガスず、炭玠原子および氎玠原子を構
成原子ずする原料ガスずを、これもたた所望の混
合比で混合するか、あるいはシリコン原子を構成
原子ずする原料ガスず、シリコン原子、炭玠原子
および氎玠原子の぀を構成原子ずする原料ガス
ずを混合しお䜿甚するこずができる。 たた、別には、シリコン原子ず氎玠原子ずを構
成原子ずする原料ガスに、炭玠原子を構成原子ず
する原料ガスを混合しお䜿甚しおも良い。 炭玠原子導入甚の原料ガスずしお有効なものず
しおは、炭玠原子ず氎玠原子ずを構成原子ずす
る、䟋えば炭玠数〜の飜和炭化氎玠、炭玠数
〜の゚チレン系炭化氎玠炭玠数〜のアセ
チレン系炭化氎玠等が挙げられる。 具䜓的には、飜和炭化氎玠ずしおは、メタン
CH4、゚タンC2H6、プロパンC3H8、
−ブタン−C4H10、ペンタンC5H12、゚
チレン系炭化氎玠ずしおは、゚チレンC2H4、
プロピレンC3H6、ブテン−C4H8、ブテ
ン−C4H8、む゜ブチレンC4H8、ペンテ
ンC5H10、アセチレン系炭化氎玠ずしおは、
アセチレンC2H2、メチルアセチレン
C3H4、ブチンC4H6等が挙げられる。 これ等の他にシリコン原子ず炭玠原子ず氎玠原
子ずを構成原子ずする原料ガスずしお、Si
CH34、SiC2H54等のケむ化アルキルを挙げる
こずができる。 本発明においおは、局領域䞭には炭玠原
子で埗られる効果を曎に助長させる為に、炭玠原
子に加えお、曎に酞玠原子たたはおよび窒玠原
子を含有するこずができる。 酞玠原子を局領域に導入するための酞玠
原子導入甚の原料ガスずしおは、䟋えば酞玠
O2、オゟンO3、䞀酞化窒玠NO、二酞化
窒玠NO2、䞀二酞化窒玠N2O、䞉二酞化
窒玠N2O3、四䞉酞化窒玠N2O4、五二酞化
窒玠N2O5、䞉酞化窒玠NO3、シリコン原
子ず酞玠原子ず氎玠原子ずを構成原子ずする、䟋
えば、ゞシロキサンH3SiOSiH3、トリシロキ
サンH3SiOSiH2OSiH3等の䜎玚シロキサン
等を挙げるこずができる。 局領域を圢成する際に䜿甚される窒玠原
子導入甚の原料ガスに成り埗るものずしお有効に
䜿甚される出発物質は、窒玠原子を構成原子ずす
るあるいは窒玠原子ず氎玠原子ずを構成原子ずす
る䟋えば窒玠N2、アンモニアNH3、ヒド
ラゞンH2NNH2、アゞ化氎玠HN3、アゞ
化アンモニりムNH4N3等のガス状たたはガ
ス化し埗る窒玠、窒化物およびアゞ化物等の窒玠
化合物を挙げるこずができる。この他に、窒玠原
子の導入を加えお、ハロゲン原子の導入も行える
ずいう点から、䞉北化窒玠F3N、四北化窒玠
F4N2等のハロゲン化窒玠化合物を挙げるこず
ができる。 スパツタリング法によ぀お、炭玠原子を含有す
る第䞀の局を圢成するには、単結晶
たたは倚結晶のシリコンり゚ハヌたたはグラフア
むトり゚ハヌ、たたはシリコン原子ず炭玠原子が
混合されお含有されおいるり゚ハヌをタヌゲツト
ずしお、これ等を皮々のガス雰囲気䞭でスパツタ
リングするこずによ぀お行えば良い。 䟋えば、シリコンり゚ヌハヌをタヌゲツトずし
お䜿甚すれば、炭玠原子ず必芁に応じお氎玠原子
たたはおよびハロゲン原子を導入するための原
料ガスを、必芁に応じお皀釈ガスで皀釈しお、ス
パツタヌ甚の堆積宀䞭に導入し、これ等のガスの
ガスプラズマを圢成しお前蚘シリコンり゚ヌハヌ
をスパツタリングすれば良い。 たた、別には、シリコン原子ず炭玠原子ずは
別々のタヌゲツトずしお、たたはシリコン原子ず
炭玠原子の混合した䞀枚のタヌゲツトを䜿甚する
こずによ぀お、スパツタヌ甚のガスずしおの皀釈
ガスの雰囲気䞭でたたは少なくずも氎玠原子たた
はおよびハロゲン原子を構成原子ずしお含有す
るガス雰囲気䞭でスパツタリングするこずによ぀
お成される。炭玠原子導入甚の原料ガスずしお
は、先述したグロヌ攟電の䟋で瀺した原料ガスの
䞭の炭玠原子導入甚の原料ガスがスパツタリング
の堎合にも有効なガスずしお䜿甚され埗る。 本発明においお、第䞀の局の圢成
の際に、炭玠原子の含有される局領域を蚭
ける堎合、該局領域に含有される炭玠原子
の分垃濃床を局厚方向に倉化させお、所
望の局厚方向の分垃状態depth profileを有
する局領域を圢成するには、グロヌ攟電の
堎合には、分垃濃床を倉化させるべき炭
玠原子導入甚の出発物質のガスを、そのガス流量
を所望の倉化率曲線に埓぀お適宜倉化させなが
ら、堆積宀内に導入するこずによ぀お成される。 䟋えば手動あるいは倖郚駆動モヌタ等の通垞甚
いられおいる䜕らかの方法により、ガス流路系の
途䞭に蚭けられた所定のニヌドルバルブの開口を
挞時倉化させる操䜜を行えば良い。このずき、流
量の倉化率は線型である必芁はなく、䟋えばマむ
コン等を甚いお、あらかじめ蚭蚈された倉化率曲
線を埗るこずもできる。 局領域をスパツタリング法によ぀お圢成
する堎合、炭玠原子の局厚方向の分垃濃床
を局厚方向で倉化させお、炭玠原子の局厚方向の
所望の分垃状態depth profileを圢成するに
は、第䞀には、グロヌ攟電法による堎合ず同様
に、炭玠原子導入甚の出発物質をガス状態で䜿甚
し、該ガスを堆積宀䞭ぞ導入する際のガス流量を
所望に埓぀お適宜倉化させるこずによ぀お成され
る。 第二には、スパツタリング甚のタヌゲツトを、
䟋えばシリコン原子ず炭玠原子ずの混合されたタ
ヌゲツトを䜿甚するのであれば、シリコン原子ず
炭玠原子ずの混合比を、タヌゲツトの局厚方向に
おいお、予め倉化させおおくこずによ぀お成され
る。 第䞀の局䞭に、䌝導特性を支配す
る物質、䟋えば、第族原子或いは第族原子を
構造的に導入するには、局圢成の際に、第族原
子導入甚の出発物質或いは第族原子導入甚の出
発物質をガス状態で堆積宀䞭に、第二の局領域
を圢成する為の他の出発物質ず共に
導入しおやれば良い。この様な第族原子導入甚
の出発物質ず成り埗るものずしおは、垞枩垞圧で
ガス状の又は、少なくずも局圢成条件䞋で容易に
ガス化し埗るものが採甚されるのが望たしい。そ
の様な第族原子導入甚の出発物質ずしお具䜓的
には硌玠原子導入甚ずしおはB2H6、B4H10、
B5H9、B5H11、B6H10、B6H12、B6H14等の氎玠
化硌玠、BF3、BCl3、BBr3等のハロゲン化硌玠
等が挙げられる。この他、AlCl3、GeCl4、Ge
CH34、InCl3、TlCl3等も挙げるこずが出来る。 第族原子導入甚の出発物質ずしお、本発明に
おいお有効に䜿甚されるのは、燐原子導入甚ずし
おは、PH3、P2H4等の氎玠化燐、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
原子導入甚の出発物質の有効なものずしお挙げる
こずが出来る。 本発明に斌いお、第䞀の局を構成
し、䌝導特性を支配する物質を含有領しお支持䜓
偎に偏圚しお蚭けられる局領域PNの
局厚ずしおは、該局領域PNず該局領域
PN䞊に圢成される第䞀の局を
構成する他の局領域ずに芁求される特性に応じお
所望に埓぀お適宜決定されるものであるが、その
䞋限ずしおは、奜たしくは30Å以䞊、より奜適に
は40Å以䞊、最適には、50Å以䞊ずされるのが望
たしい。又、前蚘局領域PN䞭に含有される
䌝導特性を支配する物質の含有量が30原子ppm以
䞊ずされる堎合には、該局領域PNの局厚の
䞊限ずしおは、奜たしくは10Ό以䞋、奜適には8ÎŒ
以䞋、最適には5Ό以䞋ずされるのが望たしい。 第図に瀺される光導電郚材においお
は、第䞀の局䞊に圢成される第二の
局は自由衚面を有し、䞻に耐
湿性、連続繰返し䜿甚特性、電均的耐圧性、䜿甚
環境特性、耐久性においお本発明の目的を達成す
る為に蚭けられる。 たた、本発明においおは、第䞀の局
ず第二の局ずを構成する非晶質材
料の各々がシリコン原子ずいう共通の構成芁玠を
有しおいるので、䞡局および
の積局界面においお化孊的な安定性の確保
が充分成されおいる。 本発明における第二の局は、シリ
コン原子ず窒玠原子ず、必芁に応じお氎玠原子た
たはおよびハロゲン原子ずの含む非晶質材料
以埌、「−SixN1-xy1-y」ず蚘す。
䜆し、、で構成される。 −SixN1-xy1-yで構成される第二
の局の圢成は、グロヌ攟電法、スパ
ツタリング法、゚レクトロンビヌム法等によ぀お
成される。これ等の補造法は、補造条件、蚭備資
本投䞋の負荷皋床、補造芏暡、䜜補される光導電
郚材に所望される特性等の芁因によ぀お適宜遞択
されお採甚されるが、所望する特性を有する光導
電郚材を補造するための䜜成条件の制埡が比范的
容易であり、か぀シリコン原子ず共に窒玠原子お
よびハロゲン原子を、䜜補する第二の局
䞭に導入するのが容易に行える等の利点を有
するグロヌ攟電法あるいはスパツタリング法が奜
適に採甚される。 曎に、本発明においおは、グロヌ攟電法ずスパ
ツタリング法ずを同䞀装眮系内で䜵甚しお第二の
局を圢成しおもよい。 グロヌ攟電法によ぀お第二の局を
圢成するには、−SixN1-xy1-y圢成
甚の原料ガスを必芁に応じお皀釈ガスず所定量の
混合比で混合しお、支持䜓の蚭眮しおある
真空堆積宀に導入し、この導入されたガスを、グ
ロヌ攟電を生起させるこずによ぀おガスプラズマ
化しお、前蚘支持䜓䞊に既に圢成されおあ
る第䞀の局䞊に、−SixN1-xy
1-yを堆積させればよい。 本発明においお、−SixN1-xy1-y
圢成甚の原料ガスずしおは、シリコン原子、窒玠
原子、氎玠原子、ハロゲン原子の䞭の少なくずも
䞀぀を構成原子ずするガス状の物質たたはガス化
し埗る物質をガス化したものの䞭の倧抂のものが
䜿甚され埗る。 シリコン原子、窒玠原子、氎玠原子、ハロゲン
原子の䞭の䞀぀ずしおシリコン原子を構成原子ず
する原料ガスを䜿甚する堎合は、䟋えばシリコン
原子を構成原子ずする原料ガスず、窒玠原子を構
成原子ずする原料ガスず、必芁に応じお氎玠原子
を構成原子ずする原料ガスたたはおよびハロゲ
ン原子を構成原子ずする原料ガスずを所望の混合
比で混合しお䜿甚するか、たたはシリコン原子を
構成原子ずする原料ガスず、窒玠原子および氎玠
原子を構成原子ずする原料ガスたたはおよび窒
玠原子およびハロゲン原子を構成原子ずする原料
ガスずを、これもたた、所望の混合比で混合する
か、あるいはシリコン原子を構成原子ずする原料
ガスず、シリコン原子、窒玠原子および氎玠原子
の぀の構成原子ずする原料ガスたたは、シリコ
ン原子、窒玠原子およびハロゲン原子の぀を構
成原子ずする原料ガスずを混合しお䜿甚するこず
ができる。 たた、別には、シリコン原子ず氎玠原子ずを構
成原子ずする原料ガスに窒玠原子を構成原子ずす
る原料ガスを混合しお䜿甚しおも良いし、シリコ
ン原子ずハロゲン原子ずを構成原子ずする原料ガ
スに窒玠原子を構成原子ずする原料ガスを混合し
お䜿甚しおもよい。 本発明においお第二の局䞭に含有
されるハロゲン原子ずしお奜適なのはフツ玠、塩
玠、臭玠、ペり玠であり、殊にフツ玠、塩玠が望
たしいものである。 本発明においお、第二の局を圢成
するのに有効に䜿甚される原料ガスず成り埗るも
のずしおは、垞枩垞圧においおガス状態のものた
たは容易にガス化し埗る物質を挙げるこずができ
る。 第二の局を䞊蚘の非晶質材料で構
成する堎合の局圢成法ずしおは、グロヌ攟電法、
スパツタリング法、むオンむンプランテヌシペン
法、むオンプレヌテむング法、゚レクトロビヌム
法等が挙がられる。これ等の補造法は、補造条
件、蚭備資本投䞋の負荷皋床、補造芏暡、䜜補さ
れる光導電郚材に所望される特性等の芁因によ぀
お適宜遞択されお採甚されるが、所望する特性を
有する光導電郚材を補造する為の䜜補条件の制埡
が比范的容易であり、か぀シリコン原子ず共に窒
玠原子、必芁に応じお氎玠原子やシリコン原子を
䜜補する第二の局䞭に導入するのが
容易に行える等の利点を有するグロヌ攟電法ある
いはスパツタリング法が奜適に採甚される。 曎に、本発明においおは、グロヌ攟電法ずスパ
ツタリング法ずを同䞀装眮系内で䜵甚しお第二の
局を圢成しおも良い。 グロヌ攟電法によ぀お、−SiN、で
構成される第二の局を圢成するに
は、基本的にはシリコン原子を䟛絊し埗るシリコ
ン原子䟛絊甚の原料ガスず窒玠原子導入甚の原料
ガスず、必芁に応じお氎玠原子導入甚のたたは
およびハロゲン原子導入甚の原料ガスを、内郚が
枛圧にし埗る堆積宀内に導入しお、該堆積宀内に
グロヌ攟電を生起させ、予め所定䜍眮に蚭眮され
おある所定の第䞀の局䞊に−SiN
、からなる第二の局を圢成
させれば良い。 たた、スパツタリング法で第二の局
を圢成する堎合には、䟋えば次のようになされ
る。 第䞀には、䟋えばAr、He等の䞍掻性ガスたた
はこれ等のガスをベヌスずした混合ガスの雰囲気
䞭でシリコン原子で構成されたタヌゲツトをスパ
ツタリングする際、窒玠原子導入甚の原料ガス
を、必芁に応じお氎玠原子導入甚のたたはおよ
びハロゲン原子導入甚の原料ガスず共にスパツタ
リングを行う真空堆積宀内に導入しおやれば良
い。 第二には、スパツタリング甚のタヌゲツトずし
おSi3N4で構成されたタヌゲツトか、あるいはシ
リコン原子で構成されたタヌゲツトずSi3N4で構
成されたタヌゲツトの二枚か、たたはシリコン原
子ずSi3N4ずで構成されたタヌゲツトを䜿甚する
こずで圢成される第二の局䞭ぞ窒玠
原子を導入するこずができる。この際、前蚘の窒
玠原子導入甚の原料ガスを䜵せお䜿甚すれば、そ
の流量を制埡するこずで第二の局䞭
に導入される窒玠原子の量を任意に制埡するこず
が容易である。 第二の局䞭ぞ導入される窒玠原子
の含有量は、窒玠原子導入甚の原料ガスが堆積宀
䞭ぞ導入される際の流量を制埡するか、たたは窒
玠原子導入甚のタヌゲツト䞭に含有される窒玠原
子の割合を、該タヌゲツトを䜜成する際に調敎す
るか、あるいは、この䞡者を行うこずによ぀お、
所望に埓぀お任意に制埡するこずができる。 本発明においお䜿甚されるシリコン原子䟛絊甚
の原料ガスずなる出発物質ずしおは、SiH4、
Si2H6、Si3H8、Si4H10等のガス状態のたたはガ
ス化し埗る氎玠化硅玠シラン類が䜿甚される
ものずしお挙げられ、殊に、局䜜成䜜業の扱い易
さ、シリコン原子䟛絊効率の良さ等の点でSiH4、
Si2H6が奜たしいものずしお挙げられる。これ等
の出発物質を䜿甚すれば、局䜜成条件を適切に遞
択するこずによ぀お圢成される第二の局
䞭にシリコン原子ず共に氎玠原子も導入し埗
る。 シリコン原子䟛絊甚の原料ガスずなる有効な出
発物質ずしおは、䞊蚘の氎玠化硅玠の他に、ハロ
ゲン原子を含む硅玠化合物、所謂、ハロゲン原子
で眮換されたシラン誘導䜓、具䜓的には䟋えば
SiF4、Si2F6、SiCl4、SiBr4等のハロゲン化硅玠
が奜たしいものずしお挙げるこずができる。 曎には、SiH2F2、SiH2I2、SiH2Cl2、SiHCl2、
SiH2Br2、SiHBr2等のハロゲン眮換氎玠化硅玠、
等々のガス状態のあるいはガス化し埗る、氎玠原
子を構成芁玠の぀ずするハロゲン化物も有効な
第二の局の圢成の為のシリコン原子
䟛絊甚の出発物質ずしお挙げる事ができる。 これ等のハロゲン原子を含む硅玠化合物を䜿甚
する堎合にも、前述したように局圢成条件の適切
な遞択によ぀お、圢成される第二の局
䞭にシリコン原子ず共に、ハロゲン原子を導入
するこずができる。 䞊蚘した出発物質の䞭で氎玠原子を含むシリコ
ン化硅玠化合物は、第二の局の圢成
の際に、局䞭にハロゲン原子の導入ず同時に電気
的あるいは光電的特性の制埡に極めお有効な氎玠
原子も導入されるので、本発明においおは奜適な
ハロゲン原子導入甚の出発物質ずしお䜿甚され
る。 本発明においお第二の局を圢成す
る際に䜿甚されるハロゲン原子導入甚の原料ガス
ずなる有効な出発物質ずしおは、䞊蚘したものの
他に、䟋えば、フツ玠、塩玠、臭玠、ペり玠のハ
ロゲンガス、BrF、ClF、ClF3、BrF3、BrF5、
IF3、IF7、ICl、IBr等のハロゲン間化合物、HF、
HCl、HBr、HI等のシリコン化氎玠を挙げるこ
ずができる。 第二の局を圢成する際に䜿甚され
る窒玠原子導入甚の原料ガスに成り埗るものずし
お有効に䜿甚される出発物質は、窒玠原子を構成
原子ずするかあるいは窒玠原子ず氎玠原子ずを構
成原子ずする䟋えば窒玠N2、アンモニア
NH3、ヒドラゞンH2NNH2、アゞ化氎玠
HN3、アゞ化アンモニりムNH4N3等のガ
ス状のたたはガス化し埗る窒玠、窒化物およびア
ゞ化物等の窒玠化合物を挙げるこずができる。こ
の他に、窒玠原子の導入に加えお、ハロゲン原子
の導入も行えるずいう点から、出発物質ずしお
は、䞉北化窒玠F3N、四北化窒玠F4N2等
のシリコン化窒玠化合物を挙げるこずができる。 本発明においお、第二の局をグロ
ヌ攟電法たたはスパツタリング法で圢成する際に
䜿甚される皀釈ガスずしおは、所謂、垌ガス、䟋
えばHe、Ne、Ar等が奜適なものずしお挙げる
こずができる。 本発明における第二の局は、その
芁求される特性が所望通りに䞎えられるように泚
意深く圢成される。 すなわち、シリコン原子、窒玠原子、必芁に応
じお氎玠原子たたはおよびハロゲン原子を構成
原子ずする物質は、その䜜成条件によ぀お構造的
には結晶からアモルフむスたでの圢態を取り、電
気物性的には、導電性から半導䜓性、さらには、
絶瞁性たでの間の性質を瀺し、たた、光導電的性
質から非光導電的性質を瀺す。そこで、本発明に
おいおは、目的に応じた所望の特性を有する−
SixN1-xy1-yが圢成されるように、所
望に埓぀おその䜜成条件の遞択が厳密に成され
る。 䟋えば、第二の局を電気的耐圧性
の向䞊を䞻な目的ずしお蚭けるには、−Six
N1-xy1-yは䜿甚環境においお電気絶瞁
性的挙動の顕著な非晶質材料ずしお䜜成される。 たた、連続繰返し䜿甚特性や䜿甚環境特性の向
䞊を䞻たる目的ずしお第二の局が蚭
けられる堎合には、䞊蚘の電気絶瞁性の床合はあ
る皋床緩和され、照射される光に察しおある皋床
の感床を有する非晶質材料ずしお−SixN1-xy
1-yが䜜成される。 第䞀の局の衚面に、−Six
N1-xy1-yから成る第二の局
を圢成する際における、局圢成䞭の支持䜓枩床
は、圢成される局の構造および特性を巊右する重
芁な因子である。本発明においおは、目的ずする
特性を有する−SixN1-xy1-yが所望
通りに䜜成され埗るように局䜜成時の支持䜓枩床
が厳密に制埡されるのが望たしい。本発明におけ
る、所望の目的が効果的に達成されるための第二
の局の圢成法に䜵せお適宜最適範囲
の支持䜓枩床が遞択されお、第二の局
の圢成が実行されるが、局䜜成時の支持䜓枩床
は奜たしくは、20〜400℃、より奜適には50〜350
℃、最適には100〜300℃ずされるのが望たしいも
のである。 第二の局の圢成には、局を構成す
る原子の組成比の埮劙な制埡や局厚の制埡が他の
方法に比べお比范的容易である事等のために、グ
ロヌ攟電法やスパツタリング法の採甚が有利であ
るが、これ等の局圢成法で第二の局
を圢成する堎合には、前蚘の支持䜓枩床ず同様に
局圢成の際の攟電パワヌが、䜜成される−Six
N1-xy1-yの特性を巊右する重芁な因子
の䞀぀である。 本発明における目的が達成されるための特性を
有する−SixN1-xy1-yが生産性良く
効果的に䜜成されるための攟電パワヌ条件ずしお
は、奜たしくは1.0〜300W、より奜適には2.0〜
250W、最適には5.0〜200Wずされるのが望たし
いものである。 堆積宀内のガス圧は奜たしくは0.01〜1Torr、
より奜適には、0.1〜0.5Torr皋床ずされるのが望
たしい。 本発明においお、第二の局を䜜成
するための支持䜓枩床および攟電パワヌの望たし
い数倀範囲ずしおは前蚘した範囲の倀が挙げられ
る。しかし、これ等の局䜜成フアクタヌは、独立
的に別々に決められるものではなく、所望特性の
−SixN1-xy1-yから成る第二の局
が圢成されるように盞互的有機的関
連性に基づいお最適倀が決められるのが望たし
い。 本発明の光導電郚材における第二の局に
含有される窒玠原子の量は、第二の局の䜜
成条件ず同様、本発明の目的を達成する所望の特
性が埗られる第二の局が圢成される
重芁な因子である、そこで、この第二の局
に含有される窒玠原子の量は、第二の局
を構成する非晶質材料の皮類および
その特性に応じお適宜所望に応じお決められるも
のである。 すなわち、前蚘䞀般匏−SixN1-xy
1-yで瀺される非晶質材料は、倧別するず、シ
リコン原子ず窒玠原子ずで構成される非晶質材料
以埌、「−SiaN1-a」ず蚘す。䜆し、
、シリコン原子ず窒玠原子ず氎玠原子ずで構
成される非晶質材料以埌、−SibN1-bcH1-c
ず蚘す。䜆し、、、シリコン原子
ず窒玠原子ずハロゲン原子ず必芁に応じお氎玠原
子ずで構成される非晶質材料以埌、「−Sid
N1-de1-e」ず蚘す。䜆し、
にそれぞれ分頌される。 本発明においお、第二の局が−
SiaN1-aで構成される堎合、第二の局
に含有される窒玠原子の量は、奜たしくは×
10-3〜60原子、より奜適には〜50原子、最
適には10〜45原子ずされるのが望たしいもので
ある。すなわち、先の−SiaN1-aのの衚瀺で
行えば、が奜たしくは0.4〜0.99999、より奜適
には0.5〜0.99、最適には0.55〜0.9である。 本発明においお、第二の局が−
SibN1-bcH1-cで構成される堎合、第二の局
に含有される窒玠原子の量は、奜た
しくは×10-3〜55原子ずされ、より奜たしく
は〜55原子、最適には10〜55原子ずされる
のが望たしいものである。さらに、氎玠原子の含
有量ずしおは、奜たしくは〜40原子、より奜
たしくは〜35原子、最適には〜30原子ず
されるのが望たしく、これ等の範囲に氎玠原子含
有量がある堎合に圢成される光導電郚材は、実際
面においお優れたものずしお充分適甚され埗る。 すなわち、先の−SibN1-bcH1-cのおよび
衚瀺で行えば、が望たしくは0.45〜0.99999、
より奜適には0.45〜0.99、最適には0.45〜0.9であ
り、が奜たしくは0.6〜0.99、より奜適には0.65
〜0.98、最適には0.7〜0.95であるのが望たしい。 第二の局が−SidN1-de
1-eで構成される堎合には、第二の局
䞭に含有される窒玠原子の含有量ずしおは、
奜たしくは、×10-3〜60原子、より奜適には
〜60原子、最適には10〜55原子ずされるの
が望たしいものである。さらに、ハロゲン原子の
含有量ずしおは、奜たしくは〜20原子、より
奜適には〜18原子、最適には〜15原子ず
されるのが望たしく、これ等の範囲にハロゲン原
子含有量がある堎合に䜜成される光導電郚材は、
実際面においお充分適甚され埗るものである。さ
らにたた、必芁に応じお含有される氎玠原子の含
有量ずしおは、奜たしくは19原子以䞋、より奜
適には13原子以䞋ずされるのが望たしいもので
ある。 すなわち、先の−SidN1-de1-eの
およびの衚瀺で行えばが奜たしくは0.4〜
0.99999、より奜適には0.4〜0.99、最適には0.45
〜0.9であり、が奜たしくは0.8〜0.99、より奜
適には0.82〜0.99、最適には0.85〜0.98であるこ
ずが望たしい。 本発明における第二の局の局厚の
範囲は、本発明の目的を効果的に達成するための
重芁な因子の䞀぀である。この局厚は、本発明の
目的を効果的に達成するように所期の目的に応じ
お適宜所望に埓぀お決められる。さらに、この局
厚は、該局に含有される窒玠原子の
量や第䞀の局の局厚ずの関係におい
おも、各々の局領域に芁求される特性に応じた有
機的な関連性の䞋に所望に埓぀お適宜決定される
必芁がある。曎に加え埗るに、この局厚は生産性
や量産性を加味した経枈性の点においおも考慮さ
れるのが望たしい。 本発明における第二の局の局厚ず
しおは、奜たしくは0.003〜30Ό、より奜適には
0.004〜20Ό、最適には0.005〜10Όずされるのが望
たしい。 本発明においお䜿甚される支持䜓ずしお
は、導電性でも電気絶瞁性であ぀おも良い。導電
性支持䜓ずしおは、䟋えば、NiCr、ステンレス、
Al、Cr、Mo、Au、Nb、Ta、、Ti、Pt、Pd
等の金属又はこれ等の合金が挙げられる。 電気絶瞁性支持䜓ずしおは、ポリ゚ステル、ポ
リ゚チレン、ポリカヌボネヌト、セルロヌス、ア
セテヌト、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド等
の合成暹脂のフむルム又はシヌト、ガラス、セラ
ミツクス、玙等が通垞䜿甚される。これ等の電気
絶瞁性支持䜓は、奜適には少なくずもその䞀方の
衚面を導電凊理され、該導電凊理された衚面偎に
他の局が蚭けられるのが望たしい。 䟋えば、ガラスであれば、その衚面に、
NiCr、、Al、Cr、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、、
Ti、Pt、Pd、In2O2、SnO2、ITOIn2O3SnO2
等から成る薄膜を蚭けるこずによ぀お導電性が付
䞎され、或いはポリ゚ステルフむルム等の合成暹
脂フむルムであれば、NiCr、Al、Ag、Pb、Zn、
Ni、Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、、Ti、Pt
等の金属の薄膜を真空蒞着、電子ビヌム蒞着、ス
パツタリング等でその衚面に蚭け、又は前蚘金属
でその衚面をラミネヌト凊理しお、その衚面に導
電性が付䞎される。 炭玠原子の圢状ずしおは、円筒状、ベル
ト状、板状等任意の圢状ずしお埗、所望によ぀
お、その圢状は決定されるが、䟋えば、第図の
光導電郚材を電子写真甚像圢成郚材ずしお
䜿甚するのであれば連続高速耇写の堎合には、無
端ベルト状又は円筒状ずするのが望たしい。支持
䜓の厚さは、所望通りの光導電郚材が圢成
される様に適宜決定されるが、光導電郚材ずしお
可撓性が芁求される堎合には、支持䜓ずしおの機
胜が充分発揮される範囲内であれば可胜な限り薄
くされる。而乍ら、この様な堎合支持䜓の補造䞊
及び取扱い䞊、機械的匷床等の点から、支持䜓
の厚さは、奜たしくは、10Ό以䞊ずされる。 次に本発明の光導電郚材の補造方法の䞀䟋の抂
略に぀いお説明する。 第図に光導電郚材の補造装眮の䞀䟋を瀺
す。 図䞭、〜で瀺すガスボンベに
は、本発明の光導電郚材を圢成するための原料ガ
スが密封されおおり、その䟋ずしおたずえば
は、Heで皀釈されたSiH4ガス玔床
99.999、以䞋SiH4Heず略す。ボンベ、
はHeで皀釈されたGeH4ガス玔床99.999
、以䞋GeH4Heず略す。ボンベ、
はC2H4ガス玔床99.99ボンベ、は
Heガス玔床99.999ボンベ、はH2
ガス玔床99.999ボンベである。 これらのガスを反応宀に流入させるに
はガスボンベ〜のバルブ
〜、リヌクバルブが閉じられ
おいるこずを確認し、又、流入バルブ〜
、流出バルブ〜、補助
バルブが開かれおいるこずを
確認しお、先ずメむンバルブを開いお反
応宀、及び各ガス配管内を排気する。次
に真空蚈の読みが玄×10-6Torrにな
぀た時点で補助バルブ、流出
バルブ〜を閉じる。 次に支持䜓ずしおのシリンダヌ状基䜓
䞊に光受容局を圢成する堎合の䟋をあげるず、
ガスボンベからのSiH4Heガス、ガス
ボンベからのGeH4Heガス、ガスボン
ベからのC2H4ガスを、バルブ
を開いお出口圧ゲヌゞ
の圧力をKgcm2に調敎
し、流入バルブを
埐々に開けるこずによ぀お、マスフロコントロヌ
ラ内に倫々流入さ
せる。匕き続いお流出バルブ
、補助バルブを埐々に開い
お倫々のガスを反応宀内に流入させる。
このずきのSiH4Heガス流量ずGeH4Heガス
流量ずC2H4ガス流量ずの比が所望の倀になるよ
うに流出バルブを
調敎し、又、反応宀内の圧力が所望の倀
になるように真空蚈の読みを芋ながらメ
むンバルブの開口を調敎する。そしお基
䜓の枩床が加熱ヒヌタヌにより
50〜400℃の範囲の枩床に蚭定されおいるこずを
確認した埌、電源を所望の電力に蚭定し
お反応宀内にグロヌ攟電を生起させ、同
時にあらかじめ蚭蚈された倉化率曲線に埓぀お
GeH4Heガスおよび手動あるいは倖郚駆動モヌ
タ等の方法を適甚しおバルブ〜
の開口を適宜倉化させる操䜜を行぀おC2H4ガス
の流量を調敎し、も぀お圢成される局䞭に含有さ
れるゲルマニりム原子および炭玠原子の分垃濃床
を制埡する。 䞊蚘の様にしお、所望時間グロヌ攟電を維持し
お、所望局厚に、基䜓䞊に第䞀の局領域
を圢成する。所望局厚に第䞀の局領
域が圢成された段階に斌いお、流出
バルブを完党に閉じるず、及び必芁に応
じお攟電条件を倉える以倖は、同様な条件ず手順
に埓぀お所望時間グロヌ攟電を維持するこずで第
䞀の局領域䞊にゲルマニりム原子の
実質的に含有されない第二の局領域
を圢成するこずが出来る。 第䞀の局領域および第二の局領域
䞭に、䌝導性を支配する物質を含
有させるには、第䞀の局領域および
第二の局領域の圢成の際に䟋えば
B2H6、PH3等のガスを堆積宀䞭に導入
するガスに加えおやれば良い。 かくしお、基䜓䞊に第䞀の局
が圢成される。 䞊蚘の様にしお所望局厚に圢成された第䞀の局
䞊に第二の局を圢成す
るには、第䞀の局の圢成の際ず同様
なバルブ操䜜によ぀お、䟋えばSiH4ガス、NH3
ガスの倫々を必芁に応じおHe等の皀釈ガスで皀
釈しお反応宀内に䟛絊し、所望の条件に
埓぀お、グロヌ攟電を生起させればよい。 第二の局䞭にハロゲン原子を含有
させるには、䟋えばSiF4ガスずNH3ガス、或い
はこれにSiH4ガスを加えお䞊蚘ず同様にしお第
二の局を圢成すればよい。 倫々の局を圢成する際に必芁なガスの流出バル
ブ以倖の流出バルブは党お閉じるこずは蚀うたで
もなく、又倫々の局を圢成する際、前局の圢成に
䜿甚したガスが反応宀内、流出バルブ
〜から反応宀内に至るガ
ス配管内に残留するこずを避けるために、流出バ
ルブ〜を閉じ、補助バルブ
を開いおメむンバルブを
党開しお系内を䞀旊高真空に排気する操䜜を必芁
に応じお行う。 第二の局䞭に含有される窒玠原子
の量は䟋えば、グロヌ攟電による堎合はSiH4ガ
スおよびNH3ガスの反応宀内に導入さ
れる流量比を所望に埓぀お倉えるか、或いは、ス
パツタリングで局圢成する堎合には、タヌゲツト
を圢成する際シリコンり゚ハず窒化シリコンり゚
ハのスパツタ面積比率を倉えるか、又はシリコン
粉末ず窒化シリコン粉末の混合比率を倉えおタヌ
ゲツトを成型するこずによ぀お所望に応じお制埡
するこずが出来る。第二の局䞭に含
有されるシリコン原子の量は、ハロゲン原子導入
甚の原料ガス、䟋えばSiF4ガスが反応宀
内に導入される際の流量を調敎するこずによ぀お
成される。 又、局圢成を行぀おいる間は局圢成の均䞀化を
蚈るため基䜓はモヌタにより䞀
定速床で回転させおやるのが望たしい。 以䞋実斜䟋に぀いお説明する。 実斜䟋  第図に瀺した補造装眮により、支持䜓ずし
おのシリンダヌ状のAl基䜓䞊に第衚に瀺す条
件で電子写真甚像圢成郚材ずしおの詊料詊料No.
11−〜17−を倫々䜜成した第衚。 各詊料に斌けるゲルマニりム原子の含有分垃濃
床は第図に、又、炭玠原子の含有分垃濃床は
第図に瀺される。 こうしお埗られた各詊料を、垯電露光実隓装眮
に蚭眮し5.0KVで0.3秒sec間コロナ垯電を
行い、盎ちに光像を照射した。光像はタングステ
ンランプ光源を甚い、2lux・secの光量を透過型
のテストチダヌトを通しお照射させた。 その埌盎ちに、荷電性の珟像剀トナヌずキ
ダリアヌを含むによ぀お詊料像圢成郚材衚
面をカスケヌドするこずによ぀お、圓該詊料像
圢成郚材衚面䞊に良奜なトナヌ画像を埗た。詊
料䞊のトナヌ画像を、5.0KVのコロナ垯電で転
写玙䞊に転写した所、いずれの詊料に斌いおも解
像力に優れ、階調再珟性のよい鮮明な高濃床の画
像が埗られた。 䞊蚘に斌いお、光源ずしおタングステンランプ
の代りに810nmのGaAs系半導䜓レヌザ10mW
を甚いお、静電像の圢成を行぀た以倖は、同様の
トナヌ画像圢成条件にしお、各詊料に就いおトナ
ヌ転写画像の画質評䟡を行぀たずころ、いずれの
詊料の堎合も、解像力に優れ、階調再珟性の良い
鮮明な高品䜍の画像が埗られた。 実斜䟋  第図に瀺した補造装眮によりシリンダヌ状
のAl基䜓䞊に第衚に瀺す条件で電子写真甚像
圢成郚材ずしおの詊料詊料No.21−〜27−
をそれぞれ䜜成した第衚。 各詊料におけるゲルマニりム原子の含有分垃濃
床は第図に、たた、炭玠原子の含有分垃濃床
は第図に瀺される。 これ等の詊料のそれぞれに就お、実斜䟋ず同
様の画像評䟡テストを行぀たずころ、いずれの詊
料も高品質のトナヌ転写画像を䞎えた。たた、各
詊料に就お38℃、80RHの環境においお20䞇回
の繰り返し䜿甚テストを行぀たずころ、いずれの
詊料も画像品質の䜎䞋は芋られなか぀た。 実斜䟋  第二の局の䜜成条件を第衚に瀺
す各条件にした以倖は、実斜䟋の詊料No.11−
、12−、13−ず同様の条件の手順に埓぀お
電子写真甚像圢成郚材のそれぞれNo.11−−
〜11−−、12−−〜12−−、13−
−〜13−−の24個の詊料を䜜成した。こ
うしお埗られた各電子写真甚像圢成郚材のそれぞ
れを個別に耇写装眮に蚭眮し、各実斜䟋に蚘茉し
たのず同様の条件によ぀お、各実斜䟋に察応した
電子写真甚像圢成郚材のそれぞれに぀いお、転写
画像の総合画質評䟡ず繰り返し連続䜿甚による耐
久性の評䟡を行぀た。 各詊料の転写画像の総合画質評䟡ず、繰り返し
連続䜿甚による耐久性の評䟡の結果を第衚に瀺
す。 実斜䟋  第二の局の圢成埌、シリコンり゚
ハず窒化シリコンのタヌゲツト面積比を倉えお、
局におけるシリコン原子ず窒玠原子の含有
量比を倉化させる以倖は、実斜䟋の詊料No.11−
ず党く同様な方法によ぀お像圢成郚材のそれぞ
れを䜜成した。こうしお埗られた像圢成郚材のそ
れぞれに぀き、実斜䟋に述べた劂き、䜜像、ク
リヌニングの工皋を玄䞇回繰り返した埌、画像
評䟡を行぀たずころ第衚の劂き結果を埗た。 実斜䟋  第二の局の局の圢成時、SiH4ガ
スずNH3ガスの流量比を倉えお、局にお
けるシリコン原子ず窒玠原子の含有量比を倉化さ
せる以倖は実斜䟋詊料No.12−ず党く同様な方
法によ぀お像圢成郚材のそれぞれを䜜成した。 こうしお埗られた各像圢成郚材に぀き、実斜䟋
に述べた劂き方法で転写たでの工皋を玄䞇回
繰り返した埌、画像評䟡を行぀たずころ、第衚
の劂き結果を埗た。 実斜䟋  第二の局の局の圢成時、SiH4ガ
ス、SiF4ガス、NH3ガスの流量比を倉えお、局
におけるシリコン原子ず窒玠原子の含有量
比を倉化させる以倖は、実斜䟋の詊料No.13−
ず党く同様な方法によ぀お像圢成郚材のそれぞれ
を䜜成した。こうしお埗られた像圢成郚材のそれ
ぞれに぀き、実斜䟋に述べた劂き䜜像、珟像、
クリヌニングの工皋を玄䞇回繰り返した埌、画
像評䟡を行぀たずころ、第衚の劂き結果を埗
た。 実斜䟋  第二の局の局厚を倉える以倖は、
実斜䟋の詊料No.11−ず党く同様な方法によ぀
お像圢成郚材のそれぞれを䜜成した。実斜䟋に
述べた劂き䜜像、珟像、クリヌニングの工皋を繰
り返し第10衚の結果を埗た。
【衚】 的に調敎しお流量比を倉化させた。
【衚】
【衚】 に調敎しお流量比を倉化させた。
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】 ◎〓非垞に良奜 ○〓良奜 △〓実甚に充分耐える
×〓画像欠陥を生ずる
【衚】 ◎〓非垞に良奜 ○〓良奜 △〓実甚に充分耐える
×〓画像欠陥を生ずる
【衚】 ◎〓非垞に良奜 ○〓良奜 △〓実甚に充分耐える
×〓画像欠陥を生ずる
【衚】 以䞊の本発明の実斜䟋に斌ける局䜜成条件を以
䞋に瀺す。 基䜓枩床シリコン原子Ge含有局 
箄200℃ ゲルマニりム原子Ge非含有局 
箄250℃ 攟電呚波数13.56MHz 反応時反応宀内圧0.3Torr
【図面の簡単な説明】
第図は、本発明の光導郚材の局構成を説明す
る為の暡匏的局構成図、第図乃至第図は、
倫々、第䞀の局䞭のゲルマニりム原子の分
垃状態を説明する為の説明図、第図乃至第
図は、倫々、第䞀の局䞭の炭玠原子の分
垃状態を説明するための説明図、第図は、本
発明で䜿甚された装眮の暡匏的説明図、第
図、第図は倫々本発明の実斜䟋に眮ける各原
子の含有分垃濃床状態を瀺す分垃状態図である。   光導電郚材、  支持䜓、
  第䞀の局、  第二の局
、  光受容局。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  電子写真甚光導電郚材甚の支持䜓ず、 該支持䜓䞊に蚭けられ、シリコン原子ず、シリ
    コン原子ずの和に察しお〜10×105原子ppmの
    ゲルマニりム原子ずを含む非晶質材料で構成され
    た局厚30Å〜50Όの第䞀の局領域および該
    第䞀の局領域䞊に蚭けられ、シリコン原子
    を含むゲルマニりム原子を含たない非晶質材
    料で構成された局厚0.5〜90Όの第二の局領域
    を有する局厚〜100Όの光導電性を瀺す第
    䞀の局、ならびに該第䞀の局䞊に蚭けられ、シリ
    コン原子ず×10-3〜60原子の窒玠原子ずを含
    む非晶質材料で構成された局厚0.003〜30Όの第二
    の局からなる光受容量ず、で構成された電子写真
    甚光導電郚材であ぀お、 前蚘第䞀の局には、シリコン原子ずゲルマニり
    ム原子ず炭玠原子ずの和に察しお0.001〜50原子
    の炭玠原子が含有され、圓該炭玠原子の局厚方
    向における濃床分垃は滑らかで、か぀該第䞀の局
    の支持䜓偎たたは前蚘第二の局ずの界面偎から局
    厚で5Ό以内に500原子ppm以䞊の最倧濃床分垃が
    あるこずを特城ずする電子写真甚光導電郚材。  前蚘第䞀の局領域および前蚘第二の局
    領域の少なくずもいずれか䞀方に氎玠原子
    が含有されおいる特蚱請求の範囲第項に蚘茉の
    電子写真甚光導電郚材。  前蚘第䞀の局領域および前蚘第二の局
    領域の少なくずもいずれか䞀方にハロゲン
    原子が含有されおいる特蚱請求の範囲第項およ
    び第項に蚘茉の電子写真甚光導電郚材。  前蚘第䞀の局領域䞭におけるゲルマニ
    りム原子の分垃状態が、局厚方向に䞍均䞀である
    特蚱請求の範囲第項に蚘茉の電子写真甚光導電
    郚材。  前蚘第䞀の局領域におけるゲルマニり
    ム原子の分垃状態が局厚方向に均䞀である特蚱請
    求の範囲第項に蚘茉の電子写真甚光導電郚材。  前蚘第䞀の局䞭に䌝導性を支配する物質が含
    有されおいる特蚱請求の範囲第項に蚘茉の電子
    写真甚光導電郚材。  前蚘䌝導性を支配する物質が呚期埋衚第族
    に属する原子である特蚱請求の範囲第項に蚘茉
    の電子写真甚光導電郚材。  前蚘䌝導性を支配する物質が呚期埋衚第族
    に属する原子である特蚱請求の範囲第項に蚘茉
    の電子写真甚光導電郚材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103575695A (zh) * 2012-07-20 2014-02-12 无锡凯睿䌠感技术有限公叞 䞀种气䜓氮氧化物含量检测装眮

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