JPH0220984B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0220984B2
JPH0220984B2 JP58207776A JP20777683A JPH0220984B2 JP H0220984 B2 JPH0220984 B2 JP H0220984B2 JP 58207776 A JP58207776 A JP 58207776A JP 20777683 A JP20777683 A JP 20777683A JP H0220984 B2 JPH0220984 B2 JP H0220984B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
atoms
layer region
gas
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58207776A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6098439A (en
Inventor
Keishi Saito
Yukihiko Oonuki
Shigeru Oono
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP58207776A priority Critical patent/JPS6098439A/en
Publication of JPS6098439A publication Critical patent/JPS6098439A/en
Publication of JPH0220984B2 publication Critical patent/JPH0220984B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • 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電子写真用光導電部
材に関する。 固体撮像装置、或いは像形成分野における電子
写真用像形成部材や原稿読取装置における光導電
層を形成する光導電材料としては、高感度で、
SN比〔光電流(IP)/暗電流(Id)〕が高く、照
射する電磁波のスペクトル特性にマツチングした
吸収スペクトル特性を有すること、光応答性が速
く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時におい
て人体に対して無公害であること、更には固体撮
像装置においては、残像を所定時間内に容易に処
理することができること等の特性が要求される。
殊に、事務機としてオフイスで使用される電子写
真装置内に組込まれる電子写真用像形成部材の場
合には、上記の使用時における無公害性は重要な
点である。 この様な点に立脚して最近注目されている光導
電材料にアモルフアスシリコン(以後a−Siと表
記す)があり、例えば、独国公開第2746967号公
報、同第2855718号公報には電子写真用像形成部
材として、独国公開第2933411号公報には光電変
換読取装置への応用が記載されている。 而乍ら、従来のa−Siで構成された光導電層を
有する光導電部材は、暗抵抗値,光感度,光応答
性等の電気的,光学的,光導電的特性,及び耐湿
性等の使用環境特性の点、更には経時的安定性の
点において、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
部材は長時間繰り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
れる一方で電子写真用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に使用される光
導電部材としての適用性とその応答性という観点
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
て著しく優れた特性を有していること及び長波長
側に於ける吸収スペクトル特性に優れていること
を見出した点に基いている。 本発明は電気的,光学的,光導電的特性が常時
安定していて、殆んど使用環境に制限を受けない
全環境型であり、長波長側の光感度特性に優れる
と共に耐光疲労に著しく長け、繰返し使用に際し
ても劣化現象を起さず、残留電位が全く又は殆ん
ど観測されない電子写真用光導電部材(以下「光
導電部材」と称する。)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、且つ光応答性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。 本発明の光導電部材は、電子写真用光導電部材
用の支持体と、該支持体上にシリコン原子との和
に対して1〜10×105atomic ppmのゲルマニウ
ム原子とを含む非晶質材料で構成された層厚30Å
〜50μの第1の層領域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構成の層厚1〜
100μの光導電性を示す第一の層と、シリコン原
子と1×10-3〜90atomic %の炭素原子とを含
む非晶質材料で構成された層厚0.003〜30μの第二
の層とから成る光受容層とを有し、前記第一の層
はシリコン原子とゲルマニウム原子と酸素原子の
和に対して0.001〜50atomic %の酸素原子を含
有し、その濃度分布が滑らかで且つ該層の支持体
側又は第二層との界面側から層厚5μ以内に
500atomic ppm以上の最大濃度分布がある事を
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,電気的耐圧性及び使用環境特性を示す。 殊に、電子写真用像形成部材として適用させた
場合には、画像形成への残留電位の影響が全くな
く、その電気的特性が安定しており高感度で、高
SN比を有するものであつて、耐光疲労,繰返し
使用特性に長け、濃度が高く、ハーフトーンが鮮
明に出て、且つ解像度の高い、高品質の画像を安
定して繰返し得ることができる。 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、第一の層10
2と第二の層103とから成る光受容層を有
し、該光受容層は自由表面106を一方の端面に
有している。 第一の層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G1
04とa−Si(H,X)で構成され、光導電性を
有する第2の層領域S105とが順に積層された
層構造を有する。 第1の層領域G104中に含有されるゲルマニ
ウム原子は、該第1の層領域G104中に万偏無
く均一に分布されても良いし、或いは、層厚方向
には万偏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
分布で万偏無く含有されるが、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、
第一の層102の層厚方向には万偏無く含有さ
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(光受容層の自由表面106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G104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、この様な層構造に第一の層
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
偏無く分布し、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。 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C5となる様な分布状態を形成
している。 第4図の場合には、位置tBより位置t2まではゲ
ルマニウム原子の分布濃度Cは濃度C6と一定値
とされ、位置t2と位置tTとの間において、徐々に
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C8より
連続的に徐々に減少され、位置tTにおいて実質的
に零とされている。 第6図に示す例においては、ゲルマニウム原子
の分布濃度Cは、位置tBと位置t3間においては、
濃度C9と一定値であり、位置tTにおいては濃度
C10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C11の一定値を取り、位置
t4より位置tTまでは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7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第一の層
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、又はこれとは逆に光受容
層の自由表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、形成される第一の層に要求され
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40Å〜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
求される特性と第一の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、必要に応じて第一の層を構成
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、第一の層中に
は、酸素原子が含有される層領域Oが設けられ
る。第一の層中に含有される酸素原子は、第一
の層の全層領域に万偏なく含有されても良い
し、或いは、第一の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Oに於ける酸素原子の
分布状態は分布濃度CO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酸素原子の分布濃度CO
は濃度C21とされ位置t9から位置10までの層領域に
於いては、t9からt10まで急峻に増加し、t10で酸
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酸素原子の
分布濃度CO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
までの層領域では酸素原子の分布濃度COは濃度
C23とされ、位置t12からt13までの層領域では、t12
よりt13まで急激に増加し位置t13で酸素原子の分
布濃度COはピーク値C24をとり、位置t13から位
置tTまでの層領域では酸素原子の分布濃度CO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
までの層領域では酸素原子の分布濃度COがC25
らC26までゆるやかに増加し、位置t14で酸素原子
の分布濃度COはピーク値C26となる。位置t14
ら位置tTまでの層領域では酸素原子の分布濃度
CO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で酸素原子
の分布濃度COは濃度C27で、位置t15までは分布
濃度CO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、酸素原子の分布
濃度CO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酸素原子の分布濃
度COは増加し、位置t17分布濃度COはピーク値
C29をとる。位置t17から位置tTまでの層領域に於
いては酸素原子の分布濃度COは減少し位置tT
濃度C28となる。 本発明に於いて、第一の層に設けられる酸素
原子の含有されている層領域Oは、光感度と暗抵
抗の向上を主たる目的とする場合には、第一の層
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、
自由表面側近傍に設けられ、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、第一の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O中に含有される酸
素原子の含有量は、高光感度を維持する為に比較
的少なくなされ、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、第一
の層の中央に於いて比較的低濃度に分布させ、
第一の層の自由表面側の界面層領域には、酸素
原子を多くした様な酸素原子の分布状態を層領域
O中に形成すれば良い。 本発明に於いて、第一の層に設けられる層領
域Oに含有される酸素原子の含有量は、層領域O
自体に要求される特性、或いは該層領域Oが支持
体に直に接触して設けられる場合には、該支持体
との接触界面に於ける特性との関係等、有機的関
連性に於いて、適宜選択することが出来る。 又、前記層領域Oに直に接触して他の層領域が
設けられる場合には、該他の層領域の特性や、該
他の層領域との接触界面に於ける特性との関係も
考慮されて、酸素原子の含有量が適宜選択され
る。 層領域O中に含有される酸素原子の量は、形成
される光導電部材に要求される特性に応じて所望
に従つて適宜決められるが、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Oが第一の層の全域
を占めるか、或いは、第一の層の全域を占めな
くとも、層領域Oの層厚T0の第一の層の層厚
Tに占める割合が充分多い場合には、層領域Oに
含有される酸素原子の含有量の上限は、前記の値
より充分少なくされるのが望ましい。 本発明の場合には、層領域Oの層厚T0が第一
の層の層厚Tに対して占める割合が5分の2以
上となる様な場合には、層領域O中に含有される
酸素原子の量の上限としては、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、第一の層を構成する酸素原
子の含有される層領域Oは、上記した様に支持体
側及び自由表面近傍の方に酸素原子が比較的高濃
度で含有されている局在領域Bを有するものとし
て設けられるのが望ましく、この場合には、支持
体と第一の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計ることが出来
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、形成される第一の層に要求される
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Cmax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、酸素原子の含有され
る層領域Oは、支持体側または自由表面側の界面
からの層厚で5μ以内(tBまたはtTから5μ厚の層領
域)に分布濃度の最大値Cmax が存在する様に
形成されるのが望ましい。 本発明において、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を形成する場合、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,GeH3Br2
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,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、形成される第一
の層を構成する第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の層領域G中に含有される水素原子H又
は/ハロゲン原子Xの量を制御するには、例えば
支持体温度又は/及び水素原子H、或いはハロゲ
ン原子Xを含有させる為に使用される出発物質の
堆積装置系内へ導入する量、放電々力等を制御し
てやれば良い。 本発明に於いて、a−Si(H,X)で構成され
る第2の層領域Sを形成するには、前記した第1
の層領域G形成用の出発物質の中より、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、形成される第1の層を構成
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、第一の層に酸素原子の含有
された層領域Oを設けるには、第一の層の形成
の際に酸素原子導入用の出発物質を前記した第一
の層形成用の出発物質と共に使用して、形成さ
れる層中その量を制御し乍ら含有してやれば良
い。 層領域Oを形成するのにグロー放電法を用いる
場合には、前記した第一の層形成用の出発物質
の中から所望に従つて選択されたものに酸素原子
導入用の出発物質が加えられる。その様な酸素原
子導入用の出発物質としては、少なくとも酸素原
子を構成原子とするガス状の物質又はガス化し得
る物質をガス化したものの中の大概のものが使用
され得る。 例えばシリコン原子Siを構成原子とする原料ガ
スと、酸素原子Oを構成原子とする原料ガスと、
必要に応じて水素原子H又は及びハロゲン原子X
を構成原子とする原料ガスとを所望混合比で混合
して使用するか、又は、シリコン原子Siを構成原
子とする原料ガスと、酸素原子O及び水素原子H
を構成原子とする原料ガスとを、これも又所望の
混合比で混合するか、或いは、シリコン原子Siを
構成原子とする原料ガスと、シリコン原子Si、酸
素原子O及び水素原子Hの3つを構成原子とする
原料ガスとを混合して使用することが出来る。 又、別には、シリコン原子Siと水素原子Hとを
構成原子とする原料ガスに酸素原子Oを構成原子
とする原料ガスを混合して使用しても良い。 具体的には、例えば酸素O2,オゾンO3,一酸
化窒素NO、二酸化窒素NO2,一二酸化窒素
N2O,三二酸化窒素N2O3,四二酸化窒素N2O4
五二酸化窒素N2O5、三酸化窒素NO3,シリコン
原子Siと酸素原子Oと水素原子Hとを構成原子と
する。例えば、ジシロキサン(H3SiOSiH3)、ト
リシロキサン(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、酸素原子を含有す
る層領域Oを形成するには、単結晶又は多結晶の
Siウエーハー又はSiO2ウエーハー、又はSiと
SiO2が混合されて含有されているウエーハーを
ターゲツトとして、これ等を種々のガス雰囲気中
でスパツタリングすることによつて行えば良い。 例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
すれば、酸素原子と必要に応じて水素原子又は/
及びハロゲン原子を導入する為の原料ガスを、必
要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツター用の
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SiO2とは別々のターゲツト
として、又はSiとSiO2の混合した一枚のターゲ
ツトを使用することによつて、スパツター用のガ
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/およびハロゲン原子Xを構成原
子として含有するガス雰囲気中でスパツタリング
することによつて成される。酸素原子導入用の原
料ガスとしては、先述したグロー放電の例で示し
た原料ガスの中の酸素原子導入用の原料ガスが、
スパツタリングの場合にも有効なガスとして使用
され得る。 本発明に於いて、第一の層の形成の際に、酸
素原子の含有される層領域Oを設ける場合、該層
領域Oに含有される酸素原子の分布濃度Cを層厚
方向に変化させて、所望の層厚方向の分布状態
(depth profile)を有する層領域Oを形成するに
は、グロー放電の場合には、分布濃度COを変化
させるべき酸素原子導入用の出発物質のガスを、
そのガス流量を所望の変化率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Oをスパツタリング法によつて形成する
場合、酸素原子の層厚方向の分布濃度COを層厚
方向で変化させて、酸素原子の層厚方向の所望の
分布状態(depth profile)を形成するには、第
一には、グロー放電法による場合と同様に、酸素
原子導入用の出発物質をガス状態で使用し、該ガ
スを堆積室中へ導入する際のガス流量を所望に従
つて適宜変化させることによつて成される。 第二には、スパツタリング用のターゲツトを、
例えばSiとSiO2との混合されたターゲツトを使
用するのであれば、SiとSiO2との混合比を、タ
ーゲツトの層厚方向に於いて、予め変化させてお
くことによつて成される。 本発明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一の層領域G又は/及びゲル
マニウム原子の含有されない第二の層領域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、第一の層の一部又
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、SiGe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、第一の層に含有される伝導
特性を制御する物質Cの含有量は、該第一の層
に要求される伝導特性、或いは第一の層に直に
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第一の層
中に含有させるのに、該第一の層の所望され
る層領域に局在的に含有させる場合、殊に、第一
の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、第一の層の一
部の層領域に局所的に含有させるのが望ましく、
殊に第一の層I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、第一の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、第
一の層の残りの層領域、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に含有させる実際の量よりも一段と少ない
量にして含有させても良い。 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以
上、より好適には0.05〜500atomic ppm以上、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
同種の伝導特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、第一の層
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
特性を支配する物質を含有させた層領域とを直に
接触する様に設けて、該接触領域に所謂空乏層を
設けることも出来る。詰り、例えば、第一の層
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。 第一の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、第二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,B6H13
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。 第1図に示される光導電部材100においては
第一の層102上に形成される第二の層10
3は自由表面を有し、主に耐湿性、連続繰返し使
用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性に
おいて本発明の目的を達成する為に設けられる。 本発明における第二の層は、シリコン原子Si
と炭素原子Cと、必要に応じて水素原子H又は/
及びハロゲン原子Xとを含む非晶質材料(以後、
「a−(SixC1-xy(H、X)1-y」但し、0<x、y
<1、と記す)で構成される。 a−(SixC1-xy(H、X)1-yで構成される第二
の層の形成はグロー放電法、スパツタリング
法、イオンプランテーシヨン法、イオンプレーテ
イング法、エレクトロンビーム法等によつて成さ
れる。これ等の製造法は、製造条件、設備資本投
下の負荷程度、製造規模、作製される光導電部材
に所望される特性等の要因によつて適宜選択され
て採用されるが、所望する特性を有する光導電部
材を製造する為の作製条件の制御が比較的容易で
ある、シリコン原子と共に炭素原子及びシリコン
原子を、作製する第二の層中に導入するのが容
易に行える等の利点からグロー放電法或いはスパ
ツターリング法が好適に採用される。 更に、本発明においては、グロー放電法とスパ
ツターリング法とを同一装置系内で併用して第二
の層を形成しても良い。 グロー放電法によつて第二の層を形成するに
は、a−(SixC1-xy(H、X)1-y形成用の原料ガ
スを、必要に応じて稀釈ガスと所定量の混合比で
混合して、支持体の設置してある真空堆積用の堆
積室に導入し、導入されたガスを、グロー放電を
生起させることでプラズマガス化して、前記支持
体上に既に形成されてある第一の層上にa−
(SixC1-xy(H、X)1-yを堆積させれば良い。 本発明において、a−(SixC1-xy(H、X)1-y
形成用の原料ガスとしては、シリコン原子Si、炭
素原子C、水素原子H、ハロゲン原子Xの中の少
なくとも1つを構成原子とするガス状の物質又は
ガス化し得る物質をガス化したものの中の大概の
ものが使用され得る。 Si、C、H、Xの中の1つとしてSiを構成原子
とする原料ガスを使用する場合には、例えばSiを
構成原子とする原料ガスと、Cを構成原子とする
原料ガスと、必要に応じてHを構成原子とする原
料ガス又は/及びXを構成原子とする原料ガスと
を所望の混合比で混合して使用するか、又はSiを
構成原子とする原料ガスと、C及びHを構成原子
とする原料ガス又は/及びXを構成原子とする原
料ガスとを、これも又、所望の混合比で混合する
か、或いはSiを構成原子とする原料ガスと、Si、
C及びHの3つを構成原子とする原料ガス又は、
Si、C及びXの3つを構成原子とする原料ガスと
を混合して使用することが出来る。 又、別には、SiとHとを構成原子とする原料ガ
スにCを構成原子とする原料ガスを混合して使用
しても良いし、SiとXとを構成原子とする原料ガ
スにCを構成原子とする原料ガスを混合して使用
しても良い。 本発明において、第二の層中に含有されるハ
ロゲン原子Xとして好適なのは、F、Cl、Br、
Iであり、殊にF、Clが望ましいものである。 本発明において、第二の層を形成するのに有
効に使用される原料ガスと成り得るものとして
は、常温常圧においてガス状態のもの又は容易に
ガス化し得る物質を挙げることが出来る。 本発明において、第二の層形成用の原料ガス
として有効に使用されるのは、SiとHとを構成原
子とするSiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H10等のシラ
ン(Silane)類等の水素化硅素ガス、CとHとを
構成原子とする、例えば炭素数1〜4の飽和炭化
水素、炭素数2〜4のエチレン系炭化水素、炭素
数2〜3のアセチレン系炭化水素、ハロゲン単
体、ハロゲン化水素、ハロゲン間化合物、ハロゲ
ン化硅素、ハロゲン置換水素化硅素、水素化硅素
等を挙げる事が出来る。 具体的には、飽和炭化水素としてはメタン
(CH4)、エタン(C2H6)、プロパン(C3H5)、n
−ブタン(n−C4H10)、ペンタン(C5H12)、エ
チレン系炭化水素としては、エチレン(C2H4)、
プロピレン(C3H6)、ブテン−1(C4H8)、ブテ
ン−2(C4H8)イソブチレン(C4H8)、ペンテン
(C5H10)、アセチレン系炭化水素としては、アセ
チレン(C2H2)、メチルアセチレン(C3H4)、ブ
チン(C4H6)、ハロゲン単体としては、フツ素、
塩素、臭素、ヨウ素のハロゲンガス、ハロゲン化
水素としては、FH、HI、HCl、HBr、ハロゲン
間化合物としては、BrF、ClF、ClF3、ClF5
BrF5、BrF3、IF7、IF5、ICl、IBr、ハロゲン化
硅素としてはSiF4、Si2F6、SiCl4、SiCl3Br、
SiCl2Br2、SiClBr3、SiCl3I、SiBr4、ハロゲン置
換水素化硅素としては、SiH2F2,SiH2Cl2
SiHCl3,SiH3Cl、SiH3Br、SiH2Br2,SiHB3
水素化硅素としては、SiH4、Si2H8、Si4H10等の
シラン(Silane)類、等々を挙げることが出来
る。 これ等の他にCF4、CCl4、CBr4、CHF3
CH2F2、CH3F、CH3Cl、CH3Br、CH3I、
C2H5Cl等のハロゲン置換パラフイン系炭化水素、
SF4、SF5等のフツ素化硫黄化合物、Si(CH34
Si(C2H54等のケイ化アルキルやSiCl(CH33
SiCl2(CH32、SiCl3CH3等のハロゲン含有ケイ化
アルキル等のシラン誘導体も有効なものとして挙
げることが出来る。 これ等の第二の層形成物質は、形成される第
二の層中に、所定の組成比でシリコン原子、炭
素原子及びハロゲン原子と必要に応じて水素原子
とが含有される様に、第二の層の形成の際に所
望に従つて選択されて使用される。 例えば、シリコン原子と炭素原子と水素原子と
の含有が容易に成し得て且つ所望の特性の層が形
成され得るSi(CH34と、ハロゲン原子を含有さ
せるものとしてのSiH2Cl3,SiH2Cl2,SiCl4或い
はSiH3Cl等を所定の混合比にしてガス状態で第
二の層形成用の装置内に導入してグロー放電を
生起させることによつてa−(SixC1-xy(Cl+
H)1-yから成る第二の層を形成することが出来
る。 スパツターリング法によつて第二の層を形成
するには、単結晶又は多結晶のSiウエーハー又は
Cウエーハー又はSiとCが混合されて含有されて
いるウエーハーをターゲツトとして、これ等を必
要に応じてハロゲン原子又は/及び水素原子を構
成要素として含む種々のガス雰囲気中でスパツタ
ーリングすることによつて行えば良い。 例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
すれば、CとH又は/及びXを導入する為の原料
ガスを、必要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパ
ツタ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
ターリングすれば良い。 又、別には、SiとCとは別々のターゲツトとし
て、又はSiとCの混合した一枚のターゲツトを使
用することによつて、必要に応じて水素原子又
は/及びハロゲン原子を含有するガス雰囲気中で
スパツターリングすることによつて成される。
C、H及びXの導入用の原料ガスとなる物質とし
ては先述したグロー放電の例で示した第二の層
形成用の物質がスパツターリング法の場合にも有
効な物質として使用され得る。 本発明において、第二の層をグロー放電法又
はスパツターリング法で形成する際に使用される
稀釈ガスとしては、所謂、希ガス、例えば、He、
Ne、Ar等が好適なものとして挙げることが出来
る。 本発明における第二の層は、その要求される
特性が所望通りに与えられる様に注意深く形成さ
れる。 即ち、Si、C、必要に応じてH又は/及びXを
構成原子とする物質は、その作成条件によつて構
造的には結晶からアモルフアスまでの形態を取
り、電気物性的には、導電性から半導体性、絶縁
性までの間の性質を、又光導電的性質から非光導
電的性質までの間の性質を、各々示すので本発明
においては、目的に応じた所望の特性を有するa
−(SixC1-xy(H、X)1-yが形成される様に、所
望に従つてその作成条件の選択が厳密に成され
る。例えば、第二の層を電気的耐圧性の向上を
主な目的として設けるにはa−(SixC1-xy(H、
X)1-yは使用環境において電気絶縁性的挙動の顕
著な非晶質材料として作成される。 又、連続繰返し使用特性や使用環境特性の向上
を主たる目的として第二の層が設けられる場合
には上記の電気絶縁性の度合はある程度緩和さ
れ、照射される光に対してある程度の感度を有す
る非晶質材料としてa−(SixC1-xy(H、X)1-y
が作成される。 第一の層の表面にa−(SixC1-xy(H、X)1
−yから成る第二の層を形成する際、層形成中の
支持体温度は、形成される層の構造及び特性を左
右する重要な因子であつて、本発明においては、
目的とする特性を有するa−(SixC1-xy(H、
X)1-yが所望通りに作成され得る様に層作成時の
支持体温度が厳密に制御されるのが望ましい。 本発明における、所望の目的が効果的に達成さ
れる為の第二の層の形成法に併せて適宜最適範
囲が選択されて、第二の層の形成が実行される
が、好ましくは、20〜400℃、より好適には50〜
350℃、最適には100〜300℃とされるのが望まし
いものである。第二の層の形成には、層を構成
する原子の組成比の微妙な制御や層厚の制御が他
の方法に較べて比較的容易である事等の為に、グ
ロー放電法やスパツターリング法の採用が有利で
あるが、これ等の層形成法で第二の層を形成す
る場合には、前記の支持体温度と同様に層形成の
際の放電パワーが作成されるa−(SixC1-xy
(H、X)1-yの特性を左右する重要な因子の1つ
である。 本発明における目的が達成れる為の特性を有す
るa−(SixC1-xy(X)1-yが生産性良く効果的に
作成される為の放電パワー条件としては好ましく
は10〜300W、より好適には20〜250W、最適には
50〜200Wとされるのが望ましいものである。 堆積室内のガス圧は好ましくは0.01〜1Torr、
より好適には、0.1〜0.5Torr程度とされるのが望
ましい。 本発明においては第二の層を作成する為の支
持体温度、放電パワーの望ましい数値範囲として
前記した範囲の値が挙げられるが、これ等の層作
成フアクターは、独立的に別々に決められるもの
ではなく、所望特性のa−(SixC1-xy(H、X)1
−yから成る第二の層が形成される様に相互的有
機的関連性に基づいて各層作成フアクターの最適
値が決められるのが望ましい。 本発明の光導電部材における第二の層に含有
される炭素原子の量は、第二の層の作成条件と
同様、本発明の目的を達成する所望の特性が得ら
れる第二の層が形成される重要な因子である。
本発明における第二の層に含有される炭素原子
の量は、第二の層を構成する非晶質材料の種類
及びその特性に応じて適宜所望に応じて決められ
るものである。 即ち、前記一般式a−(SixC1-xy(H、X)1-y
で示される非晶質材料は、大別すると、シリコン
原子と炭素原子とで構成される非晶質材料(以
後、「a−SiaC1-a」と記す。但し、0<a<1)、
シリコン原子と炭素原子と水素原子とで構成され
る非晶質材料(以後、「a−(SibC1-bcH1-c」と
記す。但し、0<b、c<1)、シリコン原子と
炭素原子とハロゲン原子と必要に応じて水素原子
とで構成される非晶質材料(以後、「a−(Sid
C1-de(H、X)1-e」と記す。但し、0<d、e
<1)に分類される。 本発明において、第二の層がa−SiaC1-a
構成される場合、第二の層に含有される炭素原
子の量は好ましくは、1×10-3〜90atomic%、
より好適には1〜80atomic%、最適には10〜
75atomic%とされるのが望ましいものである。
即ち、先のa−SiaC1-aのaの表示で行えば、a
が好ましくは0.1〜0.99999、より好適には0.2〜
0.99、最適には0.25〜0.9である。 本発明において、第二の層がa−(SibC1-bc
H1-cで構成される場合、第二の層に含有され
る炭素原子の量は、好ましくは1×10-3
90atomic%とされ、より好ましくは1〜
90atomic%、最適には10〜80atomic%とされる
のが望ましいものである。水素原子の含有量とし
ては、好ましくは1〜40atomic%、より好まし
くは2〜35atomic%、最適には5〜30atomic%
とされるのが望ましく、これ等の範囲に水素含有
量がある場合に形成される光導電部材は、実際面
において優れたものとして充分適用させ得るもの
である。 即ち、先のa−(SibC1-bcH1-cの表示で行えば
bが好ましくは0.1〜0.99999、より好適には0.1〜
0.99、最適には0.15〜0.9、cが好ましくは0.6〜
0.99、より好適には0.65〜0.98、最適には0.7〜
0.95であるのが望ましい。 第二の層が、a−(SidC1-de(H、X)1-e
構成される場合には、第二の層中に含有される
炭素原子の含有量としては、好ましくは1×10-3
〜90atomic%、より好適には1〜90atomic%、
最適には10〜80atomic%とされるのが望ましい
ものである。ハロゲン原子の含有量としては、好
ましくは、1〜20atomic%、より好適には1〜
18atomic%、最適には2〜15atomic%とされる
のが望ましく、これ等の範囲にハロゲン原子含有
量がある場合に作成される光導電部材を実際面に
充分適用させ得るものである。必要に応じて含有
される水素原子の含有量としては、好ましくは
19atomic%以下、より好適には13atomic%以下
とされるのが望ましいものである。 即ち、先のa−(SidC1-de(H、X)1-eのd、
eの表示で行えば、dが好ましくは0.1〜
0.99999、より好適には0.1〜0.99、最適には0.15
〜0.9、eが好ましくは0.8〜0.99、より好適には
0.82〜0.99、最適には0.85〜0.98であるのが望ま
しい。 本発明における第二の層の層厚の数範囲は、
本発明の目的を効果的に達成する為の重要な因子
の1つである。 本発明の目的を効果的に達成する様に所期の目
的に応じて適宜所望に従つて決められる。 又、第二の層の層厚は、該層中に含有され
る炭素原子の量や第一の層の層厚との関係にお
いても、各々の層領域に要求される特性に応じた
有機的な関連性の下に所望に従つて適宜決定され
る必要がある。 更に加え得るに、生産性や量産性を加味した経
済性の点においても考慮されるのが望ましい。 本発明における第二の層の層厚としては、好
ましくは0.003〜30μ、より好適には0.004〜20μ、
最適には0.005〜10μとされるのが望ましいもので
ある。 本発明において使用される支持体としては、導
電性でも電気絶縁性であつても良い。導電性支持
体としては、例えば、NiCr、ステンレス、Al,
Cr、Mo、Au、Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pb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に薄くさ
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、1104NOガス
(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のバルブに11
22〜1126、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、先ずメインバルブ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NO
ガスをバルブ1122,1123,1124を開
いて出口圧ゲージ1127,1128,1129
の圧を1Kg/cm2に調整し、流入バルブ1112,
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111
7,1118,1119、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NOガス流量との比が所望
の値になるように流出バルブ1117,111
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NO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酸素原子の分布濃
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1118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1101の中に
導入するガスに加えてやれば良い。 上記の様にして所望層厚に形成された第一の層
上に第二の層を形成するには、第一の層の
形成の際と同様なバルブ操作によつて、例えば
SiH4ガス、C2H4ガスの夫々を必要に応じてHe等
の稀釈ガスで稀釈して、所望の条件に従つて、グ
ロー放電を生起させることによつて成される。 第二の層中にハロゲン原子を含有させるに
は、例えばSiF4ガスとC2H4ガス、或いはこれに
Si82ガスを加えて上記と同様にして第二の層を
形成することによつて成される。 夫々の層を形成するのに必要なガスの流出バル
ブ以外の流出バルブは全て閉じることは言うまで
もなく、又夫々の層を形成する際、前層の形成に
使用したガスが反応室1101内、流出バルブ1
117〜1121から反応室1101内に至るガ
ス配管内に残留することを避けるために、流出バ
ルブ1117〜1121を閉じ、補助バルブ11
32,1133を開いてメインバルブ1134を
全開して系内を一旦高真空に排気する操作を必要
に応じて行う。 第二の層中に含有される炭素原子の量は例え
ば、グロー放電法による場合はSiH4ガスと、
C2H4ガスの反応室1101内に導入される流量
比を所望に従つて変えるか、或いは、スパツター
リングで層形成する場合には、ターゲツトを形成
する際シリコンウエハとグラフアイトウエハのス
パツタ面積比率を変えるか、又はシリコン粉末と
グラフアイト粉末の混合比率を変えてターゲツト
を成型することによつて所望に応じて制御するこ
とが出来る。第二の層中に含有されるハロゲン
原子Xの量は、ハロゲン原子導入用の原料ガス、
例えばSiF4ガスが反応室1101内に導入される
際の流量を調整することによつて成される。 又、層形成を行つている間は層形成の均一化を
計るため基体1137はモータ1139により一
定速度で回転させてやることが望ましい。 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、酸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、2 lux・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
ナー画像装置を得た。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、酸素原子の含有分布濃度は
第17図に示される。 これ等の試料に夫々に就いて、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
り返し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。 実施例 3 層の作成条件を第5表に示す各条件にした以
外は、実施例1の試料No.11−1,12−1,13−1
の各実施例と同様の条件と手順に従つて電子写真
用像形成部材の夫々(試料No.11−1−1〜11−1
−8、12−1−1〜12−1−8、13−1−1〜13
−1−8の24個の試料)を作成した。 こうして得られた各電子写真用像形成部材の
夫々を個別に複写装置に設置し、各実施例に記載
したのと同様の条件によつて、各実施例に対応し
た電子写真用像形成部材の夫々について、転写画
像の総合画質評価と繰り返し連続使用による耐久
性の評価を行つた。 各試料の転写画像の総合画質評価と、繰り返し
連続使用による耐久性の評価の結果を第6表に示
す。 実施例 4 層形成時、シリコンウエハとグラフアイトの
ターゲツト面積比を変えて、層におけるシリコ
ン原子と炭素原子の含有量比を変化させる以外
は、実施例1のNo.11−1と全く同様な方法によつ
て像形成部材の夫々を作成した。こうして得られ
た像形成部材の夫々につき、実施例1に述べた如
き、作像、現像、クリーニングの工程を5万回繰
り返した後画像評価を行つたところ第7表の如き
結果を得た。 実施例 5 層の形成時、SiH4ガスとC2H4ガスの流量比
を変えて、層におけるシリコン原子と炭素原子
の含有量比を変化させる以外は実施例1の試料No.
12−1と全く同様な方法によつて像形成部材の
夫々を作成した。 こうして得られた各像形成部材につき、実施例
1に述べた如き方法で転写までの工程を約5万回
繰り返した後、画像評価を行つたところ、第8表
の如き結果を得た。 実施例 6 層形成時、SiH4ガス、SiF4ガス、C2H4ガス
の流量比を変えて、層におけるシリコン原子と
炭素原子の含有量比を変化させる以外は、実施例
1の試料No.13−1と全く同様な方法によつて像形
成部材の夫々を作成した。こうして得られた像形
成部材につき実施例1に述べた如き作像、現像、
クリーニングの工程を約5万回繰り返した後、画
像評価を行つたところ、第9表の如き結果を得
た。 実施例 7 層の層厚を変える以外は、実施例1の試料No.
14−1と全く同様な方法によつて像形成部材の
夫々を作成した。実施例1に述べた如き、作像、
現像、クリーニングの工程を繰り返し第10表の如
き結果を得た。
The present invention relates to light (here, light in a broad sense, including ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, X-rays, γ-rays, etc.)
The present invention relates to photoconductive members for electrophotography that are 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 spectrum characteristics that match the spectral characteristics of the irradiated electromagnetic waves, have fast photoresponsiveness, and have the desired dark resistance value. At times, solid-state imaging devices are 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. As a photographic image forming member, application to a photoelectric conversion reader is described in DE 2933411. However, conventional photoconductive members having a photoconductive layer 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 for electrophotography. The present invention has been made in view of the above points, and includes a
-As a result of comprehensive research and study on Si from the viewpoint of its applicability and responsiveness as a photoconductive member used in electrophotographic image forming members, we have discovered that Si is an amorphous material whose matrix is silicon atoms. , in particular, an amorphous material having a silicon atom as a matrix and containing at least either a hydrogen atom H or a halogen atom X, so-called hydrogenated amorphous silicon, halogenated amorphous silicon, or halogen-containing hydrogenated amorphous silicon [hereinafter referred to as ``a-Si(H,X)'' is used as a generic notation for these materials. The photoconductive materials designed and manufactured under this technology not only exhibit extremely superior properties in practical use, but also surpass in all respects compared to conventional photoconductive materials, especially for electrophotography. This is based on the discovery that it has extremely excellent properties as a photoconductive member, and that it has excellent absorption spectrum properties on the long wavelength side. 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 for electrophotography (hereinafter referred to as "photoconductive member") which is long-lasting, does not cause any deterioration phenomenon 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 photoresponsiveness. Another object of the present invention is to provide 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 properties. 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 of the present invention includes a support for a photoconductive member for electrophotography, and an amorphous material containing germanium atoms in an amount of 1 to 10×10 5 atomic ppm based on the sum of silicon atoms on the support. Layer thickness 30Å made up of material
A first layer region G with a thickness of ~50μ and a second layer region S with a layer thickness of 0.5 to 90μ made of an amorphous material containing silicon atoms (not containing germanium atoms) are provided in order from the support side. The layer thickness of the layer structure is 1~
A first layer exhibiting photoconductivity of 100μ and a second layer with a layer thickness of 0.003 to 30μ composed of an amorphous material containing silicon atoms and 1×10 -3 to 90 atomic % carbon atoms. The first layer contains 0.001 to 50 atomic % of oxygen atoms based on the sum of silicon atoms, germanium atoms, and oxygen atoms, has a smooth concentration distribution, and has a photoreceptive layer that supports the layer. Within a layer thickness of 5μ from the body side or the interface side with the second layer
It is characterized by a maximum concentration distribution of 500 atomic ppm or more. The photoconductive member of the present invention designed to have the above-mentioned layer structure can solve all of the problems described above, and has extremely excellent electrical, optical, and photoconductive properties. Indicates pressure resistance and usage environment characteristics. In particular, when applied as an electrophotographic image forming member, there is no influence of residual potential on image formation, its electrical properties are stable, it is highly sensitive, and it is highly sensitive.
It has a high signal-to-noise ratio, 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. Furthermore, 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 optical response. 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. A photoconductive member 100 shown in FIG. 1 includes a first layer 10 on a support 101 for photoconductive member.
2 and a second layer 103, the photoreceptive layer has a free surface 106 on one end face. The first layer 102 is a-
First layer region G1 composed of Ge (Si, H, X)
04 and a-Si(H,X) and a second layer region S105 having photoconductivity are laminated in this order. The germanium atoms contained in the first layer region G104 may be uniformly distributed in the first layer region G104, or may be uniformly contained in the layer thickness direction. However, the distribution concentration may be non-uniform. However, in any case, the content is uniformly 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 uniformly contained in the layer thickness direction of the first layer 102 and is on the side opposite to the side where the support 101 is provided (the free surface 106 side of the photoreceptive layer).
It is contained in the first layer region G104 so that it is distributed in a larger amount on the support body 101 side, or in the opposite distribution state. In the photoconductive member of the present invention, as described above, the germanium atoms contained in the first layer region G have the distribution state as described above in the layer thickness direction, and the surface of the support It is desirable to have a uniform distribution state in the in-plane direction parallel to . In the present invention, germanium atoms are not contained in the second layer region S provided on the first layer region G, and the first layer cannot be formed in such a layer structure. Accordingly, it is possible to obtain a photoconductive member that has excellent photosensitivity to light having wavelengths in the entire range from relatively short wavelengths to relatively long wavelengths, including the visible light region. Further, in one of the preferred embodiments, the distribution state of the germanium atoms in the first layer region G is such that the germanium atoms are continuously and evenly distributed in the entire layer region, and the germanium atoms are distributed uniformly in the entire layer region. Since the distribution concentration C in the thickness direction is given a change that decreases from the support side toward the second layer region S, the affinity between the first layer region G and the second layer region S is In addition, as will be described later, by extremely increasing the distribution concentration C of germanium atoms at the edge of the support, when a semiconductor laser or the like is used,
Light on the longer wavelength side, which is almost completely absorbed in the second layer region S, can be substantially completely absorbed in the first layer region G, preventing interference due to reflection from the support surface. You can. 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 of the present invention in the layer thickness direction is non-uniform. 2 to 10, the horizontal axis represents the distribution concentration C of germanium atoms, the vertical axis represents the layer thickness of the first layer region G, and t B represents 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 t B 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 5 at position t T . In the case of Fig. 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 continuously from the concentration C 8 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 C11 from position tB to position t4 , and
From t 4 to position t T , the distribution state is such that the concentration decreases linearly from C 12 to C 13 . 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
An example is shown in which the concentration C 16 is linearly decreased to C 16 and the concentration C 16 is kept at a constant value between the position t 5 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 positions t 6 and 7 , the concentration decreases rapidly at first, then gradually decreases to a concentration C 19 at position t 7 , and between positions t 7 and t 8 , is gradually reduced 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, In the first layer, the distribution state of germanium atoms has a portion where the distribution concentration C of germanium atoms is high, and a portion where the distribution concentration C is considerably lower on the interface tT side than on the support side. The case where it is provided in region G is cited as one of the preferred examples. The first layer region G constituting the first 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 surface side of the photoreceptive layer. It is desirable to have a localized region A in which germanium atoms are contained at a relatively high concentration. For example, localized region A can be explained using the symbols shown in FIGS. 2 to 10 by 5μ from interface position tB .
It is desirable that it be installed within the same range. In the present invention, the localized region A may be the entire layer region L T up to 5 μm thick from the interface position t B , or may be a part of the layer region L T. Whether the localized area A is a part or all of the layer area L T is determined as appropriate depending on the characteristics required of the first 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 is appropriately determined as desired so as to effectively achieve the object of the present invention, but , 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 desired properties are fully imparted to the member. 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 40Å to 30μ. Further, the layer thickness T of the second layer region S is preferably
0.5-90μ, more preferably 1-80μ, optimally 2
It is desirable that the thickness be ~50μ. The sum of the layer thickness T B of the first layer region G and the layer thickness T of the second layer region S (T B +T) is based on the characteristics required for both layer regions and the characteristics required for the entire first layer. It is determined as desired when designing the layers of the photoconductive member based on the organic relationship between the properties. 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 as follows:
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 the second layer region S constituting the first layer are specifically fluorine, chlorine, bromine, Examples include iodine, and particularly preferred are fluorine and chlorine. 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, A layer region O containing oxygen atoms is provided. The oxygen atoms contained in the first layer may be uniformly contained in the entire layer region of the first layer, or may be contained uniformly in only a part of the layer region of the first layer. It may be allowed to exist. In the present invention, the distribution state of oxygen atoms in the layer region O is such that even if the distribution concentration CO is uniform in the in-plane direction parallel to the surface of the support, it is uneven in the layer thickness direction. Uniform. In the example shown in FIG. 11, from position t B to position t 9
The distribution concentration of oxygen atoms in the layer region up to CO
In the layer region from position t 9 to position 10 , the concentration of oxygen atoms increases sharply from t 9 to t 10 , and at t 10 , the distribution concentration of oxygen atoms reaches the peak value C 22 . position t 10
In the layer region from t to position t11 , the distribution concentration CO of oxygen atoms decreases to a concentration C21 at position tT . In the example shown in FIG. 12, from position t B to position t 12
The distribution concentration of oxygen atoms in the layer region up to CO is the concentration
C 23 , and in the layer region from position t 12 to t 13 , t 12
The distribution concentration of oxygen atoms, CO, increases rapidly until t 13 , and at position t 13 , the distribution concentration of oxygen atoms takes a peak value C 24 , and in the layer region from position t 13 to position t T , the distribution concentration of oxygen atoms, CO, decreases to almost zero. Decrease. In the example shown in FIG. 13, from position t B to position t 14
In the layer region up to, the distribution concentration CO of oxygen atoms gradually increases from C 25 to C 26 , and the distribution concentration CO of oxygen atoms 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 of oxygen atoms is
CO decreases rapidly to a concentration C 25 at position t T. In the example shown in FIG. 14, the distribution concentration CO of oxygen atoms is a concentration C 27 at the position t B , and the distribution concentration CO decreases until the position t 15 , and becomes the concentration C 28 at t 15 . position t 15
In the layer region from to position t 16 , the distribution concentration CO of oxygen atoms is constant at the concentration C 28 . In the layer region from position t 16 to position t 17 , the distribution concentration CO of oxygen atoms increases, and the distribution concentration CO at position t 17 reaches its peak value.
Take C 29 . In the layer region from position t17 to position tT , the distribution concentration CO of oxygen atoms decreases to a concentration C28 at position tT . In the present invention, when the main purpose of the layer region O provided in the first layer containing oxygen atoms is to improve photosensitivity and dark resistance, the entire layer region of the first layer is In order to prevent charge injection from the free surface of the photoreceptive layer,
When it is provided near the free surface side and the main purpose is to strengthen the adhesion between the support and the light-receiving layer, it should be provided so as to occupy the end layer area E of the first layer on the support side. provided. In the first case mentioned above, the content of oxygen atoms contained in the layer region O is made relatively low in order to maintain high photosensitivity, and in the second case the content of oxygen atoms contained in the layer region O is made relatively low in order to maintain high photosensitivity, and in the second case to prevent the injection of charges from the free surface of the photoreceptor layer. In the third case, it is desirable to use a relatively large amount in order to reliably strengthen the adhesion to the support. In addition, for the purpose of achieving the above three at the same time,
distributed at a relatively high concentration on the support side and distributed at a relatively low concentration at the center of the first layer,
In the interface layer region on the free surface side of the first layer, a distribution state of oxygen atoms such that the number of oxygen atoms is increased can be formed in the layer region O. In the present invention, the content of oxygen atoms contained in the layer region O provided in the first layer is as follows:
In terms of organic relationships, such as the characteristics required for itself, or, if the layer region O is provided in direct contact with the support, the relationship with the characteristics at the contact interface with the support. , can be selected as appropriate. In addition, when another layer region is provided in direct contact with the layer region O, the characteristics of the other layer region and the relationship with the characteristics at the contact interface with the other layer region are also considered. and the content of oxygen atoms is appropriately selected. The amount of oxygen atoms contained in the layer region O is determined as desired depending on the properties required of the photoconductive member to be formed, but is 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 or not the layer region O occupies the entire area of the first layer, the layer thickness T of the first layer is equal to the layer thickness T 0 of the layer region O. When the proportion of oxygen atoms in the layer region O is sufficiently large, it is desirable that the upper limit of the content of oxygen atoms contained in the layer region O is sufficiently smaller than the above value. In the case of the present invention, if the ratio of the layer thickness T 0 of the layer region O to the layer thickness T of the first layer is two-fifths or more, the content in the layer region O is The upper limit of the amount of oxygen atoms is preferably:
30atomic% or less, more preferably 20atomic%
Hereinafter, the optimum value is preferably 10 atomic% or less. In the present invention, the layer region O containing oxygen atoms constituting the first layer is a region O containing oxygen atoms at a relatively high concentration on the support side and near the free surface, as described above. It is desirable that the support be provided as having a contact area B, and in this case, it is possible to further improve the adhesion between the support and the first layer and to improve the acceptance potential. The localized region B can be explained using the symbols shown in FIGS. 11 to 14 at the interface position t B or t T
It is desirable that the distance be within 5μ. 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 t T , or may be a part of the layer region L T. In some cases. 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 first layer to be formed. Localized region B has a distribution state of oxygen atoms contained therein in the layer thickness direction, and the maximum value Cmax of the distribution concentration 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 O containing oxygen atoms has a distribution concentration within 5 μm in layer thickness from the interface on the support side or free surface side (layer region 5 μ thick from t B or t T ). It is desirable to form it so that a maximum value Cmax exists. In the present invention, the first layer region G composed of a-Ge (Si, H, It is done by a deposition method. For example, in order to form the first layer region G composed of a-Ge (Si, H, A raw material gas for supplying Si that can supply silicon atoms Si as needed, a raw material gas for introducing hydrogen atoms H, and/or a raw material gas for introducing halogen atoms X into a deposition chamber whose interior can be reduced in pressure. A glow discharge is generated in the deposition chamber by introducing the gas at a desired pressure state, and a.
A layer consisting of -Ge (Si, H, X) may be formed. In addition, in order to contain germanium atoms in a non-uniform distribution state, the distribution concentration of germanium atoms is controlled according to the desired rate of change curve, and a-Ge (Si,
A layer consisting of H, X) may be formed. In addition, when forming by sputtering method, for example, Ar,
Using a target made of Si, or two targets made of Si and Ge in an atmosphere of an inert gas such as He or a mixed gas based on these gases, or using Si and a target made of Ge. If desired, use a mixed target of Ge.
A raw material gas for supplying Ge diluted with a diluent gas such as He or Ar, and a gas for introducing hydrogen atoms H or/and halogen atoms X as necessary, are introduced into the deposition chamber for sputtering to obtain the desired gas. This is achieved by creating a plasma atmosphere of 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 in terms of ease of handling during layer creation work and good Si supply efficiency. Preferred examples include SiH 4 and Si 2 H 6 . 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 forming the first layer region G containing halogen atoms according to the glow discharge method, basically, for example, silicon halide, which is a raw material gas for supplying Si, and
Introducing germanium hydride, which serves as a raw material gas for supplying Ge, and gases such as Ar, H 2 , He, etc. into a deposition chamber forming a first layer region G at a predetermined mixing ratio and gas flow rate; The first layer region G can be formed on a desired support by generating a glow discharge and forming a plasma atmosphere of these gases, but it is possible to control the introduction ratio of hydrogen atoms. In order to make the measurement even easier, 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 material 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 2 ,
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 ,
Gaseous or gasifiable substances such as germanium halides such as GeI 4 , GeF 2 , GeCl 2 , GeBr 2 , GeI 2 and the like can also be mentioned as useful starting materials for forming the first layer region G. In the case of halides containing hydrogen atoms in these substances, when forming the first layer region G, hydrogen atoms, which are extremely effective in controlling electrical or photoelectric properties, are also introduced at the same time as halogen atoms are introduced into the layer. 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 ,
This can also be done by causing a discharge by coexisting germanium hydride such as Ge 6 H 14 , Ge 7 H 16 , Ge 9 H 20 and silicon or a silicon compound for supplying Si in a deposition chamber. . In a preferred example of the present invention, the amount of hydrogen atoms H, the amount of halogen atoms X, or the sum of hydrogen atoms and halogen atoms (H+X) contained in the first layer region G constituting the first layer to be formed is preferably 0.01 to 40 atomic%, more preferably 0.05 to 40 atomic%
It is desirable that it be 30 atomic %, optimally 0.1 to 25 atomic %. To control the amount of hydrogen atoms H or/halogen atoms X contained in the first layer region G, for example, the support temperature or/and the amount of hydrogen atoms H or halogen atoms The amount of starting material 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,
The first layer is formed using starting materials [starting materials for forming the second layer region S] from among the starting materials for forming the layer region G excluding the starting material that becomes the raw material gas for supplying Ge. This can be carried out using the same method and conditions as when forming region G. That is, in the present invention, in order to form the second layer region S composed of a-Si (H, It is done by a deposition method. For example, in order to form the second layer region S composed of a-Si (H, Together with the raw material gas, if necessary, a raw material gas for introducing hydrogen atoms H and/or halogen atoms A layer made of a-Si(H,X) may be formed on the surface of a predetermined support placed at a predetermined position. In addition, when forming by a sputtering method, for example, 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, hydrogen atoms H or / and a gas for introducing halogen atoms X may be introduced into the deposition chamber for sputtering. In the present invention, the amount of hydrogen atoms H, 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 5-30 atomic %,
The optimum range is preferably 5 to 25 atomic %. In the present invention, in order to provide the layer region O containing oxygen atoms in the first layer, the starting material for introducing oxygen atoms is added to the above-mentioned first layer forming layer when forming the first layer. It may be used together with the starting material to control its amount in the formed layer. When a glow discharge method is used to form the layer region O, a starting material for introducing oxygen atoms is added to one selected as desired from among the starting materials for forming the first layer described above. . As such a starting material for introducing oxygen atoms, most of the gaseous substances containing at least oxygen atoms or gasified substances that can be gasified can be used. For example, a raw material gas whose constituent atoms are silicon atoms Si, and a raw material gas whose constituent atoms are oxygen atoms O,
Hydrogen atom H or halogen atom X as necessary
A raw material gas containing silicon atoms as constituent atoms is mixed at a desired mixing ratio, or a raw material gas containing silicon atoms as constituent atoms and oxygen atoms O and hydrogen atoms H
A raw material gas having constituent atoms is mixed at a desired mixing ratio, or a raw material gas having silicon atoms Si and three of silicon atoms Si, oxygen atoms O, and hydrogen atoms H are mixed. It can be used in combination with a raw material gas having constituent atoms. Alternatively, a raw material gas containing silicon atoms Si and hydrogen atoms H as constituent atoms may be mixed with a raw material gas containing oxygen atoms O as constituent atoms. Specifically, for example, oxygen O 2 , ozone O 3 , nitrogen monoxide NO, nitrogen dioxide NO 2 , nitrogen monooxide
N 2 O, nitrogen sesquioxide N 2 O 3 , nitrogen tetroxide N 2 O 4 ,
The constituent atoms are nitrogen pentoxide N 2 O 5 , nitrogen trioxide NO 3 , silicon atom Si, oxygen atom O, and hydrogen atom H. Examples include lower siloxanes such as disiloxane (H 3 SiOSiH 3 ) and trisiloxane (H 3 SiOSiH 2 OSiH 3 ). To form the layer region O containing oxygen atoms by the sputtering method, single crystal or polycrystalline
Si wafer or SiO2 wafer or Si and
This can be carried out by sputtering a wafer containing a mixture of SiO 2 in various gas atmospheres. For example, if a Si wafer is used as a target, oxygen atoms and optionally hydrogen atoms or/
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, Si and SiO 2 may be used as separate targets or by using a single mixed target of Si and SiO 2 in an atmosphere of diluent gas as a sputtering gas or at least This is accomplished by sputtering in a gas atmosphere containing hydrogen atoms H and/or halogen atoms X as constituent atoms. As the raw material gas for introducing oxygen atoms, the raw material gas for introducing oxygen atoms in the raw material gas shown in the glow discharge example mentioned above is
It can also be used as an effective gas in sputtering. In the present invention, when forming a layer region O containing oxygen atoms when forming the first layer, the distribution concentration C of oxygen atoms contained in the layer region O is changed in the layer thickness direction. In order to form a layer region O having a desired depth profile in the layer thickness direction, in the case of glow discharge, the starting material gas for introducing oxygen atoms whose distribution concentration CO should be changed is
This is accomplished by introducing the gas into the deposition chamber while appropriately changing the gas flow rate according to a desired rate of change line. 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 O is formed by the sputtering method, the distribution concentration CO of oxygen atoms in the layer thickness direction is changed in the layer thickness direction to form a desired distribution state (depth profile) of oxygen atoms in the layer thickness direction. First, as in the case of the glow discharge method, the starting material for introducing oxygen atoms is used in a gaseous state, and the gas flow rate when introducing the gas into the deposition chamber is adjusted as desired. It is achieved by changing. Second, the target for sputtering,
For example, if a target containing a mixture of Si and SiO 2 is used, this can be done by changing the mixing ratio of Si and SiO 2 in advance in the layer thickness direction of the target. In the photoconductive member of the present invention, the first layer region G containing germanium atoms and/or the second layer region S not containing germanium atoms contains a substance C that controls conduction properties. Thereby, the conduction characteristics of the layer region G and/or the layer region can be controlled as desired. In the present invention, a substance C that controls conduction properties is used.
The layer region PN containing may be provided in a part or the entire layer region of the first layer. Or layer area PN
may be provided in a part or all of the layer region G or layer region S. Examples of the substance C that controls conduction characteristics include so-called impurities in the semiconductor field.
In the present invention, a P-type impurity that imparts P-type conductivity to SiGe and an n-type impurity that imparts N-type conductivity can be used. 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 conductive properties contained in the first layer is determined by the conductive properties required for the first layer or the substance C that is provided in direct contact with the first layer. The layer can be appropriately selected depending on the organic relationship, such as the characteristics of the other layer or support, and the relationship with the characteristics of the contact interface with the other layer or support. In addition, when the substance controlling the conduction properties is contained in the first layer locally in a desired layer region of the first layer, it is particularly preferable to When it is contained in the support side end layer region E, the relationship with the characteristics of other layer regions provided in direct contact with the layer region E and the characteristics at the contact interface with the other layer regions. The content of the substance that controls the conduction characteristics is appropriately selected with consideration given to the following. In the present invention, the content of the substance C that controls conduction properties contained in the layer region PN is 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 controlling the conduction characteristics in the layer region PN containing the substance C is preferably 30 atomic ppm or more, more preferably
50atomic ppm or more, optimally 100atomic ppm
In the above case, it is desirable that the substance C be locally contained in a part of the layer region of the first layer,
In particular, it is desirable to contain it unevenly in the support side end layer region E of the first layer I. Among the above, the support side end layer region E of the first layer
For example, when the substance C to be contained is the above-mentioned P-type impurity, by including the substance C that controls the conduction characteristics in a content exceeding the above-mentioned value, the photoreceptor layer can be improved. It is possible to effectively prevent the movement of electrons injected from the support side into the photoreceptive layer when the free surface is subjected to polar charging treatment, and when the substance to be contained is the above n-type impurity. When the free surface of the photoreceptive layer is subjected to polar charging treatment, it is possible to effectively prevent the movement of holes injected from the support side into the photoreceptor layer. In this way, when the end layer region E contains a substance that controls conduction characteristics of one polarity, the remaining layer region of the first layer, that is, the portion excluding the end layer region E The layer region Z may contain a substance that controls the conduction characteristics of the other polarity, or the substance that controls the conduction characteristics of the same polarity may be contained in a smaller amount than the actual amount contained in the end layer region E. It may also be contained in a much smaller amount. In such a case, the content of the substance C that controls the conduction properties contained in the layer region Z is as follows:
Although it is appropriately determined as desired depending on the polarity and content of the substance contained in the end layer region E, it is preferably 0.001 to 1000 atomic ppm or more, more preferably 0.05 to 500 atomic ppm or more. The optimum content is preferably 0.1 to 200 atomic ppm. In the present invention, when the end layer region E and the layer region Z contain a substance that controls the same kind of conductivity, the content in the layer region Z is preferably 30 atomic ppm or less. desirable. In addition to the above-mentioned case, the present invention includes a layer region containing a substance that controls conductivity having one polarity in the first layer, and a layer region that controls conductivity having the other polarity. It is also possible to provide a layer region containing a substance in direct contact and to provide a so-called depletion layer in this contact region. For example, the layer region containing the P-type impurity and the layer region containing the N-type impurity are provided in the first layer so as to be in direct contact with each other to form a so-called P-n junction. Thus, a depletion layer can be provided. In order to structurally introduce a substance C for controlling conduction properties into the first layer, such as a group atom or a group atom, a starting material for introducing a group atom or a group atom for introducing a group atom is added during layer formation. The starting materials may be introduced in gaseous form into the deposition chamber together with 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. Specifically, as a starting material for introducing such a group atom, for introducing a 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 13 ,
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 a group atom 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 , and 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 the introduction of group atoms. In the photoconductive member 100 shown in FIG. 1, a second layer 10 is formed on a first layer 102.
3 has a free surface and is provided mainly to achieve the objectives of the present invention in terms of moisture resistance, continuous repeated use characteristics, electrical pressure resistance, use environment characteristics, and durability. The second layer in the present invention consists of silicon atoms, Si
and carbon atom C, and hydrogen atom H or / as necessary
and an amorphous material containing a halogen atom X (hereinafter referred to as
"a-(Si x C 1-x ) y (H, X) 1-y " However, 0<x, y
<1)). The second layer composed of a-(Si x C 1-x ) y (H, This is accomplished by law, etc. These manufacturing methods are selected and adopted as appropriate depending on factors such as manufacturing conditions, amount of equipment capital investment, manufacturing scale, and desired characteristics of the photoconductive member to be manufactured. It is relatively easy to control the manufacturing conditions for manufacturing a photoconductive member having a photoconductive material, and it is easy to introduce carbon atoms and silicon atoms together with silicon atoms into the second layer to be manufactured. A discharge method or a sputtering method is preferably employed. Furthermore, in the present invention, the second layer may be formed by using both the glow discharge method and the sputtering method within the same apparatus system. To form the second layer by the glow discharge method, the raw material gas for forming a-(Si x C 1-x ) y ( H , The mixture is mixed at a fixed mixing ratio and introduced into a deposition chamber for vacuum deposition in which a support is installed, and the introduced gas is turned into plasma gas by generating a glow discharge, and the gas is already deposited on the support. a-
(Si x C 1-x ) y (H, X) 1-y may be deposited. In the present invention, a-(SixC 1-x ) y (H,X) 1-y
The raw material gas for formation is a gaseous substance whose constituent atom is at least one of silicon atom Si, carbon atom C, hydrogen atom H, and halogen atom X, or a gasified substance that can be gasified. Most can be used. When using a raw material gas containing Si as one of Si, C, H, and X, for example, a raw material gas containing Si and a raw material gas containing C, as required. According to or/and a source gas containing X as a constituent atom are mixed at a desired mixing ratio, or a source gas containing Si as a constituent atom and a source gas containing Si,
A raw material gas containing three constituent atoms of C and H, or
It is possible to use a mixture of a raw material gas whose constituent atoms are Si, C, and X. Alternatively, a raw material gas containing Si and H as constituent atoms may be mixed with a raw material gas containing C as constituent atoms, or a raw material gas containing Si and X as constituent atoms may be mixed with C. Raw material gases serving as constituent atoms may be mixed and used. In the present invention, suitable halogen atoms X contained in the second layer include F, Cl, Br,
I, particularly F and Cl are preferred. In the present invention, raw material gases that can be effectively used to form the second layer include gaseous materials or substances that can be easily gasified at normal temperature and normal pressure. In the present invention, gases such as SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 , and Si 4 H 10 containing Si and H as constituent atoms are effectively used as the raw material gas for forming the second layer. Silicon hydride gas such as silanes, saturated hydrocarbons containing C and H as constituent atoms, e.g. saturated hydrocarbons having 1 to 4 carbon atoms, ethylene hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms, ethylene hydrocarbons having 2 to 3 carbon atoms, Examples include acetylene hydrocarbons, simple halogens, hydrogen halides, interhalogen compounds, silicon halides, halogen-substituted silicon hydrides, and silicon hydrides. Specifically, saturated hydrocarbons include methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), propane (C 3 H 5 ), n
-Butane (n - C4H10 ) , pentane ( C5H12 ), ethylene hydrocarbons include ethylene ( C2H4 ),
Propylene (C 3 H 6 ), 1-butene (C 4 H 8 ), 2-butene (C 4 H 8 ), isobutylene (C 4 H 8 ), pentene (C 5 H 10 ), and acetylenic hydrocarbons include: Acetylene (C 2 H 2 ), methylacetylene (C 3 H 4 ), butyne (C 4 H 6 ), halogens include fluorine,
Halogen gases such as chlorine, bromine, and iodine, hydrogen halides include FH, HI, HCl, HBr, and interhalogen compounds include BrF, ClF, ClF 3 , ClF 5 ,
BrF 5 , BrF 3 , IF 7 , IF 5 , ICl, IBr, silicon halides include SiF 4 , Si 2 F 6 , SiCl 4 , SiCl 3 Br,
SiCl 2 Br 2 , SiClBr 3 , SiCl 3 I, SiBr 4 , halogen-substituted silicon hydrides include SiH 2 F 2 , SiH 2 Cl 2 ,
SiHCl 3 , SiH 3 Cl, SiH 3 Br, SiH 2 Br 2 , SiHB 3 ,
Examples of silicon hydride include silanes such as SiH 4 , Si 2 H 8 and Si 4 H 10 . In addition to these, CF 4 , CCl 4 , CBr 4 , CHF 3 ,
CH2F2 , CH3F , CH3Cl , CH3Br , CH3I ,
Halogen-substituted paraffinic hydrocarbons such as C 2 H 5 Cl,
Fluorinated sulfur compounds such as SF 4 and SF 5 , Si(CH 3 ) 4 ,
Alkyl silicides such as Si(C 2 H 5 ) 4 and SiCl(CH 3 ) 3 ,
Silane derivatives such as halogen-containing alkyl silicides such as SiCl 2 (CH 3 ) 2 and SiCl 3 CH 3 can also be mentioned as effective. These second layer-forming substances are used in such a way that the second layer to be formed contains silicon atoms, carbon atoms, halogen atoms, and optionally hydrogen atoms in a predetermined composition ratio. It is selected and used as desired when forming the second layer. For example, Si(CH 3 ) 4 can easily contain silicon atoms, carbon atoms, and hydrogen atoms and can form a layer with desired characteristics, and SiH 2 Cl 3 can contain halogen atoms. A- ( Si x _ C 1-x ) y (Cl+
H) A second layer consisting of 1-y can be formed. To form the second layer by the sputtering method, a monocrystalline or polycrystalline Si wafer, a C wafer, or a wafer containing a mixture of Si and C is targeted, and these are necessary. Depending on the situation, sputtering may be performed in various gas atmospheres containing halogen atoms and/or hydrogen atoms as constituent elements. For example, if a Si wafer is used as a target, the raw material gas for introducing C and H or/and The Si wafer may be sputtered by forming a gas plasma of the above gas. Alternatively, a gas atmosphere containing hydrogen atoms and/or halogen atoms can be created as necessary by using Si and C as separate targets or by using a mixed target of Si and C. This is done by sputtering inside.
As the material gas for introducing C, H, and X, the material for forming the second layer shown in the glow discharge example described above can also be used as an effective material in the sputtering method. In the present invention, the diluent gas used when forming the second layer by the glow discharge method or sputtering method is a so-called rare gas, such as He,
Preferable examples include Ne, Ar, and the like. The second layer in the present invention is carefully formed to provide the desired properties. In other words, substances containing Si, C, and optionally H or/and In the present invention, a that exhibits properties ranging from semiconducting to insulating, and properties ranging from photoconductive to non-photoconductive.
-(Si x C 1-x ) y (H, For example, to provide the second layer with the main purpose of improving electrical voltage resistance, a-(Si x C 1-x ) y (H,
X) 1-y is made as an amorphous material with pronounced electrically insulating behavior in the environment of use. In addition, if a second layer is provided with the main purpose of improving the characteristics of continuous repeated use or the characteristics of the usage environment, the degree of electrical insulation described above will be relaxed to some extent, and the material will have a certain degree of sensitivity to the irradiated light. As an amorphous material, a-(Si x C 1-x ) y (H, X) 1-y
is created. a-(Si x C 1-x ) y (H, X) 1 on the surface of the first layer
When forming the second layer consisting of
a-(Si x C 1-x ) y (H,
X) It is desirable that the temperature of the support during layer formation be strictly controlled so that 1-y can be formed as desired. In the present invention, the formation of the second layer is carried out by appropriately selecting the optimum range in accordance with the method of forming the second layer in order to effectively achieve the desired purpose. ~400℃, more preferably 50~
The temperature is desirably 350°C, most preferably 100-300°C. Glow discharge method and sputtering method are used to form the second layer, as it is relatively easy to finely control the composition ratio of the atoms that make up the layer and control the layer thickness compared to other methods. Adoption of the ring method is advantageous, but when forming the second layer by these layer forming methods, the discharge power during layer formation is set at a-( Si x C 1-x ) y
(H, X) This is one of the important factors that influences the properties of 1-y . The discharge power condition for effectively producing a-(Si x C 1-x ) y (X) 1-y with good productivity, which has the characteristics to achieve the purpose of the present invention, is preferably 10 to 10. 300W, more preferably 20-250W, optimally
It is desirable that the power be 50 to 200W. The gas pressure in the deposition chamber is preferably 0.01 to 1 Torr,
More preferably, it is about 0.1 to 0.5 Torr. In the present invention, the values in the above-mentioned ranges are mentioned as the preferable numerical ranges of the support temperature and discharge power for creating the second layer, but these layer creation factors can be determined independently and separately. Instead, the desired characteristic a-(Si x C 1-x ) y (H,X) 1
Preferably, the optimum value of each layer formation factor is determined based on mutual organic relationships such that a second layer consisting of -y is formed. The amount of carbon atoms contained in the second layer in the photoconductive member of the present invention is the same as the conditions for forming the second layer, so that the second layer can be formed to obtain the desired characteristics to achieve the object of the present invention. This is an important factor.
The amount of carbon atoms contained in the second layer in the present invention is determined as desired depending on the type and characteristics of the amorphous material constituting the second layer. That is, the general formula a-(Si x C 1-x ) y (H, X) 1-y
The amorphous material represented by can be roughly divided into an amorphous material composed of silicon atoms and carbon atoms (hereinafter referred to as "a-Si a C 1-a ". However, 0<a<1 ),
Amorphous material composed of silicon atoms, carbon atoms, and hydrogen atoms (hereinafter referred to as "a-(Si b C 1-b ) c H 1-c ". However, 0<b, c<1) , an amorphous material (hereinafter referred to as "a-(Si d
C 1-d ) e (H,X) 1-e ”. However, 0<d, e
<1). In the present invention, when the second layer is composed of a-Si a C 1-a , the amount of carbon atoms contained in the second layer is preferably 1×10 −3 to 90 atomic%,
More preferably 1-80 atomic%, optimally 10-80 atomic%
A desirable value is 75 atomic%.
That is, if we use the representation of a in the previous a-Si a C 1-a , a
is preferably 0.1 to 0.99999, more preferably 0.2 to
0.99, optimally 0.25-0.9. In the present invention, the second layer is a-(Si b C 1-b ) c
When composed of H 1-c , the amount of carbon atoms contained in the second layer is preferably 1 × 10 -3 ~
90 atomic%, more preferably 1~
It is desirable that it be 90 atomic %, optimally 10 to 80 atomic %. The content of hydrogen atoms is preferably 1 to 40 atomic%, more preferably 2 to 35 atomic%, and optimally 5 to 30 atomic%.
It is desirable that the hydrogen content be within these ranges, and photoconductive members formed with hydrogen contents within these ranges can be sufficiently applied as excellent materials in practical applications. That is, if expressed as a-(Si b C 1-b ) c H 1-c above, b is preferably 0.1 to 0.99999, more preferably 0.1 to
0.99, optimally 0.15~0.9, c preferably 0.6~
0.99, more preferably 0.65~0.98, optimally 0.7~
A value of 0.95 is desirable. When the second layer is composed of a-(Si d C 1-d ) e (H,X) 1-e , the content of carbon atoms contained in the second layer is as follows: Preferably 1×10 -3
~90 atomic%, more preferably 1-90 atomic%,
The optimum value is 10 to 80 atomic%. The content of halogen atoms is preferably 1 to 20 atomic%, more preferably 1 to 20 atomic%.
The halogen atom content is preferably 18 atomic %, most preferably 2 to 15 atomic %, and photoconductive members prepared when the halogen atom content is within this range can be sufficiently applied in practice. The content of hydrogen atoms contained as necessary is preferably
It is desirable that it be 19 atomic % or less, more preferably 13 atomic % or less. That is, d of the previous a-(Si d C 1-d ) e (H, X) 1-e ,
If expressed as e, d is preferably 0.1~
0.99999, more preferably 0.1-0.99, optimally 0.15
~0.9, e is preferably 0.8-0.99, more preferably
It is desirable that it be between 0.82 and 0.99, most preferably between 0.85 and 0.98. The number range of the layer thickness of the second layer in the present invention is:
This is one of the important factors for effectively achieving the purpose of the present invention. In order to effectively achieve the object of the present invention, it can be determined as desired depending on the intended purpose. In addition, the thickness of the second layer is determined based on the characteristics required for each layer region, including the amount of carbon atoms contained in the layer and the thickness of the first layer. It is necessary to decide as appropriate based on the desired relationship. In addition, it is desirable to consider the economical aspects including productivity and mass production. The thickness of the second layer in the present invention is preferably 0.003 to 30μ, more preferably 0.004 to 20μ,
The optimum value is 0.005 to 10μ. 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 Pb, 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 it is 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 a desired photoconductive member is formed, but if 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 NO gas (purity 99.99%) cylinder, 1105 is He gas (purity 99.999%) cylinder, 1106 is H 2 gas (purity
99.999%) cylinder. In order to flow these gases into the reaction chamber 1101, the valves of the gas cylinders 1102 to 1106 are connected to
22 to 1126, confirm that the leak valve 1135 is closed, and also check that the inflow valve 1112
~1116, confirming that the outflow valves 1117~1121 and auxiliary valves 1132, 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, NO from gas cylinder 1104
Open the gas valves 1122, 1123, 1124 and check the outlet pressure gauges 1127, 1128, 1129.
Adjust the pressure to 1Kg/cm 2 and open the inflow valve 1112,
1113 and 1114 are gradually opened to allow the flow into mass flow controllers 1107, 1108, and 1109, respectively. Subsequently, the outflow valve 111
7, 1118, 1119, the auxiliary valves 1132 are gradually opened to allow the respective gases to flow into the reaction chamber 1101. At this time, the SiH 4 /He gas flow rate and
Outflow valves 1117 and 111 are installed so that the ratio of GeH 4 /He gas flow rate to NO 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 according to a pre-designed rate of change curve by controlling the flow rates of GeH 4 /He gas and NO gas manually or using an externally driven motor. The distribution concentration of germanium atoms and oxygen atoms contained in the formed layer is controlled. In the manner described above, the glow discharge is maintained for a desired period of time to form the first layer region G on the substrate 1137 to a desired layer thickness. At the stage where the first layer region G has been formed to the desired layer thickness, the discharge valve 1118 is completely closed, and the discharge conditions are changed as necessary for the desired period of time according to the same conditions and procedures. By maintaining the glow discharge, it is possible to form a second layer region S substantially free of germanium atoms on the first layer region G. In order to contain the substance C that controls conductivity in the first layer region G and the second layer region S, for example, B 2 Gases such as H 6 and PH 3 may be added to the gas introduced into the deposition chamber 1101. To form the second layer on the first layer formed to the desired thickness as described above, for example, by operating the same valve as when forming the first layer.
This is accomplished by diluting each of SiH 4 gas and C 2 H 4 gas with a diluent gas such as He as necessary to generate glow discharge according to desired conditions. In order to contain halogen atoms in the second layer, for example, SiF 4 gas and C 2 H 4 gas, or
This is done by adding Si 82 gas and forming a second layer in the same manner as above. It goes without saying that all outflow valves other than those for the gases necessary to form each layer are closed, and when forming each layer, the gas used to form the previous layer is not allowed to flow out of the reaction chamber 1101. Valve 1
In order to avoid gas remaining in the gas piping leading from 117 to 1121 into the reaction chamber 1101, the outflow valves 1117 to 1121 are closed, and the auxiliary valve 11
32, 1133 and fully open the main valve 1134 to temporarily evacuate the system to high vacuum, as necessary. The amount of carbon atoms contained in the second layer is, for example, SiH 4 gas when using the glow discharge method;
The flow rate ratio of the C 2 H 4 gas introduced into the reaction chamber 1101 can be changed as desired, or if the layer is formed by sputtering, sputtering of the silicon wafer and graphite wafer can be used to form the target. It can be controlled as desired by changing the area ratio or by changing the mixing ratio of silicon powder and graphite powder and molding the target. The amount of halogen atoms X contained in the second layer is determined by the amount of raw material gas for introducing halogen atoms,
For example, this can be done by adjusting the flow rate when SiF 4 gas is introduced into the reaction chamber 1101. Further, during layer formation, it is desirable that the base 1137 be 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 using the manufacturing apparatus shown in FIG. 15 under the conditions shown in Table 1.
(Table 2). The concentration distribution of germanium atoms in each sample is shown in FIG. 16, and the distribution concentration of oxygen atoms in each sample is shown in FIG. Each sample thus obtained was placed in a charging exposure experimental device and corona charged at 5.0KV for 0.3 seconds.
A light image was immediately irradiated. A light image was generated using a tungsten lamp light source, and a light intensity of 2 lux·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 chargeable developer (including toner and carrier) over the imaging member surface. When the toner image on the image forming member was transferred onto transfer paper using 5.0 KV 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 as the light source instead of a tungsten lamp, 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 oxygen atoms in each sample is shown in FIG. When these samples were 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 repeatedly tested 200,000 times in an environment of 38°C and 80% RH, no deterioration in image quality was observed in any of the samples. Example 3 Sample No. 11-1, 12-1, 13-1 of Example 1 except that the layer creation conditions were as shown in Table 5.
Each of the electrophotographic image forming members (Samples No. 11-1-1 to 11-1
-8, 12-1-1 to 12-1-8, 13-1-1 to 13
-1-8) were created. Each of the electrophotographic image forming members thus obtained was individually installed in a copying machine, and the electrophotographic image forming members corresponding to each example were prepared under the same conditions as described in each example. For each, the overall image quality of the transferred image was evaluated and the durability was evaluated through repeated and continuous use. Table 6 shows the results of the overall image quality evaluation of the transferred image of each sample and the evaluation of durability after repeated and continuous use. Example 4 Exactly the same as No. 11-1 of Example 1 except that during layer formation, the target area ratio of the silicon wafer and graphite was changed and the content ratio of silicon atoms and carbon atoms in the layer was changed. Each of the imaging members was made by the method. For each of the image forming members thus obtained, the steps of image formation, development, and cleaning as described in Example 1 were repeated 50,000 times, and then image evaluation was performed, and the results shown in Table 7 were obtained. Example 5 Sample No. 5 is the same as Example 1 except that when forming the layer, the flow rate ratio of SiH 4 gas and C 2 H 4 gas was changed to change the content ratio of silicon atoms and carbon atoms in the layer.
Each of the image-forming members was produced by the same method as in Example 12-1. For each of the image forming members thus obtained, the steps up to transfer were repeated approximately 50,000 times using the method described in Example 1, and then image evaluation was performed, and the results shown in Table 8 were obtained. Example 6 Sample No. of Example 1 was used, except that during layer formation, the flow rate ratio of SiH 4 gas, SiF 4 gas, and C 2 H 4 gas was changed to change the content ratio of silicon atoms and carbon atoms in the layer. Each of the imaging members was made in exactly the same manner as in .13-1. The image forming member thus obtained was subjected to image formation, development, and development as described in Example 1.
After repeating the cleaning process about 50,000 times, image evaluation was performed, and the results shown in Table 9 were obtained. Example 7 Sample No. 1 of Example 1 except for changing the layer thickness.
Each of the image-forming members was produced by the same method as in Example 14-1. Imaging as described in Example 1;
The development and cleaning steps were repeated to obtain the results shown in Table 10.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 ◎:非常に良好 ○:良好 △:実用に充分耐え
る ×:画像欠陥を生ずる
[Table] ◎: Very good ○: Good △: Sufficient for practical use ×: Image defects occur

【表】 ◎:非常に良好 ○:良好 △:実用に充分耐え
る ×:画像欠陥を生ずる
[Table] ◎: Very good ○: Good △: Sufficient for practical use ×: Image defects occur

【表】 ◎:非常に良好 ○:良好 △:実用上充分である
×:画像欠陥を生ずる
[Table] ◎: Very good ○: Good △: Adequate for practical use ×: Image defects occur

【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...
...Approx. 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
夫々第1の層領域G中のゲルマニウム原子の分布
状態を説明する為の説明図、第11図乃至第14
図は夫々第一の層中の酸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、10
2……第一の層、103……第二の層。
FIG. 1 is a schematic layer configuration diagram for explaining the layer configuration of the photoconductive member of the present invention, and FIGS. 2 to 10 each illustrate the distribution state of germanium atoms in the first layer region G. Explanatory diagrams for the purpose, Figures 11 to 14
Each figure is an explanatory diagram for explaining the distribution state of oxygen atoms in the first layer, FIG. 15 is a schematic explanatory diagram of the apparatus used in the present invention, and FIGS.
Each figure is a distribution state diagram showing the content distribution state of each atom in each example of the present invention. 100...Photoconductive member, 101...Support, 10
2...first layer, 103...second 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
体上にシリコン原子との和に対して1〜10×
105atomic ppmのゲルマニウム原子と含む非晶
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
られた層構成の層厚1〜100μの光導電性を示す
第一の層と、シリコン原子と1×10-3
90atomic %の炭素原子とを含む非晶質材料で
構成された層厚0.003〜30μの第二の層とから成る
光受容層とを有し、前記第一の層はシリコン原子
とゲルマニウム原子と酸素原子の和に対して
0.001〜50atomic %の酸素原子を含有し、その
濃度分布が滑らかで且つ該層の支持体側又は第二
層との界面側から層厚5μ以内に500atomic ppm
以上の最大濃度分布がある事を特徴とする電子写
真用光導電部材。 2 第一の層領域G及び第二の層領域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 第一の層領域G及び第二の層領域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G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G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 第一の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。
[Claims] 1. 1 to 10× with respect to the sum of the support for a photoconductive member for electrophotography and the silicon atoms on the support.
A first layer region G with a thickness of 30 Å to 50 μ made of an amorphous material containing 10 5 atomic ppm of germanium atoms, and a layer made of an amorphous material containing silicon atoms (but not germanium atoms). Thickness 0.5~90μ
a first layer exhibiting photoconductivity with a layer thickness of 1 to 100 μm, and a second layer region S of 1×10 −3 to 1×10 −3 μm thick with silicon atoms;
and a second layer with a layer thickness of 0.003 to 30 μ made of an amorphous material containing 90 atomic % of carbon atoms, and the first layer is made of silicon atoms, germanium atoms, and oxygen atoms. for the sum of atoms
Contains 0.001 to 50 atomic % of oxygen atoms, has a smooth concentration distribution, and has a concentration of 500 atomic ppm within a layer thickness of 5 μ from the support side of the layer or the interface side with the second layer.
A photoconductive member for electrophotography, characterized by having the maximum concentration distribution as described above. 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 photoconductive member for electrophotography 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. 4. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the distribution state of germanium atoms in the first layer region G is non-uniform. 5. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the distribution state of germanium atoms in the first layer region G is uniform. 6. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the first layer contains a substance that controls conductivity. 7. The photoconductive member for electrophotography according to claim 6, wherein the substance governing 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.
JP58207776A 1983-11-04 1983-11-04 Photoconductive member Granted JPS6098439A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58207776A JPS6098439A (en) 1983-11-04 1983-11-04 Photoconductive member

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58207776A JPS6098439A (en) 1983-11-04 1983-11-04 Photoconductive member

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6098439A JPS6098439A (en) 1985-06-01
JPH0220984B2 true JPH0220984B2 (en) 1990-05-11

Family

ID=16545327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58207776A Granted JPS6098439A (en) 1983-11-04 1983-11-04 Photoconductive member

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6098439A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6098439A (en) 1985-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0542671B2 (en)
JPH0220102B2 (en)
JPH0310093B2 (en)
JPH0145989B2 (en)
JPH0215061B2 (en)
JPH0380307B2 (en)
JPH0221579B2 (en)
JPH0225175B2 (en)
JPH0450588B2 (en)
JPH0220984B2 (en)
JPH0220104B2 (en)
JPH0217023B2 (en)
JPH0452462B2 (en)
JPH0462071B2 (en)
JPH0450589B2 (en)
JPH0220983B2 (en)
JPH047503B2 (en)
JPH0217024B2 (en)
JPH0215867B2 (en)
JPH0215866B2 (en)
JPH0423773B2 (en)
JPH0225174B2 (en)
JPH0546536B2 (en)
JPH0211898B2 (en)
JPH0220982B2 (en)