JPH0233148B2

JPH0233148B2 -

Info

Publication number: JPH0233148B2
Application number: JP57102417A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Yamazaki; Masatoshi Matsuzaki; Hiroyuki Nomori; Tetsuo Shima; Isao Myokan
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1982-06-15
Filing date: 1982-06-15
Publication date: 1990-07-25
Also published as: JPS58219560A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電子写真感光体に関するものである。従来、電子写真感光体として、Se、又はSeに
As、Te、Sb等をドープした感光体、ZnOやCdS
を樹脂バインダーに分散させた感光体等が知られ
ている。しかしながらこれらの感光体は、環境汚
染性、熱的安定性、機械的強度の点で問題があ
る。一方、アモルフアスシリコン（以下、ａ−Siと
称する。）を母体として用いた電子写真感光体が
近年になつて提案されている。ａ−Siは、Si−Si
の結合手が切れたいわゆるダングリングボンドを
有しており、この欠陥に起因してエネルギーギヤ
ツプ内に多くの局在準位が存在する。このため
に、熱励起担体のホツピング伝導が生じて暗抵抗
が小さく、また光励起担体が局在準位にトラツプ
されて光導電性が悪くなつている。そこで、上記
欠陥を水素原子（Ｈ）で補償してSiにＨを結合さ
せることによつて、ダングリングボンドを埋める
ことが行われる。このようなアモルフアス水素化シリコン（以
下、ａ−Si：Ｈと称する。）の暗所での抵抗率は
10⁸〜10⁹Ω−cmであつて、アモルフアスSeと比較
すれば約１万分の１も低い。従つて、ａ−Si：Ｈ
の単層からなる感光体は表面電位の暗減衰速度が
大きく、初期帯電電位が低いという問題点を有し
ている。しかし他方では、可視及び赤外領域の光
を照射すると抵抗率が大きく減少するため、感光
体の感光層として極めて優れた特性を有してい
る。また、ａ−Si：Ｈを表面とする感光体は、長期
に亘つて大気や湿気に曝されることによる影響、
コロナ放電で生成される化学種の影響等の如き表
面の化学的安定性に関して、これ迄十分な検討が
なされていない。例えば１カ月以上放置したもの
は湿気の影響を受け、受容電位が著しく低下する
ことが分つている。一方、アモルフアス炭化シリ
コン（以下、ａ−SiC：Ｈと称する。）について、
その製法や存在が“Phil.Mag.Vol.35”（1978）等
に記載されており、その特性として、耐熱性や表
面硬度が高いこと、ａ−Si：Ｈと比較して高い暗
所抵抗率（10¹²〜10¹³Ω−cm）を有すること、炭
素量により光学的エネルギーギヤツプが1.6〜
2.8eVの範囲に亘つて変化すること等が知られて
いる。こうしたａ−SiC：Ｈとａ−Si：Ｈとを組合せ
た電子写真感光体は例えば特開昭57−17952号に
おいて提案されている。これによれば、ａ−
SiC：Ｈ層を感光（光導電）層とし、この受光面
上に第１のａ−SiC：Ｈ層を形成し、裏面上（支
持体電極側）に第２のａ−SiC：Ｈ層を形成し
て、３層構造の感光体としている。本発明者は、こうした３層構造の感光体につい
て検討を加えたところ、特に支持体（基板）側か
らのキヤリア、特に正帯電時の電子が注入され易
く、これに伴なつて表面の正電荷が中和されて表
面電位の保持性が悪くなることが分つた。同時
に、最上のａ−SiC：Ｈ層についてもその膜厚を
特定範囲に限定することが重要であることもつき
止め、本発明に到達したものである。即ち、本発明は、基体上に、厚みが50Å〜1μ
ｍの第３のアモルフアス水素化及び／又はフツ素
化炭化シリコン層と、厚みが5000Å〜80μｍの第
２のアモルフアス水素化及び／又はフツ素化炭化
シリコン層と、厚みが2500Å〜10μｍのアモルフ
アス水素化及び／又はフツ素シリコンからなる電
荷発生層と、厚みが50Å〜2000Åの第１のアモル
フアス水素化及び／又はフツ素化炭化シリコン層
とを順次積層せしめた積層体からなり、前記第３のアモルフアス水素化及び／又はフツ
素化炭化シリコン層は炭素原子含有量が
10atomic％〜90atomic％であり、水素原子含有
量が1atomic％〜40atomic％であり、周期点第
Ａ族元素が含有せしめられることによつてＰ型に
変換されており、前記第２のアモルフアス水素化及び／又はフツ
素化炭化シリコン層の炭素原子含有量が
10atomic％〜90atomic％であり、水素原子含有
量が1atomic％〜40atomic％であり、前記電荷発生層は水素原子含有量が1atomic％
〜40atomic％であり、周期表第Ａ族元素が含
有せしめられることによつて10¹⁰Ω−cm以上の暗
抵抗率を示し、前記第１のアモルフアス水素化及び／又はフツ
素化炭化シリコン層は炭素原子含有量が
40atomic％〜90atomic％であり、水素原子含有
量が1atomic％〜40atomic％であり、周期表第
Ａ族元素が含有せしめられることによつて10¹³Ω
−cm以上の暗抵抗率を示すことを特徴とする電子
写真感光体に係るものである。このように構成すれば、上述した３層構造の特
長は生かせる上に、特に第３のアモルフアス水素
化及び／又はフツ素化炭化シリコン層が基体側に
存在することから基体からのキヤリアの注入を効
果的に防止でき、かつ他の層の暗抵抗が高いため
に帯電電位の保持、暗減衰の減少を図れ、更に第
１のアモルフアス水素化及び／又はフツ素化炭化
シリコン層の厚み範囲の特定によつて残留電位や
帯電特性をより改善することができる。以下、本発明を図面について詳細に例示する。本発明による電子写真感光体は、第１図に示す
如く導電性支持基板１上に上記のＡ族元素のド
ープされた第３のａ−SiC：Ｈ層５、必要に応じ
てＡ族元素のドープされた上記第２のａ−
SiC：Ｈ層２、上記Ａ族元素のドープされたａ
−Si：Ｈからなる光導電層３、上記Ａ族元素の
ドープされた第１のａ−SiC：Ｈ層４が順次積層
せしめられたものからなつていてよい。第３のａ−SiC：Ｈ層５は基板１からのキヤリ
アの注入を防止して表面電位を充分に保持するの
に大いに寄与し、そのためにＡ族元素の含有に
よつてＰ型（更にはP⁺型）に変換されているこ
とが重要である。また、その厚みは50Å〜1μｍ
（更には400Å〜5000Å）であるのが望ましい。第
２のａ−SiC：Ｈ層２は主として電位保持、電荷
輸送及び基板１に対する接着性向上の各機能を有
し、5000Å〜80μｍ（より望ましくは5μｍ〜30μ
ｍ）の厚みに形成されるのがよい。光導電層３は
光照射に応じて電荷担体（キヤリア）を発生させ
るものであつて、その厚みは2500Å〜10μｍ（特
に5000Å〜5μｍ）であるのが望ましい。更に、
第１のａ−SiC：Ｈ層４はこの感光体の表面電位
特性の改善、長期に亘る電位特性の保持、耐環境
性の維持（湿度や雰囲気、コロナ放電で生成され
る化学種の影響防止）、表面硬度が高いことによ
る耐刷性の向上、感光体使用時の耐熱性の向上、
熱転写性（特に粘着転写性）の向上等の機能を有
し、いわば表面改質層として働くものである。こ
の第１のａ−SiC：Ｈ層４の厚みは50Å〜2000
Å、望ましくは400Å〜1600Åと薄くすることが
極めて重要である。この感光体において注目すべきことは、既述し
た如きａ−SiC：Ｈ／ａ−Si：Ｈ／ａ−SiC：Ｈ
の積層構造のもつ特長を具備するだけでなく、第
３のａ−SiC：Ｈ層が周期表第Ａ族元素のドー
ピングによつてＰ型（更にはヘビードープによる
P⁺型化）されているので、正帯電時に基板側か
らのキヤリア（電子）注入が効果的に阻止される
ことである。しかもこれに加えて、第１のａ−
SiC：Ｈ層４を従来のものよりずつと薄い厚み範
囲に設定していること、光導電層と共に周期表第
Ａ族元素のドーピングにより高暗抵抗化されて
いることは、後述するように各静電特性を向上さ
せる上で非常に寄与している。これに加えて第１図の感光体は上記積層構造を
具備しているので、従来のSe感光体と比較して
薄い膜厚で高い電位を保持し、可視領域及び赤外
領域の光に対して優れた感度を示し、耐熱性、耐
刷性が良く、かつ安定した耐環境性を有するａ−
Si系感光体（例えば電子写真用）を提供すること
ができる。次に、本発明による感光体を製造するのに使用
可能な装置（グロー放電装置）を第２図について
説明する。この装置１１の真空槽１２内では、基板１が基
板保持部１４上に固定され、ヒーター１５で基板
１を所定温度に加熱し得るようになつている。基
板１に対向して高周波電極１７が配され基板１と
の間にグロー放電が生ぜしめられる。なお、図中
の２０，２１，２２，２３，２４，２７，２８，
２９，３０，３５，３６，３８は各バルブ、３１
はSiH₄又はガス状シリコン化合物の供給源、３
２はCH₄又はガス状炭素化合物の供給源、３３は
Ar又はH₂等のキヤリアガス供給源、３４はジボ
ランガス供給源である。このグロー放電装置にお
いて、まず支持体である例えばAl基板１の表面
を清浄化した後に真空槽１２内に配置し、真空槽
１２内のガス圧が10^-6Torrとなるようにバルブ
３６を調節して排気し、かつ基板１を所定温度、
例えば200℃に加熱保持する。次いで、高純度の
不活性ガスをキヤリアガスとして、SiH₄又はガ
ス状シリコン化合物、ジボランガス及びCH₄又は
ガス状炭素化合物を適当量希釈した混合ガスを真
空槽１２内に導入し、0.01〜10Torrの反応圧下
で高周波電源１６により高周波電力を印加する。
これによつて、上記各反応ガスをグロー放電分解
し、水素を含むＰ型ａ−SiC：Ｈを上記の層５と
して基板１上に堆積させる。第１のａ−SiC：Ｈ
層２及び第２のａ−SiC：Ｈ層４形成時にはジボ
ランガスを同様に供給する。シリコン化合物と炭
素化合物の流量比及び基板温度を適宜調整するこ
とによつて、所望の組成比及び光学的エネルギー
ギヤツプを有するａ−Si₁−xCx：Ｈ（例えばｘが
0.9程度のものまで）を析出させることができ、
また析出するａ−SiC：Ｈの電気的特性にさほど
の影響を与えることなく、1000Å／min以上の速
度でａ−SiC：Ｈを堆積させることが可能であ
る。更に、ａ−Si：Ｈ（上記の感光層３）を堆積
させるには、炭素化合物を供給しないでシリコン
化合物と共に周期表第Ａ族元素のガス状化合
物、例えばB₂H₆を適当量添加し、両ガスをグロ
ー放電分解しているので、ａ−Si：Ｈの光導電性
の向上と共にその高抵抗化も図れる。上記の第１及び第２のａ−SiC：Ｈ層ともに、
水素を含有することが必要であるが、水素を含有
しない場合には感光体の電荷保持特性が実用的な
ものとはならないからである。このため、水素含
有量は１〜40atomic％（更には10〜30atomic％）
とするのが望ましい。光導電層３中の水素含有量
は、ダングリングボンドを補償して光導電性及び
電荷保持性を向上させるために必須不可欠であつ
て、通常は１〜40atomic％であり、10〜
30atomic％であるのがより望ましい。このようにグロー放電分解で各層を形成するに
際し、特にａ−SiC：Ｈ層５及び４（更に必要と
あればａ−SiC：Ｈ層２）、光導電層３に関し、
ジボランガスとシリコン化合物ガス（例えばモノ
シラン）との流量比を適切に選ぶことが必要であ
る。第３図には、ａ−SiC：Ｈ層５，４又は２に不
純物（Ａ族）ドーピングを行なつた場合におい
て、ジボランとモノシランとの流量比（目盛は対
数目盛）による暗抵抗率（ρ_D）の変化が示されて
いる。一般にノンドープのａ−SiC：Ｈは比抵抗
10¹²Ω−cm以上の幾分Ｎ型化された導電型を示す
が、ボロンをドープすると不純物が相殺
（compensation）されてゆき、実質的に真性化さ
れた状態となり、更にボロンドーピング量を増や
すと今度はＰ型に変換される。第３図の結果によ
れば、本発明の目的を達成する上で流量比
（B₂H₆／SiH₄）を適切に選択すればρ_Dを10¹³Ω−
cm以上とし、更にａ−SiC：Ｈを実質的に真性化
してρ_Dを10¹⁴Ω−cm以上とすることができ、上記
流量化を100ppm以上にすればＰ型（更にはP⁺
型）に変換できる。特に、上記流量比を100ppm〜100000ppmとす
ることによつて、ａ−SiC：Ｈ層５がＰ型化（更
には上記流量比を多くしてρ_Dを10⁶Ω−cm以下と
することによるP⁺型化）されているので、正帯
電時に基板側からのキヤリア（電子）の注入を効
果的に阻止するブロツキング層として機能するこ
とになる。また、ａ−SiC：Ｈ層２又は４にボロ
ンを所定濃度で含有させることによつて、各層の
暗抵抗率が10¹³Ω−cm以上（望ましくは10¹⁴Ω−
cm以上）に高められるので、初期帯電量が増え、
暗減衰等の電子写真特性を向上させることができ
る。特に、ρ_Dを10¹⁴Ω−cm以上とすれば、更に性
能の向上が期待できる。これに反して、ρ_Dが10¹³
Ω−cm未満（ボロンをドープしない場合には５×
10¹²Ω−cm以下：B₂H₆／SiH₄の流量比で０〜
1ppm）の場合には、上記した特性の向上は得る
ことができず、感光体として充分ではない。ａ−SiC：Ｈ層５のボロン含有量は上記した如
くにＰ型に変換すべく適切に選択する必要があ
り、ジボランの流量で表わしたときに第３図から
B₂H₆／SiH₄≧100ppmにする必要があり、100〜
100000ppmがよい。また、ａ−SiC：Ｈ層２又４
のボロン含有量も上記の暗抵抗値を得るために適
切に選択する必要があり、ジボランの流量で表わ
したときに第３図からB₂H₆／SiH₄＝10〜
500ppmであるのが望ましく、20〜300ppm程度が
更に望ましい。この流量比は使用するガスの種類
によつて、10〜500ppmとすることができる。第４図は、ａ−Si：Ｈ層３にＡ族元素のドー
ピングを行なつた場合のB₂H₆／SiH₄の流量比に
よるρ_D変化が示されているが、これによれば、上
記流量比を20〜300ppmとすればρ_Dを10¹⁰Ω−cm
以上にでき、本発明の目的を達成することが分
る。上記流量比を更に選択すれば、ａ−SiC：Ｈ
層３を実質的に真性化してρ_Dを10¹¹Ω−cm以上、
更には10¹²Ω−cm以上にまで高めることができ
る。なお、使用する反応ガスの種類によつては、
上記流量比を10〜500ppmとすることも可能であ
る。上記した如く、本実施例による感光体は、不純
物ドーピングによつてP⁺型化されたａ−SiC：Ｈ
層５と暗抵抗を充分に高められたａ−SiC：Ｈ層
２及び４さらにａ−SiC：Ｈ層３の双方とを具備
しているので、これらの各層の組合せによつて感
光体の表面電位保持性、暗抵抗、更には帯電特性
が相乗的に向上したものとなつている。第５図は、本発明による感光体を蒸着法により
作成するのに用いる蒸着装置を示すものである。ベルジヤー４１は、バラフライバルブ４２を有
する排気管４３を介して真空ポンプ（図示せず）
を接続し、これにより当該ベルジヤー４１内を例
えば10^-3〜10^-7Torrの高真空状態とし、当該ベ
ルジヤー４１内には基板１を配置してこれをヒー
ター４５により温度150〜500℃、好ましくは250
〜450℃に加熱すると共に、直流電源４６により
基板１に０〜−10KV、好ましくは−１〜−6KV
の直流負電圧を印加し、その出口が基板１と対向
するようベルジヤー４１に出口を接続して設けた
水素ガス放電管４７よりの活性水素及び水素イオ
ンをベルジヤー４１内に導入しながら、基板１と
対向するよう設けたシリコン蒸発源４８及びアル
ミニウム蒸発源４９を加熱すると共に各上方のシ
ヤツターＳを開き、シリコン及びアルミニウムを
その蒸発速度比が例えば１：10^-4となる蒸発速度
で同時に蒸発せしめる。これによりアルミニウム
ドープドａ−Si：Ｈ層３（第１図参照）を形成す
る。また、アルミニウム蒸発源４９上のシヤツタ
ーＳを開けたまま、ベルジヤー４１内へ、放電管
５０により活性化されたメタンガスを導入し、こ
れによりアルミニウムを所定量含有するａ−
SiC：Ｈ層５（第１図参照）を基板１上に形成す
る。第１及び第２のａ−SiC：Ｈ層４及び２の形
成時も、アルミニウムの蒸発を行なえばよい。上記の放電管４７，５０の構造を例えば放電管
４７について示すと、第６図の如く、ガス入口６
１を有する筒状の一方の電極部材６２と、この一
方の電極部材６２を一端に設けた、放電空間６３
を囲む例えば筒状ガラス製の放電空間部材６４
と、この放電空間部材６４の他端に設けた、出口
６５を有するリング状の他方の電極部材６６とよ
り成り、前記一方の電極部材６２と他方の電極部
材６６との間に直流又は交流の電圧が印加される
ことにより、ガス入口６１を介して供給された例
えば水素ガスが放電空間６３においてグロー放電
を生じ、これにより電子エネルギー的に賦活され
た水素原子若しくは分子より成る活性水素及びイ
オン化された水素イオンが出口６５より排出され
る。この図示の例の放電空間部材６４は二重管構
造であつて冷却水を流過せしめ得る構成を有し、
６７，６８が冷却水入口及び出口を示す。６９は
一方の電極部材６２の冷却用フインである。上記
の水素ガス放電管４７における電極間距離は10〜
15cmであり、印加電圧は600V、放電空間６３の
圧力は10^-3Torr程度とされる。この第５図及び第６図の蒸着装置により作成さ
れる感光体においても、ａ−SiC：Ｈ層２及び
４、ａ−Si：Ｈ層３はアルミニウムのドーピング
によつて高抵抗化（更には実質的に真性化）され
ており、これによつてρ_Dは上述したと同様に向上
したものとなつている。このためには、蒸着時に
シリコン蒸気に対しアルミニウム蒸気を10〜
500ppm、更には20〜300ppmの濃度にするのがよ
い。また、ａ−SiC：Ｈ層５もＡ族元素がドー
プされ、蒸着時はシリコン蒸気に対し不純物蒸気
を100〜10⁵ppmとするのがよい。次に、本発明による感光体の各層を更に詳しく
説明する。第１のａ−SiC：Ｈ層このａ−SiC：Ｈ層４は感光体の表面を改質し
てａ−Si系感光体を実用的に優れたものとするた
めに必須不可欠なものである。即ち、表面での電
荷保持と、光照射による表面電位の減衰という電
子写真感光体としての基本的な動作を可能とする
ものである。従つて、帯電、光減衰の繰返し特性
が非常に安定となり、長期間（例えば１カ月以
上）放置しておいても良好な電位特性を再現でき
る。これに反し、ａ−Si：Ｈを表面とした感光体
の場合には、湿気、大気、オゾン雰囲気等の影響
を受け易く、電位特性の経時変化が著しくなる。
また、ａ−SiC：Ｈは表面硬度が高いために、現
像、転写、クリーニング等の工程における耐摩耗
性があり、更に耐熱性も良いことから粘着転写等
の如く熱を付与するプロセスを適用することがで
きる。このような優れた効果を総合的に奏するために
は、ａ−SiC：Ｈ層４の膜厚を上記した50Å〜
2000Åの範囲内に選択することが極めて重要であ
る。即ち、その膜厚を2000Å以上とした場合に
は、残留電位が高くなりすぎかつ感度の低下も生
じ、ａ−Si系感光体としての良好な特性を失なつ
てしまう。また、膜厚を50Å未満とした場合に
は、トンネル効果によつて電荷が表面上に帯電さ
れなくなるため、暗減衰の増大や光感度の著しい
低下が生じてしまう。従つて、ａ−SiC：Ｈ層４
の膜厚は2000Å未満、50Å以上とすることが必須
不可欠である。また、このａ−SiC：Ｈ層４については、上記
した効果を発揮する上でその炭素組成を選択する
ことも重要であることが分つた。組成比をａ−
Si₁−xCx：Ｈと表わせば、ｘを0.4以上、特に0.4
≦ｘ≦0.9とすること（炭素原子含有量が
40atomic％〜90atomic％であること）が望まし
い。即ち、0.4≦ｘとすれば、光学的エネルギー
ギヤツプがほぼ2.3eV以上となり、第７図に示し
たように、可視及び赤外光に対しいわゆる光学的
に透明な窓効果により照射光はａ−Si：Ｈ層（電
荷発生層）３に到達することになる。逆にｘ＜
0.4であると、一部分の光は表面層４に吸収され、
感光体の光感度が低下し易くなる。また、ｘが
0.9を越えると層の殆んどが炭素となり、半導体
特性が失なわれる外、ａ−SiC：Ｈ膜をグロー放
電法で形成するときの堆積速度が低下するから、
ｘ≦0.9とするのがよい。第２のａ−SiC：Ｈ層このａ−SiC：Ｈ層２は電位保持及び電荷輪送
の両機能を担い、上記不純物のドーピングによつ
て暗所抵抗率を向上させ、耐高電界性を有し、単
位膜厚当りに保持される電位が高く、しかも感光
層３から注入される電子またはホールが大きな移
動度と寿命を示すので、電荷担体を効率よく支持
体１側へ輸送する。また、炭素の組成によつてエ
ネルギーギヤツプの大きさを調節できるため、感
光層３において光照射に応じて発生した電荷担体
に対し障壁を作ることなく、効率よく注入させる
ことができる。また、この第２のａ−SiC：Ｈ層
２は支持体１、例えばAl電極との接着性や膜付
きが良いという性質も有している。従つてこのａ
−SiC：Ｈ層２は実用レベルの高い表面電位を保
持し、ａ−Si：Ｈ層３で発生した電荷担体を効率
良く速やかに輸送し、高感度で残留電位のない感
光体とする働きがある。但、この層２は次のよう
に充分な厚みを有しているので、必ずしも不純物
ドーピングにより比抵抗を上記の如くに高めなく
ても良好な電位保持能及び電荷輸送能を示す。こうした機能を果すために、ａ−SiC：Ｈ層２
の膜厚は、例えばカールソン方式による乾式現像
法を適用するためには5000Å〜80μｍであること
が望ましい。この膜厚が5000Å未満であると薄す
ぎるために現像に必要な表面電位が得られず、ま
た80μｍを越えるとａ−Si：Ｈ層３で発生した電
荷担体の支持体１への到達率が低下してしまう。
但、このａ−SiC：Ｈ層の膜厚は、Se感光体と比
較して薄くしても（例えば十数μｍ）実用レベル
の表面電位が得られる。また、このａ−SiC：Ｈ層２をａ−Si₁−xCx：
Ｈと表わしたとき、0.1≦ｘ≦0.9（炭素原子含有
量が10atomic％〜90atomic％）とするのが望ま
しい。0.1≦ｘとすればａ−SiC：Ｈ層３とは全く
異なつたものにでき、また0.9＜ｘとすれば層の
殆んどが炭素になり半導体特性が失なわれる他に
製膜時の堆積速度が低下し、これらを防ぐために
はｘ≦0.9とするのがよいからである。第３のａ−SiC：Ｈ層この層５は基板１からのキヤリア（特に電子）
の注入を充分に阻止し得るエネルギーギヤツプを
基板との間に形成しているので、キヤリア注入に
よる電荷の中和現象をなくし、表面電位の保持、
ひいては帯電特性を良好に保持する働きがある。
このために、ａ−SiC：Ｈ層５は上述した如く不
純物ドープによりＰ型化（更にはP⁺型化）して
いるのが望ましい。また、その膜厚も50Å〜1μ
ｍに選択するのがよい。50Å未満では効果がな
く、1μｍを越えると却つて電荷輸送性が低下し
易い。また、その炭素含有量は上記ａ−SiC：Ｈ
層２と同様に10〜90atomic％であるのがよい。ａ−Si：Ｈ層（光導電層又は感光層）このａ−Si：Ｈ層３は、可視光及び赤外光に対
して高い光導電性を有するものであつて、第７図
に示す如く、波長650nｍ付近での赤色光に対し
ρ_D／ρ_Lが最高〜10⁴となる。このａ−Si：Ｈを感
光層として用いれば、可視領域全域及び赤外領域
の光に対して高感度な感光体を作成できる。しか
も、周期表第Ａ族元素のドーピングにより高比
抵抗化され、これに伴なつてρ_Dが向上するから、
帯電電位、暗減衰共に良好となつている。可視光
及び赤外光を無駄なく吸収して電荷担体を発生さ
せるためには、ａ−Si：Ｈ層３の膜厚は2500Å〜
10μｍとするのが望ましい。膜厚が2500Å未満で
あると照射された光は全て吸収されず、一部分は
下地のａ−SiC：Ｈ層２に到達するために光感度
が大幅に低下する。また、ａ−Si：Ｈ層３は感光
層として光吸収に必要な厚さ以上に厚くする必要
はなく、最大10μｍとすれば充分である。以上に説明した例においては、ダングリングボ
ンドを補償するためには、ａ−Siに対しては上記
したＨの代りに、或いはＨと併用してフツ素を導
入し、ａ−Si：Ｆ、ａ−Si：Ｈ：Ｆ、ａ−SiC：
Ｆ、ａ−SiC：Ｈ：Ｆとすることもできる。この
場合のフツ素量は0.01〜20atomic％がよく、0.5
〜10atomic％がより望ましい。なお、上記の製造方法はグロー放電分解法又は
蒸着法によるものであるが、これ以外にも、スパ
ツタリング法、イオンプレーテイング法等によつ
ても上記感光体の製造が可能である。使用する反
応ガスはSiH₄以外にもSi₂H₆、SiHF₃、SiF₄又は
その誘導体ガス、CH₄以外のC₂H₆、C₃H₈等の低
級炭化水素ガスやCF₄が使用可能である。更に、
ドーピングされる不純物は上記のボロン、アルミ
ニウム以外にもガリウム、インジウム等の他の周
期表第Ａ族元素、リン以外のヒ素、アンチモン
等の他の周期表第Ａ族元素が使用可能である。次に、本発明を電子写真感光体に適用した実施
例を具体的に説明する。実施例１グロー放電分解法によりAl支持体上に第１図
の構造の電子写真感光体を作製した。先ず平滑な
表面を持つ清浄なAl支持体をグロー放電装置の
反応（真空）槽内に設置した。反応槽内を
10^-6Torr台の高真空度に排気し、支持体温度を
200℃に加熱した後高純度Arガスを導入し、
0.5Torrの背圧のもとで周波数13.56MHz、電圧密
度0.04W／cm²の高周波電力を印加し、15分間の予
備放電を行つた。次いで、SiH₄とCH₄からなる
反応ガスを導入し、流量比３：１：0.5〜0.05の
（Ar＋SiH₄＋CH₄）混合ガス及びB₂H₆ガスをグ
ロー放電分解することにより、キヤリア注入を防
止するａ−SiC：Ｈ層、更には電位保持及び電荷
輸送機能を担うａ−SiC：Ｈ層を350Å／minの堆
積速度で製膜した。このａ−SiC：Ｈ層中の炭素
含有率はオージエ電子分光分析の結果15atomic
％であつた。反応槽を一旦排気した後、CH₄は供
給せず、SiH₄及びB₂H₆を放電分解し、ボロンド
ープドａ−Si：Ｈ感光層を形成した後、再びCH₄
及びB₂H₆を供給し、今度は流量比５：１：４〜
0.5の（Ar＋SiH₄＋CH₄）混合ガスをグロー放電
分解し、ボロンドープドａ−SiC：Ｈ表面改質層
を更に設け、電子写真感光体を完成させた。この
ａ−SiC：Ｈ表面改質層の光学的エネルギーギヤ
ツプは2.5〜2.0eVであつた。また、炭素組成が50
〜20atomic％であることが分析によりわかつた。このようにして作製した感光体に、正極性で
6KVのコロナ放電を行ない、表面を正電位に帯
電させた。２秒間の暗減衰の後、1luxの光照射に
より表面電位はほぼ直線的に減衰した。この時の
半減露光量は少なく、残留電位はほとんどなく、
帯電・露光の繰返し特性も非常に良好であつた。比較例１反応ガスとしてB₂H₆を混合あり、なし以外は
実施例１と同様な製法により、Al支持体上にａ
−SiC：Ｈ層５を製膜した。ａ−SiC：Ｈ層２，
４，ａ−Si：Ｈ層３についてもB₂H₆混合あり、
なし以外は実施例１と同様に製膜した。この感光
体を用いて実施例１と同様のテストを行つた。こ
の結果、暗減衰が大きく、半減露光量も増大し、
像形成時の性能は最高画像濃度が低く、又感度不
足であつた。実施例２第５図の真空蒸着槽４１を用いてAl基板１上
にアルミニウムドープドａ−SiC：Ｈ層５、光導
電層としてのアルミニウムドープドａ−Si：Ｈ：
Al層３を形成した。この光導電層の上、下には
アルミニウムドープドａ−SiC：Ｈ層４及びアル
ミニウムドープあり、なしのａ−SiC：Ｈ層２を
上述した方法で形成した。即ち、前記槽４１を真空ポンプにより
10^-4Torrに排気し、この槽４１内に第６図の放
電装置４７を用いて放電活性化した水素ガス
（100c.c.／minの流量）を導入し、シリコン蒸発源
４８及びAl蒸発源４９を電子銃加熱して蒸発せ
しめ、シリコン蒸発量とAl蒸発量をクリスタル
モニターで検知しながら基板電圧−2KV、基板
温度300℃で蒸着し、アルミニウムドープドａ−
SiC：Ｈ層５、ａ−Si：Ｈ：Al層３及びアルミニ
ウムドープドａ−SiC：Ｈ層４を形成した。ａ−
SiC：Ｈ層２の形成時は、メタンガスを30c.c.／
minの流量で導入し、Al蒸着源のシヤツターを必
要とあれば閉じて蒸発を遮断した外は上記と同様
にして、ａ−SiC：Ｈ層を形成し、本発明の感光
体を得た。比較例２次に比較のため、アルミニウムドープあり、な
しのａ−SiC：Ｈ層５と組合せて、ａ−SiC：Ｈ
層２又は４としてAlをドーピングしない時はAl
の蒸発を行なわない条件で上記と同様にして形成
し、これを比較用の感光体とした。以上の本発用による感光体及び比較用感光体を
川口電気社製エレクトロメータSP−4281、及び
Ｕ−BixV−２改造機による性能テストを行なつ
た結果を下記表に示した。

【表】

【表】なお、上記表中、静電特性のＶは初期帯電電位
ΔV／Ｖは帯電終了２秒後の電荷の暗減衰率、
E^1/2は半減露光量（単位：lux・sec）、V_Rは残留
電位を示す。この結果から、本発明による感光体は、帯電電
位が充分であつてその暗減衰率が少なく、しかも
高感度であることが分る。更に、７万５千回以上
の繰返しコピーにおいても、鮮明な高濃度画像が
得られる。これに対し、比較例のものでは、電
位、暗減衰、光感度共に悪く、繰返し特性も著し
く劣ることが分る。実施例３実施例１と同様な製法による層構成、すなわち
Al支持体上に厚さ2000ÅのB₂H₆／
SiH₄10000ppmでドーピングしたａ−SiC：Ｈ層
（ブロツキング層）と10μｍのB₂H₆／
SiH₄100ppmでドーピングし比抵抗3.6×10¹⁴Ω−
cmのａ−SiC：Ｈ電位保持層と厚さ1.0μｍの
B₂H₆／SiH₄100ppmでドーピングされた比抵抗
2.5×10¹²Ω−cmのａ−Si：Ｈ感光層を形成した上
に、さらにB₂H₆／SiH₄100ppmでドーピングさ
れ比抵抗4.5×10¹⁴Ω−cmのａ−SiC：Ｈ表面改質
層を積層した感光体において、ａ−SiC：Ｈ表面
層の厚さを0.05μｍ、0.2μｍ、0.5μｍ、1.0μｍとし
たものを夫々作製し、それらの帯電および光減衰
特性を比較した。＋6KVのコロナ放電によつて感
光体表面に帯電させた後、1luxの光照射を行つた
時の光減衰特性の結果は下記の表及び第８図（デ
ータをプロツトしたもの）のようになつた。

【表】ここで、Ｅ1/2は半減露光量（lux・sec）、V_R
は残留電位（volt）である。この結果より明らか
なように、ａ−SiC：Ｈ表面層の厚さを0.2μｍ以
上にした場合、大幅な光感度の低下と残留電位の
増加が見られた。また、初期帯電電位は、表面層
の厚さが0.2μｍのもので＋760volt、より厚いも
のについては上記表の残留電位の分だけ初期帯電
電位の向上が見られた。以上のように、ａ−
SiC：Ｈ表面改質層の厚さを0.2μｍ未満にするこ
とが電子が注入され易くなつて表面正電荷を中和
し（他方ホールは基板側へ到達し易い）、良好な
光減衰特性を得る上で重要であつた。また、ａ−
SiC：Ｈ表面層として厚さは0.15μｍであるが、炭
素の組成が20atomic％のものを使用した場合、
半減衰露光量が1.2lux・secとなつてしまつた。
この場合、この組成のａ−SiC：Ｈ層の光学的エ
ネルギーギヤツプは2.0eVであつて照射光の一部
が表面層で吸収されるために、結果として光感度
が低下した。このように、ａ−SiC：Ｈ表面層の
組成は第７図に示したように40atomic％以上の
ものであつて可視および赤外光に対して光導電性
を有さず、光学的に透明なものとすることが好ま
しい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を例示するものであつて、第１図
は電子写真感光体の一部分の断面図、第２図は上
記感光体を製造するグロー放電装置の概略断面
図、第３図はドープドａ−SiC：Ｈを製膜すると
きのB₂H₆／SiH₄流量比による暗抵抗変化を示す
グラフ、第４図はドープドａ−Si：Ｈを製膜する
ときの第３図と同様のグラフ、第５図は蒸着装置
の概略断面図、第６図は放電部の断面図、第７図
はａ−Si：Ｈ及び各組成のａ−SiC：Ｈの光導電
性を示すグラフ、第８図は第１のａ−SiC：Ｈ層
の厚みによる静電特性の変化を示すグラフであ
る。なお、図面に示されている符号において、１…
…支持体（基板）、２……不純物のドープされた
第２のａ−SiC：Ｈ層、３……不純物ドープドａ
−Si：Ｈ感光層（光導電層）、４……第１のａ−
SiC：Ｈ層、５……不純物のドープされた第３の
ａ−SiC：Ｈ層、１１……グロー放電装置、１７
……高周波電極、３１……ガス状シリコン化合物
供給源、３２……ガス状炭素化合物供給源、３３
……キヤリアガス供給源、３４……B₂H₆供給源、
４１……蒸着槽、４７，５０……放電部、４８…
…シリコン蒸発源、４９……アルミニウム蒸発源
である。

Claims

【特許請求の範囲】１基体上に、厚みが50Å〜1μｍの第３のアモ
ルフアス水素化及び／又はフツ素化炭化シリコン
層と、厚みが5000Å〜80μｍの第２のアモルフア
ス水素化及び／又はフツ素化炭化シリコン層と、
厚みが2500Å〜10μｍのアモルフアス水素化及
び／又はフツ素化シリコンからなる電荷発生層
と、厚みが50Å〜2000Åの第１のアモルフアス水
素化及び／又はフツ素化炭化シリコン層とを順次
積層せしめた積層体からなり、前記第３のアモルフアス水素化及び／又はフツ
素化炭化シリコン層は炭素原子含有量が
10atomic％〜90atomic％であり、水素原子含有
量が1atomic％〜40atomic％であり、周期点第
Ａ族元素が含有せしめられることによつてＰ型に
変換されており、前記第２のアモルフアス水素化及び／又はフツ
素化炭化シリコン層の炭素原子含有量が
10atomic％〜90atomic％であり、水素原子含有
量が1atomic％〜40atomic％であり、前記電荷発生層は水素原子含有量が1atomic％
〜40atomic％であり、周期表第Ａ族元素が含
有せしめられることによつて10¹⁰Ω−cm以上の暗
抵抗率を示し、前記第１のアモルフアス水素化及び／又はフツ
素化炭化シリコン層は炭素原子含有量が
40atomic％〜90atomic％であり、水素原子含有
量が1atomic％〜40atomic％であり、周期表第
Ａ族元素が含有せしめられることによつて10¹³Ω
−cm以上の暗抵抗率を示すことを特徴とする電子
写真感光体。