JPH03129359A - 電子写真用光導電部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光（ここでは広義の光で、紫外光線、可視光
線、赤外光線、Ｘ線、ｒ線等を示す）の様な電磁波に感
受性のある光導電部材に関する。

固体撮ｇＲ装置、或いは像形成分野にかける電子写真用
像形成部材や原稿読取装置にか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
クトル特性鳴マツチングした吸収スペクトル特性を有す
るこＪ、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
は固体撮像装置に訃いては、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
、事務機としてオフィ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
用時にかけろ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
アモルファスシリコン（以後ａ−８ｉと表記す）があり
１例えば、独国公開第２７４６９６７号公報、同第２８
５５７１８号公報には電子写真用像形成部材として、独
国公開第２９３３４１Ｘ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。

面乍ら、従来のａ−８ｉ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、及び繰返し特性の点、使用環境
特性の点、更には経時的安定性や耐久性の点にかいて、
各々、個々には特性の向上が計られているが総合的な特
性向上を計る上で更に改良される余地が存する。

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かい
てはその使用時において残留電位が残る場合が度々ｌ！
剣され、この種の光導電部材は長時間繰返し使用し続け
ると、繰返し使用による疲労の蓄積が起って、残像が生
ずる所謂ゴースト現象を生ずる様になる等の不都合な点
が少なくなかった。

又、ａ−８ｉ材料で光導電層を構成する場合には、その
電気的、光導電的特性の改良を計るために、水素原子或
いは弗素原子や塩素原子等のハロゲン原子、及び電気伝
導型の制御のために硼素原子や燐原子等が或いはその他
の特性改良のために他の原子が、各々構成原子として光
導電層中に含有されるが、これ等の構成原子の含有の仕
方如何によっては、形成した層の電気的、光学的或は光
導電的特性、使用環境特性、耐圧性に問題が生ずる場合
がちる。

即ち、例えば形成した光導電層中に光照射によって発生
したフォトキャリアの該層中での寿命が充分でないこと
、或いは、転写紙に転写された画像に俗に「白ヌケ」と
呼ばれる、局所的な放電破壊現象によると思われる画像
欠陥や、例えばクリーニングに、ブレードを用いるとそ
の摺擦によると思われる俗に「白スジ」と呼ばれる所謂
画像欠陥が生じたシしていた。又、多湿雰囲気中で使用
したシ、或いは多湿雰囲気中に長時間放置した直後に使
用すると俗に云う画像のボケが生ずる場合が少なくなか
った。

従ってａ−８ｉ材料そのものの特性改良が計られる一方
で光導電部材を設計する際に、上記した様な問題の総て
が解決される様に工夫される必要がある。

本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、Ｂ−８ｉに
就で電子写真用像形成部材や固体撮像装置、読取装置等
に使用される光導電部材としての適用性とその応用性と
いう観点から総括的に鋭意研究検討を続けた結果、シリ
コン原子を母体とし、水素原子（Ｈ）又はハロゲン原子
（Ｘ）のいずれか一方を少なくとも含有するアモルファ
ス材料、所謂水素化アモルファスシリコン、ハロゲン化
アモルファスシリコン、或イハハロゲン含有水素化アモ
ルファスシリコン〔以後これ等の総称的表記として「ａ
−８ｉ（Ｈ，Ｘ）　Ｊ　　を使用する〕から構成される
光導電層を有する光導電部材９層構成を以後に説明され
る様に特定化する様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訃いて凌駕して
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を見出した点に基づいている
。

本発明は電気的、光学的、光導電的特性が使用環境に殆
んど依存なく実質的に常時安定してかつ、耐光疲労に着
しく長け、繰返し使用に際しても劣化現象を起さず耐久
性、耐湿性に優れ、残留電位が全く又は殆んど観測され
ない光導電部材を提供することを主たる目的とする。

本発明の他の目的は、電子写真用像形成部材として適用
させた場合、静電像形成のための帯電処理の際の電荷保
持能が充分あり、通常の電子写真法が極めて有効に適用
され得る優れた電子写真特性を有する光導電部材を提供
することである。

本発明の更に他の目的は、長期の使用に於いて画慣欠陥
や画像のボケが全くなく、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、高品質画像を得ることが
容易にできる電子写真用の光導電部材を提供することで
ある。

本発明の更にもう１つの目的は、高光感度性、高ＳＮ比
特性及び高耐圧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、光導電部材用の支持体と、該支
持体上に設けられ、シリコン原子を母体とし、少なくと
も水素原子又は／”ｔロゲン原子のいずれか一方を構成
要素とする非晶質材料で構成され、光導電性を示す第１
の層領域と、シリコン原子と炭素原子とを構成要素とす
る非晶質材料で構成されている第２の層領域とが、この
順で積層されて成る非晶質層とを有し、前記第１の層領
域が、その支持体側に、伝導型を支配する不純物を含む
層領域（Ｉ）を有、する事を特徴とする。

上記した様な層構成を取る様にして設計された本発明の
光導電部材は、前記した諸問題の総てを解決し得、極め
て優れた、電気的、光学的、光導電的特性、耐久性及び
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
性が安定してかシ高感度で、高８Ｎ比を有するものであ
って耐光疲労；繰返し使′用特性、耐湿性、耐圧性に長
ける為に、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。

以下、図面に従って本発明の光導電部材に就で詳細に説
明する。

第１図は、本発明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ば、光導電部材用として
の支持体１０１の上に、非晶質層１０２が設けられて釦
す、該非晶質層１０２は、ａ−８ｉ（Ｈ。

Ｘ）から或シ、光導電性を有する第１の層領域１０３と
、シリコン原子と炭素原子とを構成要素とする非晶質材
料で構成されている第２の層領域１０４とから成る層構
造を有する。

第１の層領域１０３ば、その支持体１０１側に、伝導型
を支配する不純物を含む層領域（Ｉ）　１０５を有する
。

本発明にかいて使用される支持体としては、導電性でも
電気絶縁性であっても良い。導電性支持体としては、例
えば、ＮｉＣｒ、ステンレス。

ＡＪ！、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐ
ｔ、Ｐｄ等の金属又はこれ等の合金が挙げられる。

電気絶縁性支持体としては、ポリエステル。

ポリエチレン、ポリカーボネート、セルローズアセテー
ト、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル。

ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレｙ、ポリアミド等の合
成樹脂のフィルム又はシート、ガラス。

セラミック、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
るのが望資しい。

例えば、ガラスであれば、その表面に、ＮｉＣｒ。

Ａｚ、Ｃｒ、Ｍｏ、−Ａｕ、’Ｉｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、
Ｔｉ　、Ｐｔ、Ｐｄ。

Ｉｎ、Ｏ，、ＳｎＯ，、ＩＴＯ（Ｉｎ、Ｏ，＋ＳｎＯ，
）　　等から成る薄膜を設けることによって導電性が付
与され、或いはポリエステルフィルム等の合成樹脂フィ
ルムチあれば、ＮｉＣｒ　、　ｌ’Ｊ！　、　Ａｇ　、
　Ｐｂ　、　Ｚｎ　、　Ｎｉ　、　Ａｌｌ　。

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、スパッタリ
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、所望によって、そ
の形状は決定されるが、例えば、第１図の光導電部材１
００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、所望通うの光導電部
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す薄くされる。

面乍ら、この様な場合支持体の製造上及び取扱い上、機
械的強度等の点から、通常は、ｌＯμ以上とされる。

本発明に於いて、支持体１０１上に形成される非晶質層
１０２の一部を構成する第１の層領域１０３ば、その目
的を効果的に達成する為に、支持体１０１例の端部層領
域に伝導型を支配する不純物を含む層領域（Ｉ）　１０
５を有する。層領域（Ｉ）１０５中に含有される不純物
としては、ｐ型不純物として周期律表第■族に属する原
子、例えば、Ｂ。

Ａ／　、　Ｇａ　、　Ｉｎ　、　Ｔ／　　等が好適なも
のとして挙げられ、ｎ型不純物としては、周期律表第Ｖ
族に属する原子、例えば、ｌ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ　
　等が好適なものとして挙げられるが、殊にＢ、Ｇａ、
Ｐ。

ｓｂ　等が最適である。

これ等層領域（Ｉ）　１０５中に含有される不純物は、
該層領域（Ｉ）　１０５の層厚方向及び支持１体１０１
との界面に平行な面内に於いて、実質的に均一な分布状
態となる様に層領域（Ｉ）　１０５中に含有され、本発
明に於いて所望の伝導型を有する為に層領域（Ｉ）　１
０５中にドーピングされる不純物の量は、層領域（Ｉ）
　１０５に所望される電気的。

機械的特性に応じて、その層厚との関係に於いて適宜決
定されるが、周期律表第■族の不純物の場合は通常１．
０〜３　Ｘ　１０’　ａｔｏｍｉｃ　ｐｐｍ、好適には
５．０〜Ｉ　Ｘ　１０　ａｔｏｍｉｃ　ｐｐｍ　、最適
にはｌ０Ｗ−〜５　Ｘ　１０”ａｔｏｍｉ、ｃ　ｐｐｍ
　　とされるのが望ましａｔｏｍｉｃ　ｐｐｍ、最適に
は１．０．〜８００　ａｔｏｍｉ　ｃ　ｐｐｍとされる
のが望ましいものである。

本発明において、ａ−８ｉ（Ｈ，Ｘ）で構成される第１
０層領域１０３を形成するには例えばグロー放電法、ス
パッタリング法、或いはイオンブレーティング法等の放
電現象を利用する真空堆積法によって成される。例えば
、グロー放電法によって、ａ　−８ｉ　（Ｈ，Ｘ）で構
成される非晶質層を形成するには、基本的にはシリコン
原子（Ｓｉ）を供給し得るＳｉ供給用の原料ガスと共に
、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、核堆積室内にグロー放電を生起させ、予め所
定位置に設置されである所定の支持体表面上にａ　−８
ｉ　（Ｈ，Ｘ）からなる層を形成させれば良い。又、ス
パッタリング法で形成する場合には、例えばＡｒ、）ｉ
ｅ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ットをスパ
ッタリングする際、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ッタリング用の堆積室に
導入してやれば良い。

本発明において使用されるＳｉ供給用の原料ガスとして
は、ＳｉＨ，、Ｓｉ、！（。Ｓｉ、Ｈ□Ｓｉ、Ｈ，。等
のガス状態の又はガス化し得る水素化硅素（７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
作業の扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点でＳ　ｉＨ
４，Ｓ　ｉ、Ｈ，が好オ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ｔＬ＜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
む硅素化合物も有効なものとして本発明にかいては挙げ
ることが出来る。

本発明にか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、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲ
ンガス、ＢｒＦ　＋　ＣＩＦ　Ｈ”ｌ！’ｓ　＋ＢｒＦ
、　、　ＢｒＦ、　、　ＩＦ、　、　ＩＦ、　、　ＩＣ
Ａ’　、　ＩＢｒ　　等０）　ハｏ　））’　：ｙ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Ｓ
ｔＦ、　、　Ｓｉ、Ｆ、　、　５ｉｃｋ４．　ＳｉＢｒ
４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
ー放電法によって本発明の特徴的な光導電部材を形成す
る場合には、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、所定の支持体上にノ・ロゲ
ン原子を構成要素として含むａ−８Ｉから成る層を形成
する事が出来る。

グロー放電法に従って、Ｉ・ロゲン原子を含む層を製造
する場合、基本的には、Ｓｉ供給用の原料ガスであるノ
・ロゲノ化硅素ガスとＡｒ　、　Ｈ，、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
を形成する堆積室内に導入し、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って、
所定の支持体上に第１の層領域を形成し得るものである
が、水素原子の導入を計る為にこれ等のガスに更に水素
原子を含む硅素化合物のガスも所定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＆いものである。

反応スパッタリング法或いはイオンブレーティング法に
依ってａ　−８ｉ　（Ｈ，Ｘ　）から成る層を形成する
には、例えばスパッタリング法の場合にはＳｉから成る
ターゲットを使用して、これを所定のガスプラズマ雰囲
気中でスパッタリングし、イオンブレーティング法の場
合には、多結晶シリコン又は単結晶シリコンを蒸発源と
して蒸着ポートに収容し、このシリコン蒸発源を抵抗加
熱法、或いはエレクトロンビーム法（ＦＪＢ法）等によ
って加熱蒸発させ飛翔蒸発物を所定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、スパッタリング法、イオンブレーティング法の
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、前記のハロゲン化金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、鶴、或いは前記したシラン類等のガス
をスパッタリング用の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。

本発明にかいては、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めであるが、
その他に、ＨＦ、　ＨＣ１！。

ＨＢｒ　、　ＨＩ等Ｏハロゲン化金物、８ｉＨ，Ｆ、　
、　８ｉＨ，Ｉ、　。

ＳｉＨ，Ｃｌ！ｌ　、　５ｉ）（ｃｚ、　、　ＳｉＨ，
Ｂｒ！、　５ｉ）（Ｂｒ、等（７）　ハ０ゲン置換水素
化硅素、等々のガス状態の或いはガス化し得る、水素原
子を構成要素の１つとするハロゲン化物も有効な第１の
層領域形成用の出発物質として挙げる事が出来る。

これ等の水素原子を含むハロゲン化物は、層形成の際に
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。

水素原子を層中に構造的に導入するには、上記の他にＨ
！、或いはＳ　ｉＨ４，Ｓ　ｉ、Ｈ，、Ｓ　ｔ、Ｈ，、
Ｓ　ｉ、Ｈ，。

等の水素化硅素のガスをＳｉを供給する為のシリコン化
合物と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。

側光ば、反応スパッタリング法の場合には、８ｉターゲ
ツトを使用し、ハロゲン原子導入用のガス及びＨｔガス
を必要に応じてＨｅ　、　Ａｒ等の不活性ガスも含めて
堆積室内に導入してプラズマ雰囲気を形成し、前記Ｓｉ
ターゲットをスパッタリングする事によって、基板上に
ａ−８ｉ（Ｈ，Ｘ）から成る層が形成される。

更には、不純物のドーピングも兼ねてＢｔＨ６等のガス
を導入してやることも出来る。

本発明に釦いて、形成される光導電部材の第１の層領域
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は通常の
場合１〜４０　ａｔｏｍｉ　ｃ　Ｘ　。

好適には５〜３　Ｑ　ａｔｏｍｉ　ｃ　Ｘとされるのが
望オしい。

層中に含有される水素原子（Ｈ）又は／及びノ＼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）、或いはノ・ロゲ／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。

本発明に於て、第１の層領域をグロー放電法又はスパッ
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、所謂稀ガス、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
。

第１の層領域１０３を形成する際に前記した不純物をド
ーピングすることによって、層領域（Ｉ）１０５を設け
るには、層形成の際に不純物導入用の原料物質をガス状
態で堆積室中に第１の層領域１０３を形成する主原料物
質と共に導入してやれば良い。この様な不純物導入用の
厳科物質としては、常温常圧でガス状態の又は、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。その様な不純物導入用の出発物質とし
て具体的には、ＰＨ，、ＰｔＨ４，ＰＦ、　。

ＰＦ、　、　ＰＣ／、　、　ＡｓＨ，、ＡｓＦ、　、　
ＡｓＦ、　、　ＡｓＣ／、　、　ＳｂＨ，、ＳｂＦ、。

５ｂＦｓ　＋　ＢｉＨｓ　＊　ＢＦｓ　ｔ　ＢＣ／Ｓ　
ｔ　ＢＢｒｓ　ｌ　Ｂ、Ｈ，＋　Ｂ４ＨＩＱ＊　１３．
）（、。

ＢｓＨｕ　−ＢａＨ＋ｏ　−ＢｓＨｎ　−Ｂ６ＨＩ４　
、　）ｄＩＣｌ、、　ＧａＣｌ５　、　ＩｎＣ八。

ＴｌｌＣｌ！、等を挙げることが出来る。

第１の層領域Ｉ０３の一部を構成し、層領域（Ｉ）１０
５の上部に設けられる層領域（ｎ）　１０６は、作製さ
れる光導電部材に於いて主として所望の受容電位特性が
得られ、光照射によって効率良くフォトキャリアが発生
され、該発生されたフォトギヤリアが所定の方向に効率
良く輸送される様に設けられる。層領域（ｎ）　１０６
は、この様な観点と該層領域１０６の下部に設けられる
層領域（Ｉ）　１０５の有する機能的特性との関係に於
いて層領域（Ｉ）　１０５中に含有される様な不純物は
含まない層領域として形成される。

層領域（Ｉ）　１０５と層領域（ｎ）　１０６との夫々
を形成する際の放電パワーとしては、各層に要求される
特性や装置等の関係に於いて、適宜所望に従って決めら
れるのがグロー放電法に於いては通常の場合ｉｏ〜３ｏ
ｏＷ、好適には２０〜２００Ｗ　　とされ、スパッター
法の場合には、通常５０〜２５０Ｗ、好適には８０〜１
５ｏｗとされるのが望ましい。

第１の層領域１０３の一部を構成する層領域（ｎ）１０
６の層厚は、所望される受容電位が得られ、又所望のス
ペクトル特性を有する光の照射によって、フォトキャリ
アが効率良く発生し、輸送される様に所望に従って適宜
決められ、通常は、１〜１００μ、好適には１〜８０μ
、最適には２〜５０μとさ、れるのが望ましいものであ
る。

本発明に於いて、層領域（Ｉ）１０５の層厚は該層領域
（Ｉ）１０５．に要求される特性の付与が本発明の目的
の達成に応じて適宜成される様に該層領域（１）１０５
中に、含有される不純物の含有濃度との関係に於いて適
宜決められる。

本発明に於ける層領域（Ｉ）１０５０層厚としては、通
常ｏ、ｏｉ〜１０μ、好適には０．０５〜８μ、最適に
は０．０７〜５μとされるのが望筐しいものである。

層領域（Ｉ）１０５と層領域（ｒｔ）１０６を形成する
際の支持体温度としては、所望に従って適宜決められる
が、通常の場合５０〜３５０℃、好適には８０〜３００
℃、最適には１００〜３００℃とされるのが望プしい。

第１図に示される光導電部材１００に於いては第１の層
領域１０３上に形成される第２の層領域１０４は、自由
表面１０７を有し、主に耐湿性、連続繰返し使用特性、
耐圧性、使用環境特性、耐久性に於いて本発明の目的を
達成する為に設けられる。

又１．・本発明に於いては、非晶質層１０２を構成する
第１の層領域１０３と第２の層領域１０４とを形成する
非晶質材料の各々がシリコン原子という共通の構成要素
を有しているので、積層界面に於いて化学的な安定性の
確保が充分酸されている。

第２の層領域１０４は、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（ａ−（Ｓｉｘ　Ｃ１−
Ｘ　）ｙ　”　）’、但し０＜ｘ、ｙ＜１）で形成され
る。

ａ　−（ＳｉｘＣ１−ｘ）、：Ｈｌ　、で構成される第
２０層領域１０４の形成はグロー放電法、スパッターリ
ング法、イオンインプランテーショジ法、イオンブレー
ティング法、エレクトロンビーム法等によって成される
。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
等の要因によっ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
び水素原子を作製する第２の層領域１０４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
ッターリング法が好適に採用される。

更に、本発明に於いては、グロー放電法とスパッターリ
ング法とを同一装置系内で併用して第２の層領域１０４
を形成しても良い。

グロー放電法によって第２の層領域１０４を形成するに
は、ａ　−（Ｓ　ｉ　）（Ｃ４−Ｘ：）ｙ’：　Ｈｌ−
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１０１の設［してある真空
堆積用の堆積室に導入し、導入されたガスをグロー放電
を生起させることでガスプラズマ化して前記支持体１０
１上に既に形成されである第１０層領域１０３上にａ　
　Ｃ３ｆｘＣｔ−ｘ）ｙ：Ｈｔ−ｙ　　全堆積させれば
良い。

本発明に於いてａ−（５ｉｘＣｓ−ｘ）ｙ　：　Ｈｔ−
ｙ形成用の原料ガスとしては、Ｓｉ、Ｃ，Ｈ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口のものが使用され
得る。

Ｓｉ、　Ｃ、Ｈの中の１つとしてＳｉを構成原子とする
原料ガスを使用する場合は、例えばＳｉを構成原子とす
る原料ガスと、Ｃを構成原子とする原料ガスと、Ｈ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
用するが、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、Ｓｊ　＊Ｃ及び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、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。

本発明に於いて、第２の層領域１０４形威用の原料ガス
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Ｓ　ｉＨ４、Ｓ　ｆｌＨ＠　、　５ｉ３Ｈ１、Ｓｉ
　ａＨｔ。

等のシラン（Ｓｉ　ｇａｎｅ）　　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等が挙げられる。

具体的には、飽和炭化水素としては、メタン（ＣＨ４）
　、　ｘタン（Ｃ２Ｈ６）、プロパｙ　（ＣＨ３）　、
　ｎ　−ブタン（ｎ−Ｃ４Ｈ＋ａ）、ペンタン（ＣｓＨ
＋ｔ）　、　　エチレン系炭化水素としては、エチレン
（（４Ｈ４）、プロピレン（ＣｓＨｓ）、　　ブテン−
１（Ｃ４ＨＩ）　、ブテン−２（Ｃ４Ｈ＠）、　　イン
ブチレン（Ｃ４Ｈｇ）、ペンテン（Ｃ５Ｈ１ａ）　、　
アセチレン系炭化水素としては、アセチレン（Ｃ宜Ｈｓ
）、メチルアセチレン（Ｃ３Ｈ５）。

ブチン（Ｃ４Ｈ６）等が挙げられる。

ＳｉとＣとＨとを構成原子とする原料ガスとしては、Ｓ
ｉ　（ＣＨ３）４　、５ｉ（Ｃ２Ｈｓ）４等のケイ化ア
ルキルを挙げることが出来る。これ等の原料ガスの他、
Ｈ導入用の原料ガスとしては勿論Ｈ２も有効渣ものとし
て使用される。

スパッターリング法によって第２の層領域１０４を形成
するには、単結晶又は多結晶のＳｉウェーハー又はＣウ
ェーハー又はＳｉとＣが混合されて含有されているウェ
ーハーをターゲットとして、これ等を種々のガス雰囲気
中でスパッターリングすることによって行えば良い。

例えば、Ｓｉウェハーをターゲットとして使用すれば、
ＣとＨ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、スパッ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８ｉウエーハー
をスパッターリングすれば良い。

又、別には、Ｓｉ、！：Ｃとは別々のターゲットとして
、又は８ｉとＣの混合した一枚のターゲットを使用する
ことによって、少なくとも水素原子を含有するガス雰囲
気中でスパッターリングすることによって成される。

Ｃ又はＨ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が、スパッターリングの場合に
も有効なガスとして使用され得る。

本発明に於いて、第２の層領域１０４をグロー放電法又
はスパッ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、新調・希ガス。

例えばＨｅ、　Ｎｅ、　Ａｒ　等が好適なものとして挙
げることが出来る。

本発明に於ける第２の層領域１０４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、Ｓ’Ｉ　Ｃ＋及びＨを構成原子とする物質はその
作成条件によって構造的には結晶からアモルファスｆで
の形態を取、Ｐ）、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
電的性質筐での間の形成される様に、所望に従ってその
作成条件の選択が厳密に成される。

例えば、第２の層領域１０４を耐圧性の向上を主な目、
的として設けるには、ａ−（Ｓ　１）（Ｃ＋　−ｘ）　
ｙＨ＋−ｙは使用環境に於いて電気絶縁性的挙動の顕著
な非晶質材料として作成される。

又、連続繰返し使用特性や使用環境特性の向上を主たる
目的として第２の層領域１０４が設けられる場合には、
上記の電気絶縁性の度合はあが作成される。

第１の層領域１０３の表面にａ−＜Ｓ　ｉｘ　Ｃ＋−ｘ
）　ｙ　Ｈｔ−ｙから成る第２の層領域１０４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って、本発明に於いて
は、目的とする特性を有するａ　（Ｓ　ｌＸＣｌ　−Ｘ
）ｙＨ，−ｙが所溢通りに作成され得る様に層作成時の
支持体温度が厳密に制御されるのが望ましい。

本発明に於ける目的が効果的に達成される為の第２の層
領域１０４を形成する際の支持体温度としでは第２の層
領域１０４の形成法に併せて適宜最適範囲が選択されて
、第２の層領域１０４の形成が実行されるが、グロー放
電法に於いては通常の場合、Ｚｏｏ℃〜３ｏｏ″０１好
適には１５０″Ｃ〜２５０″Ｃ！とされ、スパッター用
に於いては、通常２０〜３００℃、好適には２０〜２５
０℃とされるのが望ちしいものである。第２の層領域１
０４の形成には、層を構成する原子の組成化の微妙な制
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ッターリング法の採用が
有利であるが、これ等のの層形成法で第２の層領域１０
４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　ガス圧が作成されるａ　（ＳＩＸ
ＣＩ−Ｘ）ｙ：　ｉ−＋１−、の特性を左右する重要な
因子の１つである。

本発明に於ける目的が達成される為の特性を有するａ−
（Ｓ　Ｉｘｃ、□）ｙ’Ｈｌ−ｙが生産性良く効果的に
作成される為の放電パワー条件としては、通常、１０〜
３００Ｗ１好適には２０−２００　Ｗとサレるのが望渣
しい。堆積室内のガス圧は通常００１〜５　Ｔｏｒｒ、
好適には０．０１〜３　Ｔｏｒｒ　Ｘ最適には０．０５
〜ＩＴｏｒｒ程度とされるのが積重しい。

本発明に於いては、第２の層領域１０４を作成する為の
支持体温度、放電パワーの積重しい数値範囲として前記
した範囲の値が挙げられるが、から成る第２の層領域１
０４が形成される様に相互的有機的関連性に基いて、各
層作成ファクターの最適値が決められるのが積重しい。

本発明の光導電部材に於ける第２の層領域１０４に含有
される炭素原子及び水素原子の量は、第２の層領域１０
４の作製条件と同様、本発明の目的を達成する所望の特
性が得られる第２の層領域１０４が形成される重要な因
子である。

本発明に於ける第２の層領域１０４に含有される炭素原
子の量は通常はｌＸｌ０−’−９０ａｔｏｍｉｃ　％、
好１しくば１〜９０　ａｔｏｍｉｃ％、最適には１０〜
８　Ｑ　ａｔｏｍｉｃ４とされるのが積重しいもσであ
る。

水素原子の含有量としては、通常の場合１〜４０ａｔｏ
ｍｉｃ％、好適には２−３５　ａｔｏｍｉｃ％、最適に
は５〜３０　ａｔｏｍｉｃ％とされるのが望甘しく、こ
れ等の範囲に水素含有量がある場合に形成される光導電
部材は、実際面に於いて優れたものとして充分適用させ
得るものである。

即ち、先のａ−（ｓｉｘｃ、−）ｒ）ｙ：Ｈｔ　ｙの表
示で行えげＸが通常は０．１〜０．９９９９９、好適に
は０．１〜０２９ｇ。

最適には０．１５〜０．９、ｙが通常０．６〜０．９９
、好適には０．６５〜Ｃ１９８、最適には０．７〜０，
９５であるのが望ましい。

本発明に於ける層厚の数値範囲は、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。

本発明に於ける第２の層領域１０４０層厚の数値範囲は
、本発明の目的を効果的に達成する様に所期の目的に応
じて適宜所望に従って決められる。

又、第２の層領域１０４の層厚は、第１の層領域１０３
の層厚との関係に於いても、各々の層領域に要求される
特性に応じた有機的な関連性の下に所望に従って適宜決
定されるのが望ましいものである。更に加え得るに、生
産性や量産性を加味した経済性の点に於いても考慮され
るのが望ましい。

本発明に於ける第２の層領域１０４の層厚としては、通
常０．０１〜１０μ、好適には０．０２〜５μ、最適に
は０．０４〜５μとされるのが望渣しいものである。

本発明に於ける光導電層部材１００の非晶質層１０２を
構成する第１の層領域１０３と第２の層領域１０４との
間の層厚関係は、読取装置、撮像装置或いは電子写真用
像形成部材等に適用するものの目的に適合されて所望に
従って適宜決定される。

本発明に於いては、非晶質層の層厚としては、非晶質Ｉ
Ｗ１１０２を構成する第１の層領域１０３と第２の層領
域１０４に付与される特性が各々有効に活されて本発明
の目的が効果的に達成される様に適宜所望に従って決め
られるものであり、好斗シ、〈は、第２の層領域１０４
の層厚に対して第１の層領域１０３０層厚が数百〜数千
倍坦−ヒとなる様にされるのが好ましいものである。

次にグロー放電分解法によって形成される光導電部材の
製造方法について説明する。

第２図にグロー放電分解法による光導電部材の製造装置
を示す。

図中の２１１〜２１５のガスボンベには、本発明の夫々
の層を形成するための原料ガスが密封されてふ・す、そ
の１例として、たとえば２１１はＨｅで稀釈され九Ｓ：
Ｉ４４ガス（純度９９．９９９　％　、以下ＳｉＨ４／
Ｈｅと略す。）ボンベ、２１２はＨｅで稀釈さしｆｃ　
Ｂ２Ｈ６ガス（純度９９．９９９％　、以下Ｂ２Ｈｓ／
Ｈｅと略す。）ボンベ２１３はＨｅで稀釈された５ｉｚ
Ｈ，ガス（純度９９．９９％、以下５ｉｚＩ４ｓ／Ｈｅ
と略す。）ボンベ、２１４は１４ｅで稀釈されたＳｉＦ
４ガス（純度９９．９９９％、以下Ｓｉ　Ｆ４／Ｈｅと
略す。）ホンへ、２１５はＡｒガスボンベでちる。

これらのガスを反応室２０１に流入させるにはガスボン
ベ２１１〜２１５のバルブ２３１〜２３５、リークバル
ブ２０６が閉じられていることを確認し又、流入バルブ
２２１〜２２５、Ｉ出バルブ２２６〜２３０、補助バル
ブ２４１が開かれていることを確認して先ずメインバル
ブ２１０を開いて反応室２０１　、ガス配管内を排気す
る。次に真空計２４２の読みが約５　Ｘ　１０”・ｔｏ
ｒｒになった時点で、補助バルブ１１４１　、流出バル
ブ２２６〜２３０を閉じる。

基体２０９上に第１の層領域を形成する場合の１例をあ
げると、シャッター２０５は閉じられており、電源２４
３より高圧電力が印加されるよう接続されている。ガス
ボンベ２１１よりＳｉＨ４／）Ｉｅガス、ガスボ゛／べ
２１２よＩ）　Ｂ、Ｈ，／Ｈｅガス、バルブ２３１　、
２３２を開いて出口圧ゲージ２３６　、２３７の圧を１
．　ｋｇ　／　ｃｄに調整し、流入バルブ２２１２２２
ｔ−徐々に開けて、マスフロコントローラ２１６〜２１
７内に流入させる。引き続いて流出バルブ２２６　、２
２７　、補助バルブ２４１を徐々に開いて夫々のガスを
反応室２０１に流入させる、。このときのＳｉＨ４／Ｈ
ｅガス流量、Ｂ２Ｈｓ／Ｈｅ　ガス流量の夫々の比が所
望の値になるように流出バルブ２２６　、２２７を調整
し、又、反応室２０１内の圧力が所望の値になるように
真空計２４２の読みを見ながらメインバルブ２１０の開
口を調整する。そして基板１１０９の温度が加熱ヒータ
ー１ｉｏｓにより５０〜４００”Ｏの温度に設定されて
いることを確認された後、電源１１４３を所望の電力に
設定して反応室１１０１内に所望時間グロー放電を生起
させ基板に第１の層領域を構成する層領域（Ｉ）を形成
する。

次にグロー放電を中断させると同時に所定のバルブを閉
じて反応室２０１へのＢ２Ｈ６／Ｈｅガスの導入だけを
止め、引さ継き反応室２０１内にグロー放電を所望時間
続け、所望層厚の層領域（ｎ）を形５！する。

付加して反応室内に送り込む。

第２の層領域を形成するには、渣ずシャッター２０５を
開く。すべてのガス供給バルブは一旦閉じられ、反応室
２０１は、メインバルブ２１０を全開することにより、
排気される。

高圧電力が印加される電極２０２上に高純度シリコンウ
ェハ２０４　　Ｉ、及び高純度グラフアイ）　２０４−
２が新型の面積比率で設置されている。

ガスボンベ２１５より、Ａｒガスを反応室２０１内に導
入し、反応室の内圧がＯ，ＯＳ〜１　ｔｏｒｒとなるよ
うメインバルブ２１０を調節する。高圧電源を、ＯＮと
しＳｉとＣとを同時にスパッタリングすることにより、
第１の層領域上に第２の層領域を形成することが出来る
。

実施例１ 第２図に示した製造装置を用い層領域（Ｉ）の膜厚並び
に層領域（Ｉ）に釦けるＢ原子の含有量をパラメーター
にしてＡ（Ｉｆ基板上に層形成を行なっていった。この
時の層領域（Ｉ）の共通の作製条件を第１表に示す。さ
らに各サンプルに対し、第２表に示した作製条件で層領
域（ｎ）を、又、第３表に示した作製条件で層領域［ｅ
）を積層した。

こうして得られた電子写真用像形成部材複写装置に装着
し、第５表のような現像条件で現像を行つ７’ｃ後普通
紙上に転４、定着を行うという一連の工程を連続的に繰
り返し多数枚の転写像を得た。このようにして得られた
画像サンプルを〔濃度〕〔解像度〕〔階調再現性〕〔画
像欠陥〕等の各項目につき総合的に評価し１枚目とｌＯ
万枚目の画質を比較したところ第４表の如き結果を得た
。

第 表 第 表 評価基準 Ａ優 秀 Ｂ良 好 Ｃ実用上充分に使用し得る。

Ｄ実用上使用し得る 第　　５　　表 コロナ電圧　　＋５ＫＶ コロナ印加時間　０．２式 光　　源　　　　　　タングステンランプ光量　　１、
Ｏｌｕｘ瓢 トナー極性　　マイナス 実施例２ 第６表並びに第２表に示した作製条件のもとで層領域（
Ｉ）並びに層領域（ｎ）をＭ基板上に順次積層した後、
さらに層領域（Ｃ）にふ・けるＣ原子の含有量並びに層
領域（Ｃ）の層厚をパラメーターとして層領域（Ｃ）を
積層した。なお層領域（Ｃ）は層厚及びＣ原子の含有量
を変化させた他は第３表と同等の作製条件のもとで形成
した。このようにして得られた電子写真用像形成部材に
つき実施例１と全く同様の評価を行ったところ第７表の
如き結果を得た。

第 表 評価基準； 優 秀 二　Ｂ 良 好 ：ｐＣ実用上充分使用し得る ：　Ｄ 実用上使用し得る 実施例３ 第６表に示した作製条件のもとでＵ基板上に層領域（Ｉ
）を形成した後、層厚をパラメーターとして層領域（ｎ
）を積層し、さらに第３表に示した作製条件のもとで層
領域（Ｃ）を積層した。なお、層領域（ｎ）の形成にあ
たって、層厚を変化させた他は、第２表と同等の作製条
件とした。

このようにして得られた電子写真用像形成部材について
、実施例１と全く同様の評価を行なったところ、第８表
の如き結果を得た。

評価基準二人 二Ｂ 二〇 二り 優秀 良　　好 実用上充分使用し得る。

実用上使用し得る。

実施例４ 第２図に示した製造装置を用い層領域（Ｉ）の層厚並び
に層領域（Ｉ）におけるＰ原子の含有量をパラメーター
にしてＭ　シリンダー基板上に層形成を行なっていった
。この時の層領域（Ｄの共通の作製条件を第９表に示す
。さらに各サンプルに対し、第２表に示した作製条件で
層領域（ｎｌを又、第３表に示した作製条件で層領域（
Ｃ）を積層した。

こうして得られた電子写真用像形成部材について実施例
１と全く同様の評価を行なったところ、第１０表の如き
結果を得た。

評価基準： Ａ　優秀 Ｂ　良好 Ｃ実用上充分に使用し得る Ｄ　実用上使用し得る 実施例５ 第１１表並びに第２表に示した作製条件のもとで層領域
ＣＩ）並びに層領域（ｎ）をＡｊ？　　基板上に順次積
層した後、さらに層領域（Ｃ）にふ・けるＣ原子の含有
量並びに層領域（Ｃ）の層厚をパラメーターとして層領
域（Ｃ）を積層した。なふ・層領域（Ｃ）は層厚及びＣ
原子の含有量を変化させた他は第３表と同等の作製条件
のもとで形成した。このようにして得られた電子写真用
像形成部材につき実施例１と全く同様の評価を行ったと
ころ第１２表の如き結果を得た。

第 ２ 表 優秀 良好 実用上充分使用し得る 実用上使用し得る 実施例６ 第６表に示した作製条件のもとでＭ　基板上に層領域Ｃ
Ｉ）を形成した後、層厚をパラメーターとして層領１域
（ｎｌを積層１〜、さらに第３表に示した作製条件のも
とで層領域（Ｃ）を積層した。なか層領域（ｎ）の形成
にあたって、層厚を変化させた他は、第２表と同等の作
製条件とした。

このようにして得られた電子写真用像形成部材について
、実施例１と全く同様の評価を行なったところ、第１３
表の如き結果を得た。

第１３表 評価基準　Ａ　優秀 Ｂ良好 Ｃ実用上充分使用し得る Ｄ　実用上使用し得る 実施例７ 層領域（Ｉ）及び層領域（ｎ）の形成方法を各々第１４
表及び第１５表の如く変える以外は実施例１と同様な方
法で層形成を行ない、評価したところ第１６表に示すよ
うな結果が得られた。

第 １４ 表 第 ５ 表

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光導電部材の好適な実施態様例の一
つの層構成を説明するための模式的層構成図、第２図は
本発明の光導電部材を製造するための装置の模式的説明
図である。 １００・・・光導電部材　　１０１・・・支持体１０２
・・・非晶質層　　　１０３・・・第１の層領域１０４
・・・第２の層領域　１０５・・・層領域（Ｉ）１０６
・・・層領域（ｎ）　　　　１０７・・・自由表面出　
願　人　　キャノン株式会社 手続補正書（自発） 平成　１年１１月２０日

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）光導電部材用の支持体と、該支持体上に設けられ
   、シリコン原子を母体とし、少なくとも水素原子又はハ
   ロゲン原子のいずれか一方を構成要素とする非晶質材料
   で構成され、光導電性を示す第１の層領域と、シリコン
   原子と炭素原子と水素原子とを構成要素とする非晶質材
   料で構成されている第２の層領域とが、この順で積層さ
   れて成る非晶質層とを有し、前記第１の層領域が、その
   支持体側に、伝導型を支配する不純物を含む層領域（
   I ）を有する事を特徴とする光導電部材。
2. （２）不純物が周期律表第III族に属する原子である特
   許請求の範囲第１項に記載の光導電部材。
3. （３）不純物が周期律表第Ｖ族に属する原子である特許
   請求の範囲第１項に記載の光導電部材。
4. （４）層領域（ I ）中に含有される不純物の濃度が１
   ．０〜３×１０＾４ａｔｏｍｉｃｐｐｍである特許請求
   の範囲第１項に記載の光導電部材。
5. （５）層領域（ I ）中に含有される不純物の濃度が０
   ．１〜５×１０＾３ａｔｏｍｉｃｐｐｍである特許請求
   の範囲第１項に記載の光導電部材。
6. （６）層領域（ I ）の層厚が０．０１〜１０μである
   特許請求の範囲第１項に記載の光導電部材。
7. （７）第２の層領域の層厚が０．０１〜１０μである特
   許請求の範囲第１項に記載の光導電部材。