JPH0410626B2 - - Google Patents
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- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
- G03G5/082—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
- G03G5/08214—Silicon-based
- G03G5/08235—Silicon-based comprising three or four silicon-based layers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
- G03G5/082—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
- G03G5/08214—Silicon-based
- G03G5/0825—Silicon-based comprising five or six silicon-based layers
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Description
本発明は、光(ここでは広義の光で、紫外光
線、可視光線、赤外光線、X線、γ線等を示す)
の様な電磁波に感受性のある光導電部材に関す
る。 固体撮影装置、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。 而作ら、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、暗抵値,光感度,光応答性
等の電気的,光学的,光導電的特性,及び使用環
境特性の点、更には経時的安定性及び耐久性の点
において、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
には、高光感度化、高暗抵抗化を同時に計ろうと
すると従来においてはその使用時において残留電
位が残る場合が度々観測され、この種の光導電部
材は長時間繰返し使用し続けると、繰返し使用に
よる疲労の蓄積が起つて、残像が生ずる所謂ゴー
スト現象を発する様になる等の不都合な点が少な
くなかつた。 又、a−Si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
によつては、形成した層の電気的或いは光導電的
特性や耐圧性更には、耐久性等に問題が生ずる場
合があつた。 即ち、例えば、電子写真用像形成部材として使
用した場合、形成した光導電層中に光照射によつ
て発生したフオトキヤリアの該層中での寿命が充
分でないことや暗部において、支持体側よりの電
荷の注入の阻止が充分でないこと、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」
と云われている所謂画像欠陥が生じたりしてい
た。又、多湿雰囲気中で使用したり、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つた。 更には、層厚が十数μ以上になると層形成用の
真空堆積室より取り出した後、空気中での放置時
間の経過と共に、支持体表面からの層の浮きや剥
離、或いは層に亀裂が生ずる等の現象を引起し勝
ちであつた。この現象は、殊に支持体が通常、電
子写真分野に於いて使用されているドラム状支持
体の場合に多く起る等、経時的安定性の点に於い
て解決される可き点がある。 従つてa−Si材料そのものの特性改良が計られ
る一方で光導電部材を設計する際に、上記した様
な問題の総てが解決される様に工夫される必要が
ある。 本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、a
−Siに就て電子写真用像形成部材や固体撮像装
置、読取装置等に使用される光導電部材としての
適用性とその応用性という観点から総括的に鋭意
研究検討を続けた結果、シリコン原子を母体と
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
される光導電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お
り、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、支持体上に設けられる層
と支持体との間や積層される層の各層間に於ける
密着性に優れ、構造配列的に緻密で安定的であ
り、層品質の高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、静電像形成のための帯電処
理の際の電荷保持能力が充分あり、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、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。 本発明の光導電部材は、光導電部材用の支持体
と、シリコン原子を母体とし、構成原子として
25atomic%未満の窒素原子と、水素原子とを含
有する非晶質材料で構成された補助層と、シリコ
ン原子を母体とし、周期律表第族に属する原子
を構成原子として含有する非晶質材料で構成され
た、層厚0.3〜5μの電荷注入防止層と、シリコン
原子を母体とする非晶質材料で構成され、光導電
性を示す第一の非晶質層と、該第一の非晶質層上
に設けられ、シリコン原子と炭素原子とハロゲン
原子とを構成原子として含む非晶質材料で構成さ
れた第二の非晶質層と、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。 又、本発明の光導電部材は支持体上に形成され
る非晶質層が層自体が強靭であつて、且つ支持体
との密着性に著しく優れており、高速で長時間連
続的に繰返し使用することが出来る。 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、補助層102、
電荷注入防止層103、光導電性を有する第一の
非晶質層()104、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を構
成原子とする非晶質材料(以後「a−(SixC1-x)y
(H,X)〕と記す)で構成される第二の非晶質層
()105とを具備し、非晶質層()105
は自由表面106を有している。補助層102
は、主に支持体101と電荷注入防止層103と
の間の密着性を計る目的の為に設けられ、支持体
101と電荷注入防止層103の両方と親和性が
ある様に、後述する材質で構成される。電荷注入
防止層103は、支持体101側より非晶質層1
04中へ電荷が注入されるのを効果的に防止する
機能を主に有する。非晶質層104は、感受性の
光の照射を受けて該層104中でフオトキヤリア
を発生し、所定方向に該フオトキヤリアを輸送す
る機能を有する。 非晶質層()105は、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。 本発明に於ける補助層は、シリコン原子(Si)
を母体とし、構成原子として窒素原子と水素原子
とを含有し、窒素原子の含有量C(N)が25atomic%
未満である非晶質材料(以後a−(SiaN1-a)
bH1-bと記す。但し、0.6<a,0.65≦b)で構成
される。 a−(SiaN1-a)bH1-bで構成される補助層の形成
はグロー放電法、スパツターリング法、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が、シ
リコン原子と共に窒素原子及び水素原子を作製す
る補助層中に導入するのが容易に行なえる等の利
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、本発明に於いては、グロー放電法とスパ
ツターリング法とを同一装置内で併用して中間層
102を形成しても良い。 グロー放電法によつて補助層を形成するには、
a−(SiaN1-a)bH1-b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
とでガスプラズマ化して前記支持体上にa−(Sia
N1-a)bH1-bを堆積させれば良い。 本発明に於いてa−(SiaN1-a)bH1-b形成用の原
料ガスとしては、Si,N,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概のものが使用
され得る。 Si,N,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、N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か、又は、Siを構成原子
とする原料ガスと、N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Nを構成原子とする原料ガスを混合して使用
しても良い。 本発明に於いて、補助層形成用の原料ガスに成
り得るものとして有効に使用される出発物質は、
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、
Nを構成原子とする或いはNとHとを構成原子と
する例えば窒素(N2)、アンモニア(NH3)、ヒ
ドラジン(H2NNH2)、アジ化水素(HN3)アジ
化アンモニウム(NH4N3)等のガス状の又はガ
ス化し得る窒素、窒化物及びアジ化物等の窒素化
合物を挙げることが出来る。これ等の補助層形成
用の出発物質となるものの他、H導入用原料ガス
としては勿論H2も有効なものとして使用される。 スパツターリング法によつて補助層を形成する
には、単結晶又は多結晶のSiウエーハー又は
Si3N4ウエーハー又はSiとSi3N4が混合されて含
有されているウエーハーをターゲツトとして、こ
れ等を種々のガス雰囲気中でスパツターリングす
ることによつて行なえば良い。 例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
すれば、NとHを導入する為の原料ガス、例えば
H2とN2又はNH3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Si3N4とは別々のターゲツト
として、又はSiとSi3N4の混合して形成した一枚
のターゲツトを使用することによつて、少なくと
もH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。 N又はH導入用の原料ガスと成り得るものとし
ては、先述したグロー放電の例で示した補助層形
成用の出発物質のガスが、スパツターリングの場
合にも有効なガスとして使用され得る。 本発明に於いて、補助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・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。 本発明の補助層を構成するa−(SiaN1-a)bH1-b
は補助層の機能が、支持体と電荷注入防止層との
間の密着を強固にし、加えてそれ等の間に於ける
電気的接触性を均一にするものであるから補助層
に要求される特性が所望通りに与えらえる様にそ
の作成条件の選択が厳密に成されて注意深く形成
される。 本発明の目的に適した特性を有するa−(Sia
N1-a)bH1-bが作成される為の作成条件の中の重
要な要素として、作成時の支持体温度を挙げる事
が出来る。 即ち、支持体の表面にa−(SiaN1-a)bH1-bから
成る補助層を形成する際、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、本発明に於いては、目的とする
特性を有するa−(SiaN1-a)bH1-b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。 本発明に於ける目的が効果的に達成される為の
補助層を形成する際の支持体温度としては補助層
の形成法に併せて適宜最適範囲が選択されて、補
助層の形成が実行されるが、通常の場合、50℃〜
350℃、好適には100℃〜250℃とされるものが望
ましいものである。 補助層の形成には、同一系内で補助層から電荷
注入防止層、非晶質層、更には必要に応じて非晶
質層上に形成される他の層まで連続的に形成する
事が出来る、各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、これらの層形成
法で補助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及びガス圧が
作成されるa−(SiaN1-a)bH1-bの特性を左右する
重要な因子として挙げられる。 本発明に於ける目的が達成される為の特性を有
するa−(SiaN1-a)bH1-bが生産性良く効果的に形
成される為の放電パワー条件としては、通常1〜
300W、好適には2〜100Wである。堆積室内のガ
ス圧は通常グロー放電にて層形成を行なう場合に
於いて0.01〜5Torr、好適には0.1〜0.5Torr程度
に、スパツタリング法にて層形成を行なう場合に
於いては、通常10-3〜5×10-2Torr、好適には
8×10-3〜3×10-2Torr程度とされるのが望ま
しい。 本発明の光導電部材に於ける補助層に含有され
る窒素原子(N)及び水素原子(H)の量は、補助層
の作製条件と同様、本発明の目的を達成する所望
の特性が得られる補助層が形成される重要な因子
である。 本発明に於ける補助層に含有される窒素原子
(N)の量C(N)は、通常は前記した値の範囲とさ
れるが、atomic%で表示すれば好適には、1×
10-3≦C(N)<25、より好ましくは1≦C(N)<25、最
適には10≦C(N)<25とされるのが望ましい。又、
水素原子(H)の量としては、好適には2〜
35atomic%、最適には5〜30atomic%とされる
のが望ましい。a−(SiaN1-a)bH1-bに於けるa,
bの表示で示せばaの値としては、好適には0.6
<a≦0.99999、より好ましくは、0.6<a≦0.99、
最適には0.6<a≦0.9、bの値としては、好適に
は0.65≦b≦0.98、より好適には0.7≦b≦0.95と
されるのが望ましい。 本発明に於ける補助層の層厚の数種範囲は、本
発明の目的を効果的に達成する様に所望に従つて
適宜決定される。 本発明の目的を効果的に達成する為の補助層の
層厚としては、通常の場合30Å〜2μ、好適には
40Å〜1.5μ、最適には50Å〜1.5μとされるのが望
ましいものである。 電荷注入防止層と補助層との相乗効果を得るた
めには上記範囲に各層の層厚と周期律表第族原
子または窒素原子を含有させる事が好ましい。 これは、充分な密着性を補助層に発揮させ、且
つ、充分な電荷注入の防止性を電荷注入防止層に
発揮させるために重要である。 一般的には、電荷注入防止層の厚みを薄くする
と周期律表第族原子を多くさせ、厚くした場合
は少なく含有させる事が好ましいが、本発明にお
いて補助層との密着性と電気的特性を十分に考慮
した結果、補助層の窒素原子の含有量を
25atomic%未満とし且つ電荷注入防止層の層厚
を上記した範囲とする事によつて、密着性の向上
と電荷注入防止より一層相乗効果的に達成するこ
とができるだけでなく、光導電部材に要求される
多くの特性を十分に満足させることができる事を
見出した。 本発明の光導電部材を構成する電荷注入防止層
は、シリコン原子(Si)を母体とし、周期律表第
族に属する原子(第族原子)と、好ましく
は、水素原子(H)又はハロゲン原子(X)、或いは
この両者とを構成原子とする非晶質材料(以後
「a−Si(V,H,X)」と記す)で構成され、そ
の層厚t及び層中の第族原子の含有量C(v)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。 本発明に於ける電荷注入防止層の層厚tとして
は、好ましくは0.3〜5μ、より好ましくは0.5〜2μ
とされるのが望ましく、又、第族原子の含有量
C(v)としては、好ましくは1×102〜1×
105atomicppm、より好ましくは、5×102〜1×
105atomicppmとされるのが望ましい。 本発明において、電荷注入防止層中に含有され
る周期律表第族に属する原子として使用される
のは、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。 本発明において、必要に応じて電荷注入防止層
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。 a−Si(V,H,X)で構成される電荷注入防
止層の形成には、補助層の形成の場合と同様に、
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
真空堆積法が採用される。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第
族原子、必要に応じて水素原子(H)やハロゲン原
子(X)を作製する電荷注入防止層中に導入する
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、本発明に於いては、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電荷
注入防止層を形成しても良い。 例えば、グロー放電法によつて、a−si(V,
H,X)で構成される電荷注入防止層を形成する
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、第族原子を供給
し得る第族原子導入用の原料ガス、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、既に補助層
の設けてある所定の支持体の補助層表面上にa−
Si(V,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、第族原子
導入用の原料ガスを、必要に応じて水素原子(H)又
は/及びハロゲン原子(X)導入用のガスと共に
スパツタリング用の堆積室に導入してやれば良
い。 本発明において電荷注入防止層を形成するのに
使用される原料ガスとなる出発物質としては、次
のものが有効なものとして挙げることが出来る。 先ず、Si供給用の原料ガスとなる出発物質とし
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
作成作業の扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点で
SiH4,Si2H6が好ましいものとして挙げられる。 これ等の出発物質を使用すれば、層形成条件を
適切に選択することによつて形成される補助層中
にSiと共にHも導入し得る。 Si供給用の原料ガスとなる有効な出発物質とし
ては、上記の水素化硅素の他にハロゲン原子
(X)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、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、更に
は、SiH2F2,SiH2I2,SiH2Cl2,SiHCl3,
SiH2Br2,SiHBr3等のハロ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電
荷注入防止層形成の為のSi供給用の出発物質とし
て挙げる事が出来る。 これ等のハロゲン原子(X)を含む硅素化合物
を使用する場合にも前述した様に層形成条件の適
切な選択によつて形成される電荷注入防止層中に
Siと共にXを導入することが出来る。 上記した出発物質の中水素原子を含むハロゲン
化硅素化合物は、補助層形成の際に層中にハロゲ
ン原子(X)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(H)も導入され
るので、本発明においては好適なハロゲン原子
(X)導入用の出発物質として使用される。 本発明において補助層を形成する際に使用され
るハロゲン原子(X)導入用の原料ガスとなる有
効な出発物質としては、上記したものの他に、例
えば、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、HF,HCl,
HBr,HI等のハロゲン化水素、を挙げることが
出来る。 電荷注入防止層中に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
物質をガス状態で堆積室中に電荷注入防止層を形
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、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、AsH3AsF3,AsCl3,
AsBr3,AsF5,SbH3,SbF3,SbF5,SbCl3,
SbCl5,BiH3,BiCl3,BiBr3等も第族原子導
入用の出発物質の有効なものとして挙げることが
出来る。 本発明に於いては電荷注入防止特性を与える為
に電荷注入防止層中に含有される第族原子は、
電荷注入防止層の層厚方向に実質的に平行な面
(支持体の表面に平行な面)内及び層厚方向に於
いては、実質的に均一に分布されるのが良いもの
である。 又、スパツタリング法で電荷注入防止層を形成
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、第族原子導入用の原料ガスを、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)導入用の原料ガスと共にスパツタリング
を行う真空堆積室内に導入してやれば良い。 本発明に於いて、電荷注入防止層中に導入され
る第族原子の含有量は、堆積室中に流入される
第族原子導入用の出発物質のガス流量、ガス流
量比、放電パワー、支持体温度、堆積室内の圧力
等を制御することによつて任意に制御され得る。 本発明に於いて、電荷注入防止層中に必要に応
じて含有されるハロゲン原子(X)としては、補
助層の説明の際に記したのと同様のものが挙げら
れる。 本発明に於いて、電荷注入防止層をグロー放電
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、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。 本発明において、a−Si(H,X)で構成され
る第一の非晶質層()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、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に
a−Si(H,X)から成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やれば良い。 本発明において、必要に応じて非晶質層()
中に含有されるハロゲン原子(X)としては、補
助層の場合に挙げたのと同様のものを挙げること
が出来る。 本発明において非晶質層()を形成するのに
使用されるSi供給用の原料ガスとしては、補助層
や電荷注入防止層に就て説明する際に挙げた
SiH4,Si2H6,Si3H8,Si4H10等がガス状態の又
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
業の扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点でSiH4,
Si2H6が好ましいものとして挙げられる。 本発明において非晶質層()を形成する際に
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、補助層の場合と同様に多くのハロゲ
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Siとハロゲン原子
(X)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おいては挙げることが出来
る。 本発明に於いては、非晶質層()には、伝導
特性を制御する物質を含有させることにより、該
層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。 この様な物質としては、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、形成される非晶質層()を構成するa−
Si(H,X)に対して、P型伝導特性を与えるP
型不純物、具体的には、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。 本発明に於いて、非晶質層()に含有される
伝導特性を制御する物質の含有量は、該非晶質層
()に要求される伝導特性、或いは該層()
に直に接触して設けられる他の層の特性や、該他
の層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。 本発明に於いて、非晶質層()中に含有され
る伝導特性を制御する物質の含有量としては、通
常の場合、0.001〜1000atomic ppm、好適には
0.05〜500atomic ppm、最適には0.1〜200atomic
pppmとされるのが望ましいものである。 非晶質層中に伝導特性を制御する物質、例えば
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をガス状態で堆積
室中に、非晶質層を形成する為の他の出発物質と
共に導入してやれば良い。この様な第族原子導
入用の出発物質と成り得るものとしては、常温常
圧でガス状の又は、少なくとも層形成条件下で容
易にガス化し得るものが採用されるのが望まし
い。その様な第族原子導入用の出発物質として
具体的には硼素原子導入用としては、B2H6,
B4H10,B5H9,B5H11,B6H10,B6H12,B6H14
等の水素化硼素、BF3,BCl3,BBr3等のハロゲ
ン化硼素等が挙げられる。この他、AlCl3,
GaCl3,Ga(CH3)3,InCl3,TlCl3等も挙げるこ
とが出来る。 本発明において、形成される光導電部材の電荷
注入防止層及び非晶質層()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(H)とハロゲン原子(X)の量の和(H+
X)は通常の場合1〜40atomic%、好適には5
〜30atomic%とされるのが望ましい。 電荷注入防止層又は非晶質層()中に含有さ
れる水素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)の
量を制御するには、例えば支持体温度又は/及び
水素原子(H)、或いはハロゲン原子(X)を含有さ
せる為に使用される出発物質の堆積装置形内へ導
入する量、放電々力等を制御してやれば良い。 本発明において、非晶質層()をグロー放電
法で形成する際に使用される稀釈ガス、或いはス
パツタリング法で形成される際に使用されるスパ
ツタリング用のガスとしては、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。 本発明に於いて、非晶質層()の層厚として
は、作成される光導電部材に要求される特性に応
じて適宜決められるものであるが、通常は1〜
100μ、好ましくは1〜80μ、最適には2〜50μと
されるのが望ましいものである。 本発明の光導電部材に於いては、第一の非晶質
層()上に設けられる第二の非晶質層()
は、シリコン原子(Si)と炭素原子(C)とハロゲン
原子(X)と、必要に応じて水素原子(H)とで構成
される非晶質材料〔a−(SixC1-x)y(H,X)1-y、
但し、0<x,y<1〕で形成されるので、第一
の非晶質層()と第二の非晶質層()とを構
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成されている。 a−(SixC1-x)y(H,X)1-yで構成される第二
の非晶質層()の形成はグロー放電法、スパツ
タリング法、イオンインプランテーシヨン法、イ
オンプレーテイング法、エレクトロンベーム法等
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
子及びハロゲン原子を、作製する第二の非晶質層
()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、本発明に於いては、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
の非晶質層()形成しても良い。 グロー放電法によつて第二の非晶質層()を
形成するには、a−(SixC1-x)y(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ガスプラズマ化して
前記支持体上に既に形成されてある第一の非晶質
層()上にa−(SixC1-x)y(H,X)1-yを堆積
させれば良い。 本発明に於いて、a−(SixC1-x)y(H,X)1-y
形成用の原料ガスとしては、Si,C,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,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、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。 本発明に於いて、第二の非晶質層()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。 本発明に於いて、第二の非晶質層()中には
必要に応じて水素原子を含有させることが出来
る。 第二の非晶質層()への水素原子の含有は、
第一の非晶質層()との連続層形成の際に原料
ガス種の一部共通化を計ることが出来るので生産
コスト面の上で好都合である。 本発明に於いて、第二の非晶質層()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、常温常圧に於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。 この様な第二の非晶質層()形成用の物質と
しては、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(C3H8)、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,
SiHBr3,水素化硅素としては、SiH4,Si2H6,
Si3H8,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、CCl4,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,SF6等のフツ素
化硫黄化合物、Si(CH3)4,Si(C2H5)4,等のケイ
化アルキルやSiCl(CH3)3,SiCl2(CH3)2,
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。 これ等の第二の非晶質層()形成物質は、形
成される第二の非晶質層()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
の非晶質層()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(CH3)4と、ハロゲン原子(X)を
含有させるものとしてのSiHCl3,SiCl4,
SiH2Cl2、或いはSiH3Cl等を所定の混合比にして
ガス状態で第二の非晶質層()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-x)y(Cl+H)1-yから成る第二の非晶
質層()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非晶質層
()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、これ等をハロゲン原子と必要に応じて水素原
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、少なくともハロゲン原子を
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及びX、必要に応じてH
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非晶質層()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。 本発明に於いて、第二の非晶質層()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、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。 本発明に於ける第二の非晶質層()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及びX、必要に応じてH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於いて
は、目的に応じた所望の特性を有するa−(Six
C1-x)y(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、第二の非晶質層()を耐圧性の向上を主な
目的として設けるには、a−(SixC1-x)y(H,
X)1-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二の非晶質層()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-x)y
(H,X)1-yが作成される。 第一の非晶質層()の表面にa−(SixC1-x)y
(H,X)1-yからなる第二の非晶質層()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、本発明に於いては、目的とする特性を有する
a−(SixC1-x)y(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。 本発明に於ける、所望の目的が効果的に達成さ
れる為の第二の非晶質層()の形成法に併せて
適宜最適範囲が選択されて、第二の非晶質層
()の形成が実行されるが、通常の場合30〜400
℃、好適には100〜300℃とされるのが望ましいも
のである。第二の非晶質層()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非晶質
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-x)y(H,X)1-yの特性を左右する重要
な因子の1つである。 本発明に於ける目的が達成される為の特性を有
するa−(SixC1-x)y(H,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通
常10〜300W、好適には20〜200Wである。 堆積室内のガス圧は通常は0.01〜1Torr、好適
には、0.1〜0.5Torr程度とされるのが望ましい。 本発明に於いては第二の非晶質層()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-x)y
(H,X)1-yから成る成二の非晶質層()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於ける第二の非晶質層
()に含有される炭素原子及びハロゲン原子の
量は、第二の非晶質層()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
一の非晶質層()が形成される重要な因子であ
る。 本発明に於ける第二の非晶質層()に含有さ
れる炭素原子の量は通常1×10-390atomic%、
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、通常の場合1〜
20atomic%、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、通常の場合19atomic%、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−(SixC1-x)y(H,X)1-yのx,
y表示で行えばxが通常は0.1〜0.99999、好適に
は0.1〜0.99、最適には0.15〜0.9、yが通常0.8〜
0.99、好適には0.82〜0.99、で最適には0.85〜0.98
であるのが望ましい。 本発明に於ける第二の非晶質層()の層厚の
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、第二の非晶質層()の層厚は、第一の領
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
済性の点に於いても考慮されるのが望ましい。本
発明に於ける第二の非晶質層()の層厚として
は、通常0.003〜30μ、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,Pd等の
金属又はこれ等の合金が挙げられる。 電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポ
リエチレン、ポリカーボネート、セルローズアセ
テート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ
塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド等の
合成樹脂のフイルム又はシート、ガラス、セラミ
ツク、紙等が通常使用される。これ等の電気絶縁
性支持体は、好適には少なくともその一方の表面
を導電処理され、該導電処理された表面側に他の
層が設けられるのが望ましい。 例えば、ガラスであれば、その表面に、NiCr,
Al,Cr,Mo,Au,Ir,Nb,Ta,V,Ti,Pt,
Pd,In2O3,SnO2,ITO(In2O3+SnO2)等から
成る薄膜を設けることによつて導電性が付与さ
れ、或いはポリエステルフイルム等の合成樹脂フ
イルムであれば、NiCr,Al,Ag,Pb,Zn,Ni,
Au,Cr,Mo,Ir,Nb,Ta,V,Ti,Pt等の金
属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタ
リング等でその表面に設け、又は前記金属でその
表面をラミネート処理して、その表面に導電性が
付与される。支持体の形状としては、円筒状、ベ
ルト状、板状等任意の形状とし得、所望によつ
て、その形状は決定されるが、例えば、第1図の
光導電部材100を電子写真用像形成部材として
使用するのであれば連続高速複写の場合には、無
端ベルト状又は円筒状とするのが望ましい。支持
体の厚さは、所望通りの光導電部材が形成される
様に適宜決定されるが、光導電部材として可撓性
が要求される場合には、支持体としての機能が充
分発揮される範囲内であれば可能な限り薄くされ
る。而乍ら、この様な場合支持体の製造上及び取
扱い上、機械的強度等の点から、通常は、10μ以
上とされる。 第2図には、本発明の光導電部材の他の好適な
実施態様例の層構成が示される。 第2図に示される光導電部材200が、第1図
に示される光導電部材100と異なるところは、
電荷注入防止層203と光導電性を示す非晶質層
205との間に上記補助層204を有することで
ある。即ち、光導電部材200は、支持体20
1、該支持体201上に順に積層された、下部補
助層202、電荷注入防止層203、上部補助層
204、第一の非晶質層()205及び第二の
非晶質層()206とを具備し、非晶質層
()206は自由表面207を有する。上部補
助層204は、電荷注入防止層203と非晶質層
205との間の密着を強固にし、両層の接触界面
に於ける電気的接触を均一にしていると同時に、
電荷注入防止層203の上に直に設けることによ
つて、電荷注入防止層203の層質を強靭なもの
としている。 第2図に示される光導電部材200を構成する
下部補助層202及び上部補助層204は、第1
図に示した光導電部材100を構成する補助層1
02の場合と同様の非晶質材料を使用して、同様
の特性が与えられる様に同様な層作成手順と条件
によつて形成される。電荷注入防止層203及び
非晶質層()205、非晶質層()206も
夫々、第1図に示す電荷注入防止層103及び非
晶質層()104、非晶質層()105と同
様の特性及び機能を有し、第1図の場合と同様な
層作成手順と条件によつて形成される。 次に本発明の光導電部材の製造方法の一例の概
略について第3図を以つて説明する。 第3図に光導電部材の製造装置を示す。 図中の302,303,304,305,30
6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おり、その一例と
して、たとえば、302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303はHeで稀釈されたPH3ガス(純度
99.999%、以下PH3/Heと略す。)ボンベ、30
4はNH3ガス(純度99.99%)ボンベ、305は
Heで稀釈されたSiF4ガス(純度99.999%、以下
SiF4/Heと略す。)ボンベ、306は、C2H4ガ
ス(純度99.999%)ボンベである。 これ等のボンベ中に充填されるガスの種類は、
形成される層の種類に併せて、適宜代えることは
いうまでもない。 これらのガスを反応室301に流入させるには
ガスボンベ302〜306のバルブ322〜32
6、リークバルブ335が閉じられていることを
確認し又、流入バルブ312〜316、流出バル
ブ317〜321、補助バルブ332,333が
開かれていることを確認して先ずメインバルブ3
34を開いて反応室301、及びガス配管内を排
気する。次に真空計336の読みが約5×
10-6torrになつた時点で、補助バルブ332,3
33、流出バルブ317〜321を閉じる。 その後、反応室301内に導入すべきガスのボ
ンベに接続されているガス配管のバルブを所定通
り操作して、所望するガスを反応室301内に導
入する。 次に、第1図に示す構成の光導電部材を作成す
る場合の一例の概要を述べる。 ガスボンベ302よりSiH4/Heガスを、ガス
ボンベ304よりNH3ガスを夫々バルブ322,
324を開いて出口圧ゲージ327,329の圧
が夫々1Kg/cm2になる様に調整し、次いで流入バ
ルブ312,314を夫々徐々に開けて、マスフ
ローコントローラ307,309内に夫々流入さ
せる。引き続いて流出バルブ317,319、補
助バルブ332を徐々に開いて夫々のガスを反応
室301内に流入させる。この時SiH4/Heガス
流量とNH3ガス流量との比が所望の値になる様
に流出バルブ326,329の開口を調整し、
又、反応室内の圧力が所望の値になる様に真空計
336の読みを見ながらメインバルブ334の開
口を調整する。 そして、支持体337の温度が加熱ヒータ33
8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340を所望の電力
に設定して反応室301内にグロー放電を生起さ
せ、所望時間このグロー放電を維持して、所望層
厚の補助層を支持体上に作成する。 補助層上に電荷注入防止層を作成するには、例
えば、次の様に成される。 補助層の形成終了後、電源340をOFFにし
て放電を中止し、一旦装置のガス導入用の配管の
全系のバルブを閉じ、反応室301内に残存する
ガスを反応室301外に排出して所望の真空度に
する。その後ガスボンベ302よりSiH4/Heガ
スをガスボンベ303よりPH3/Heガスを、
夫々バルブ322,323を開いて出口圧ゲージ
327,328の圧を夫々1Kg/cm2に調整し、流
入バルブ312,323を夫々徐々に開けて、マ
スフロコントローラ307,308内に夫々流入
させる。引き続いて流出バルブ317,318補
助バルブ332を徐々に開いて夫々のガスを反応
室301に流入させる。このときのSiH4/Heガ
ス流量とPH3/Heガス流量との比が所望の値に
なるように流出バルブ327,328を調整し、
又、反応室内の圧力が所望の値になるように真空
計336の読みを見ながらメインバルブ334の
開口を調整する。そして支持体337の温度が加
熱ヒーター338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34
0を所望の電力に設定して反応室301内にグロ
ー放電を生起させ、所定時間グロー放電を維持し
て、所望層厚の電荷注入防止層を補助層上に形成
する。 第一の非晶質層()の形成は、例えばボンベ
302内に充填されているSiH4/Heガスを使用
し、前記した補助層や電荷注入防止層の場合と同
様の手順によつて行うことが出来る。 第一の非晶質層()の形成の際に使用する原
料ガス種としては、SiH4/Heガスの他に、殊に
Si2H6/Heガスが層形成速度の向上を計る為に有
効である。 第一の非晶質層()上に第二の非晶質層
()を形成するには、例えば、ボンベ302内
に充填されているSiH4/Heガスと、ボンベ30
5内に充填されているSiF4/Heガスと、ボンベ
306内に充填されているC2H4ガスを使用し、
前記した補助層や電荷注入防止層の場合と同様の
手順によつて行うことが出来る。 補助層、電荷注入防止層、第一の非晶質層
()中にハロゲン原子Xを含有させる場合には、
前記した各層を形成する為に使用されるガスに例
えばSiF4/Heを更に付加して反応室301内に
送り込むことによつて成される。 本発明の光導電部材を構成する各層の中、スパ
ツターリング法で形成され得る層を第3図の装置
で作成する場合には、例えば非晶質層()の場
合には次の様に行う。 支持体337を固定部材339に堅固に固定
し、支持体兼用の電極341上に、高純度シリコ
ンウエーハー342−1上に高純度グラフアイト
を所望の面積比率にして配置したターゲツトを設
置する。支持体337上に前記した様にして、補
助層、電荷注入防止層及び非晶質層()を予め
形成しておく。 反応室301内を所定個処のバルブを操作して
所定の真空度になるまで排気した後、電極兼用の
シヤツター342を開いてターゲツトと支持体3
39とを対向させ、又、加熱ヒータ338により
所望温度に支持体を加熱して、スパツターリング
の準備をする。 ボンベ305よりSiF4/Heガスを、又、予め
C2H4ガスに代えてArガスが充填されてあるボン
ベ306よりArガスを夫々所定個処のバルブを
操作して、反応室301内に所望する流量比で流
入させ、スパツターリングする際の所望する真空
度にする。 反応室301内が所望の真空度になつてその内
圧が安定した後、電源340をONして、スパツ
ターリングを開始し、所望の時間継続させる。 この様にして、所望層厚の第二の非晶質層
()が第一の非晶質層()上に形成される。 実施例 1 第3図に示した製造装置により、アルミニウム
基板上に、以下の条件で層形成を行つた。 こうして得られた像形成部材を帯電露光現像装
置に設置し、5KVで0.2sec間コロナ帯電を行い
直ちに光像を照射した。光源はタングステンラン
プを用い、1.0lux・secの光量を、透過型のテス
トチヤートを用いて照射した。 その後直ちに荷電性の現像剤(トナーとキヤ
リヤを含む)を部材表面をカスケードすることに
よつて、部材表面上に良好なトナー画像を得た。 このようにして得られたトナー像を、一旦ゴム
ブレードでクリーニングし、再び上記作像クリー
ニング工程を繰り返した。繰り返し回数15万回以
上行つても、画像の劣化は見られなかつた。
線、可視光線、赤外光線、X線、γ線等を示す)
の様な電磁波に感受性のある光導電部材に関す
る。 固体撮影装置、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。 而作ら、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、暗抵値,光感度,光応答性
等の電気的,光学的,光導電的特性,及び使用環
境特性の点、更には経時的安定性及び耐久性の点
において、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
には、高光感度化、高暗抵抗化を同時に計ろうと
すると従来においてはその使用時において残留電
位が残る場合が度々観測され、この種の光導電部
材は長時間繰返し使用し続けると、繰返し使用に
よる疲労の蓄積が起つて、残像が生ずる所謂ゴー
スト現象を発する様になる等の不都合な点が少な
くなかつた。 又、a−Si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
によつては、形成した層の電気的或いは光導電的
特性や耐圧性更には、耐久性等に問題が生ずる場
合があつた。 即ち、例えば、電子写真用像形成部材として使
用した場合、形成した光導電層中に光照射によつ
て発生したフオトキヤリアの該層中での寿命が充
分でないことや暗部において、支持体側よりの電
荷の注入の阻止が充分でないこと、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」
と云われている所謂画像欠陥が生じたりしてい
た。又、多湿雰囲気中で使用したり、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つた。 更には、層厚が十数μ以上になると層形成用の
真空堆積室より取り出した後、空気中での放置時
間の経過と共に、支持体表面からの層の浮きや剥
離、或いは層に亀裂が生ずる等の現象を引起し勝
ちであつた。この現象は、殊に支持体が通常、電
子写真分野に於いて使用されているドラム状支持
体の場合に多く起る等、経時的安定性の点に於い
て解決される可き点がある。 従つてa−Si材料そのものの特性改良が計られ
る一方で光導電部材を設計する際に、上記した様
な問題の総てが解決される様に工夫される必要が
ある。 本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、a
−Siに就て電子写真用像形成部材や固体撮像装
置、読取装置等に使用される光導電部材としての
適用性とその応用性という観点から総括的に鋭意
研究検討を続けた結果、シリコン原子を母体と
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
される光導電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お
り、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、支持体上に設けられる層
と支持体との間や積層される層の各層間に於ける
密着性に優れ、構造配列的に緻密で安定的であ
り、層品質の高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、静電像形成のための帯電処
理の際の電荷保持能力が充分あり、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、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。 本発明の光導電部材は、光導電部材用の支持体
と、シリコン原子を母体とし、構成原子として
25atomic%未満の窒素原子と、水素原子とを含
有する非晶質材料で構成された補助層と、シリコ
ン原子を母体とし、周期律表第族に属する原子
を構成原子として含有する非晶質材料で構成され
た、層厚0.3〜5μの電荷注入防止層と、シリコン
原子を母体とする非晶質材料で構成され、光導電
性を示す第一の非晶質層と、該第一の非晶質層上
に設けられ、シリコン原子と炭素原子とハロゲン
原子とを構成原子として含む非晶質材料で構成さ
れた第二の非晶質層と、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。 又、本発明の光導電部材は支持体上に形成され
る非晶質層が層自体が強靭であつて、且つ支持体
との密着性に著しく優れており、高速で長時間連
続的に繰返し使用することが出来る。 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、補助層102、
電荷注入防止層103、光導電性を有する第一の
非晶質層()104、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を構
成原子とする非晶質材料(以後「a−(SixC1-x)y
(H,X)〕と記す)で構成される第二の非晶質層
()105とを具備し、非晶質層()105
は自由表面106を有している。補助層102
は、主に支持体101と電荷注入防止層103と
の間の密着性を計る目的の為に設けられ、支持体
101と電荷注入防止層103の両方と親和性が
ある様に、後述する材質で構成される。電荷注入
防止層103は、支持体101側より非晶質層1
04中へ電荷が注入されるのを効果的に防止する
機能を主に有する。非晶質層104は、感受性の
光の照射を受けて該層104中でフオトキヤリア
を発生し、所定方向に該フオトキヤリアを輸送す
る機能を有する。 非晶質層()105は、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。 本発明に於ける補助層は、シリコン原子(Si)
を母体とし、構成原子として窒素原子と水素原子
とを含有し、窒素原子の含有量C(N)が25atomic%
未満である非晶質材料(以後a−(SiaN1-a)
bH1-bと記す。但し、0.6<a,0.65≦b)で構成
される。 a−(SiaN1-a)bH1-bで構成される補助層の形成
はグロー放電法、スパツターリング法、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が、シ
リコン原子と共に窒素原子及び水素原子を作製す
る補助層中に導入するのが容易に行なえる等の利
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、本発明に於いては、グロー放電法とスパ
ツターリング法とを同一装置内で併用して中間層
102を形成しても良い。 グロー放電法によつて補助層を形成するには、
a−(SiaN1-a)bH1-b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
とでガスプラズマ化して前記支持体上にa−(Sia
N1-a)bH1-bを堆積させれば良い。 本発明に於いてa−(SiaN1-a)bH1-b形成用の原
料ガスとしては、Si,N,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概のものが使用
され得る。 Si,N,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、N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か、又は、Siを構成原子
とする原料ガスと、N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Nを構成原子とする原料ガスを混合して使用
しても良い。 本発明に於いて、補助層形成用の原料ガスに成
り得るものとして有効に使用される出発物質は、
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、
Nを構成原子とする或いはNとHとを構成原子と
する例えば窒素(N2)、アンモニア(NH3)、ヒ
ドラジン(H2NNH2)、アジ化水素(HN3)アジ
化アンモニウム(NH4N3)等のガス状の又はガ
ス化し得る窒素、窒化物及びアジ化物等の窒素化
合物を挙げることが出来る。これ等の補助層形成
用の出発物質となるものの他、H導入用原料ガス
としては勿論H2も有効なものとして使用される。 スパツターリング法によつて補助層を形成する
には、単結晶又は多結晶のSiウエーハー又は
Si3N4ウエーハー又はSiとSi3N4が混合されて含
有されているウエーハーをターゲツトとして、こ
れ等を種々のガス雰囲気中でスパツターリングす
ることによつて行なえば良い。 例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
すれば、NとHを導入する為の原料ガス、例えば
H2とN2又はNH3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Si3N4とは別々のターゲツト
として、又はSiとSi3N4の混合して形成した一枚
のターゲツトを使用することによつて、少なくと
もH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。 N又はH導入用の原料ガスと成り得るものとし
ては、先述したグロー放電の例で示した補助層形
成用の出発物質のガスが、スパツターリングの場
合にも有効なガスとして使用され得る。 本発明に於いて、補助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・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。 本発明の補助層を構成するa−(SiaN1-a)bH1-b
は補助層の機能が、支持体と電荷注入防止層との
間の密着を強固にし、加えてそれ等の間に於ける
電気的接触性を均一にするものであるから補助層
に要求される特性が所望通りに与えらえる様にそ
の作成条件の選択が厳密に成されて注意深く形成
される。 本発明の目的に適した特性を有するa−(Sia
N1-a)bH1-bが作成される為の作成条件の中の重
要な要素として、作成時の支持体温度を挙げる事
が出来る。 即ち、支持体の表面にa−(SiaN1-a)bH1-bから
成る補助層を形成する際、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、本発明に於いては、目的とする
特性を有するa−(SiaN1-a)bH1-b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。 本発明に於ける目的が効果的に達成される為の
補助層を形成する際の支持体温度としては補助層
の形成法に併せて適宜最適範囲が選択されて、補
助層の形成が実行されるが、通常の場合、50℃〜
350℃、好適には100℃〜250℃とされるものが望
ましいものである。 補助層の形成には、同一系内で補助層から電荷
注入防止層、非晶質層、更には必要に応じて非晶
質層上に形成される他の層まで連続的に形成する
事が出来る、各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、これらの層形成
法で補助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及びガス圧が
作成されるa−(SiaN1-a)bH1-bの特性を左右する
重要な因子として挙げられる。 本発明に於ける目的が達成される為の特性を有
するa−(SiaN1-a)bH1-bが生産性良く効果的に形
成される為の放電パワー条件としては、通常1〜
300W、好適には2〜100Wである。堆積室内のガ
ス圧は通常グロー放電にて層形成を行なう場合に
於いて0.01〜5Torr、好適には0.1〜0.5Torr程度
に、スパツタリング法にて層形成を行なう場合に
於いては、通常10-3〜5×10-2Torr、好適には
8×10-3〜3×10-2Torr程度とされるのが望ま
しい。 本発明の光導電部材に於ける補助層に含有され
る窒素原子(N)及び水素原子(H)の量は、補助層
の作製条件と同様、本発明の目的を達成する所望
の特性が得られる補助層が形成される重要な因子
である。 本発明に於ける補助層に含有される窒素原子
(N)の量C(N)は、通常は前記した値の範囲とさ
れるが、atomic%で表示すれば好適には、1×
10-3≦C(N)<25、より好ましくは1≦C(N)<25、最
適には10≦C(N)<25とされるのが望ましい。又、
水素原子(H)の量としては、好適には2〜
35atomic%、最適には5〜30atomic%とされる
のが望ましい。a−(SiaN1-a)bH1-bに於けるa,
bの表示で示せばaの値としては、好適には0.6
<a≦0.99999、より好ましくは、0.6<a≦0.99、
最適には0.6<a≦0.9、bの値としては、好適に
は0.65≦b≦0.98、より好適には0.7≦b≦0.95と
されるのが望ましい。 本発明に於ける補助層の層厚の数種範囲は、本
発明の目的を効果的に達成する様に所望に従つて
適宜決定される。 本発明の目的を効果的に達成する為の補助層の
層厚としては、通常の場合30Å〜2μ、好適には
40Å〜1.5μ、最適には50Å〜1.5μとされるのが望
ましいものである。 電荷注入防止層と補助層との相乗効果を得るた
めには上記範囲に各層の層厚と周期律表第族原
子または窒素原子を含有させる事が好ましい。 これは、充分な密着性を補助層に発揮させ、且
つ、充分な電荷注入の防止性を電荷注入防止層に
発揮させるために重要である。 一般的には、電荷注入防止層の厚みを薄くする
と周期律表第族原子を多くさせ、厚くした場合
は少なく含有させる事が好ましいが、本発明にお
いて補助層との密着性と電気的特性を十分に考慮
した結果、補助層の窒素原子の含有量を
25atomic%未満とし且つ電荷注入防止層の層厚
を上記した範囲とする事によつて、密着性の向上
と電荷注入防止より一層相乗効果的に達成するこ
とができるだけでなく、光導電部材に要求される
多くの特性を十分に満足させることができる事を
見出した。 本発明の光導電部材を構成する電荷注入防止層
は、シリコン原子(Si)を母体とし、周期律表第
族に属する原子(第族原子)と、好ましく
は、水素原子(H)又はハロゲン原子(X)、或いは
この両者とを構成原子とする非晶質材料(以後
「a−Si(V,H,X)」と記す)で構成され、そ
の層厚t及び層中の第族原子の含有量C(v)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。 本発明に於ける電荷注入防止層の層厚tとして
は、好ましくは0.3〜5μ、より好ましくは0.5〜2μ
とされるのが望ましく、又、第族原子の含有量
C(v)としては、好ましくは1×102〜1×
105atomicppm、より好ましくは、5×102〜1×
105atomicppmとされるのが望ましい。 本発明において、電荷注入防止層中に含有され
る周期律表第族に属する原子として使用される
のは、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。 本発明において、必要に応じて電荷注入防止層
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。 a−Si(V,H,X)で構成される電荷注入防
止層の形成には、補助層の形成の場合と同様に、
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
真空堆積法が採用される。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第
族原子、必要に応じて水素原子(H)やハロゲン原
子(X)を作製する電荷注入防止層中に導入する
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、本発明に於いては、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電荷
注入防止層を形成しても良い。 例えば、グロー放電法によつて、a−si(V,
H,X)で構成される電荷注入防止層を形成する
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、第族原子を供給
し得る第族原子導入用の原料ガス、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、既に補助層
の設けてある所定の支持体の補助層表面上にa−
Si(V,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、第族原子
導入用の原料ガスを、必要に応じて水素原子(H)又
は/及びハロゲン原子(X)導入用のガスと共に
スパツタリング用の堆積室に導入してやれば良
い。 本発明において電荷注入防止層を形成するのに
使用される原料ガスとなる出発物質としては、次
のものが有効なものとして挙げることが出来る。 先ず、Si供給用の原料ガスとなる出発物質とし
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
作成作業の扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点で
SiH4,Si2H6が好ましいものとして挙げられる。 これ等の出発物質を使用すれば、層形成条件を
適切に選択することによつて形成される補助層中
にSiと共にHも導入し得る。 Si供給用の原料ガスとなる有効な出発物質とし
ては、上記の水素化硅素の他にハロゲン原子
(X)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、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、更に
は、SiH2F2,SiH2I2,SiH2Cl2,SiHCl3,
SiH2Br2,SiHBr3等のハロ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電
荷注入防止層形成の為のSi供給用の出発物質とし
て挙げる事が出来る。 これ等のハロゲン原子(X)を含む硅素化合物
を使用する場合にも前述した様に層形成条件の適
切な選択によつて形成される電荷注入防止層中に
Siと共にXを導入することが出来る。 上記した出発物質の中水素原子を含むハロゲン
化硅素化合物は、補助層形成の際に層中にハロゲ
ン原子(X)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(H)も導入され
るので、本発明においては好適なハロゲン原子
(X)導入用の出発物質として使用される。 本発明において補助層を形成する際に使用され
るハロゲン原子(X)導入用の原料ガスとなる有
効な出発物質としては、上記したものの他に、例
えば、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、HF,HCl,
HBr,HI等のハロゲン化水素、を挙げることが
出来る。 電荷注入防止層中に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
物質をガス状態で堆積室中に電荷注入防止層を形
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、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、AsH3AsF3,AsCl3,
AsBr3,AsF5,SbH3,SbF3,SbF5,SbCl3,
SbCl5,BiH3,BiCl3,BiBr3等も第族原子導
入用の出発物質の有効なものとして挙げることが
出来る。 本発明に於いては電荷注入防止特性を与える為
に電荷注入防止層中に含有される第族原子は、
電荷注入防止層の層厚方向に実質的に平行な面
(支持体の表面に平行な面)内及び層厚方向に於
いては、実質的に均一に分布されるのが良いもの
である。 又、スパツタリング法で電荷注入防止層を形成
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、第族原子導入用の原料ガスを、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)導入用の原料ガスと共にスパツタリング
を行う真空堆積室内に導入してやれば良い。 本発明に於いて、電荷注入防止層中に導入され
る第族原子の含有量は、堆積室中に流入される
第族原子導入用の出発物質のガス流量、ガス流
量比、放電パワー、支持体温度、堆積室内の圧力
等を制御することによつて任意に制御され得る。 本発明に於いて、電荷注入防止層中に必要に応
じて含有されるハロゲン原子(X)としては、補
助層の説明の際に記したのと同様のものが挙げら
れる。 本発明に於いて、電荷注入防止層をグロー放電
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、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。 本発明において、a−Si(H,X)で構成され
る第一の非晶質層()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、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に
a−Si(H,X)から成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やれば良い。 本発明において、必要に応じて非晶質層()
中に含有されるハロゲン原子(X)としては、補
助層の場合に挙げたのと同様のものを挙げること
が出来る。 本発明において非晶質層()を形成するのに
使用されるSi供給用の原料ガスとしては、補助層
や電荷注入防止層に就て説明する際に挙げた
SiH4,Si2H6,Si3H8,Si4H10等がガス状態の又
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
業の扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点でSiH4,
Si2H6が好ましいものとして挙げられる。 本発明において非晶質層()を形成する際に
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、補助層の場合と同様に多くのハロゲ
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Siとハロゲン原子
(X)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おいては挙げることが出来
る。 本発明に於いては、非晶質層()には、伝導
特性を制御する物質を含有させることにより、該
層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。 この様な物質としては、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、形成される非晶質層()を構成するa−
Si(H,X)に対して、P型伝導特性を与えるP
型不純物、具体的には、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。 本発明に於いて、非晶質層()に含有される
伝導特性を制御する物質の含有量は、該非晶質層
()に要求される伝導特性、或いは該層()
に直に接触して設けられる他の層の特性や、該他
の層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。 本発明に於いて、非晶質層()中に含有され
る伝導特性を制御する物質の含有量としては、通
常の場合、0.001〜1000atomic ppm、好適には
0.05〜500atomic ppm、最適には0.1〜200atomic
pppmとされるのが望ましいものである。 非晶質層中に伝導特性を制御する物質、例えば
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をガス状態で堆積
室中に、非晶質層を形成する為の他の出発物質と
共に導入してやれば良い。この様な第族原子導
入用の出発物質と成り得るものとしては、常温常
圧でガス状の又は、少なくとも層形成条件下で容
易にガス化し得るものが採用されるのが望まし
い。その様な第族原子導入用の出発物質として
具体的には硼素原子導入用としては、B2H6,
B4H10,B5H9,B5H11,B6H10,B6H12,B6H14
等の水素化硼素、BF3,BCl3,BBr3等のハロゲ
ン化硼素等が挙げられる。この他、AlCl3,
GaCl3,Ga(CH3)3,InCl3,TlCl3等も挙げるこ
とが出来る。 本発明において、形成される光導電部材の電荷
注入防止層及び非晶質層()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(H)とハロゲン原子(X)の量の和(H+
X)は通常の場合1〜40atomic%、好適には5
〜30atomic%とされるのが望ましい。 電荷注入防止層又は非晶質層()中に含有さ
れる水素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)の
量を制御するには、例えば支持体温度又は/及び
水素原子(H)、或いはハロゲン原子(X)を含有さ
せる為に使用される出発物質の堆積装置形内へ導
入する量、放電々力等を制御してやれば良い。 本発明において、非晶質層()をグロー放電
法で形成する際に使用される稀釈ガス、或いはス
パツタリング法で形成される際に使用されるスパ
ツタリング用のガスとしては、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。 本発明に於いて、非晶質層()の層厚として
は、作成される光導電部材に要求される特性に応
じて適宜決められるものであるが、通常は1〜
100μ、好ましくは1〜80μ、最適には2〜50μと
されるのが望ましいものである。 本発明の光導電部材に於いては、第一の非晶質
層()上に設けられる第二の非晶質層()
は、シリコン原子(Si)と炭素原子(C)とハロゲン
原子(X)と、必要に応じて水素原子(H)とで構成
される非晶質材料〔a−(SixC1-x)y(H,X)1-y、
但し、0<x,y<1〕で形成されるので、第一
の非晶質層()と第二の非晶質層()とを構
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成されている。 a−(SixC1-x)y(H,X)1-yで構成される第二
の非晶質層()の形成はグロー放電法、スパツ
タリング法、イオンインプランテーシヨン法、イ
オンプレーテイング法、エレクトロンベーム法等
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
子及びハロゲン原子を、作製する第二の非晶質層
()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、本発明に於いては、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
の非晶質層()形成しても良い。 グロー放電法によつて第二の非晶質層()を
形成するには、a−(SixC1-x)y(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ガスプラズマ化して
前記支持体上に既に形成されてある第一の非晶質
層()上にa−(SixC1-x)y(H,X)1-yを堆積
させれば良い。 本発明に於いて、a−(SixC1-x)y(H,X)1-y
形成用の原料ガスとしては、Si,C,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,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、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。 本発明に於いて、第二の非晶質層()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。 本発明に於いて、第二の非晶質層()中には
必要に応じて水素原子を含有させることが出来
る。 第二の非晶質層()への水素原子の含有は、
第一の非晶質層()との連続層形成の際に原料
ガス種の一部共通化を計ることが出来るので生産
コスト面の上で好都合である。 本発明に於いて、第二の非晶質層()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、常温常圧に於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。 この様な第二の非晶質層()形成用の物質と
しては、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(C3H8)、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,
SiHBr3,水素化硅素としては、SiH4,Si2H6,
Si3H8,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、CCl4,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,SF6等のフツ素
化硫黄化合物、Si(CH3)4,Si(C2H5)4,等のケイ
化アルキルやSiCl(CH3)3,SiCl2(CH3)2,
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。 これ等の第二の非晶質層()形成物質は、形
成される第二の非晶質層()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
の非晶質層()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(CH3)4と、ハロゲン原子(X)を
含有させるものとしてのSiHCl3,SiCl4,
SiH2Cl2、或いはSiH3Cl等を所定の混合比にして
ガス状態で第二の非晶質層()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-x)y(Cl+H)1-yから成る第二の非晶
質層()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非晶質層
()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、これ等をハロゲン原子と必要に応じて水素原
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、少なくともハロゲン原子を
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及びX、必要に応じてH
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非晶質層()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。 本発明に於いて、第二の非晶質層()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、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。 本発明に於ける第二の非晶質層()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及びX、必要に応じてH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於いて
は、目的に応じた所望の特性を有するa−(Six
C1-x)y(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、第二の非晶質層()を耐圧性の向上を主な
目的として設けるには、a−(SixC1-x)y(H,
X)1-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二の非晶質層()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-x)y
(H,X)1-yが作成される。 第一の非晶質層()の表面にa−(SixC1-x)y
(H,X)1-yからなる第二の非晶質層()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、本発明に於いては、目的とする特性を有する
a−(SixC1-x)y(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。 本発明に於ける、所望の目的が効果的に達成さ
れる為の第二の非晶質層()の形成法に併せて
適宜最適範囲が選択されて、第二の非晶質層
()の形成が実行されるが、通常の場合30〜400
℃、好適には100〜300℃とされるのが望ましいも
のである。第二の非晶質層()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非晶質
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-x)y(H,X)1-yの特性を左右する重要
な因子の1つである。 本発明に於ける目的が達成される為の特性を有
するa−(SixC1-x)y(H,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通
常10〜300W、好適には20〜200Wである。 堆積室内のガス圧は通常は0.01〜1Torr、好適
には、0.1〜0.5Torr程度とされるのが望ましい。 本発明に於いては第二の非晶質層()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-x)y
(H,X)1-yから成る成二の非晶質層()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於ける第二の非晶質層
()に含有される炭素原子及びハロゲン原子の
量は、第二の非晶質層()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
一の非晶質層()が形成される重要な因子であ
る。 本発明に於ける第二の非晶質層()に含有さ
れる炭素原子の量は通常1×10-390atomic%、
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、通常の場合1〜
20atomic%、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、通常の場合19atomic%、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−(SixC1-x)y(H,X)1-yのx,
y表示で行えばxが通常は0.1〜0.99999、好適に
は0.1〜0.99、最適には0.15〜0.9、yが通常0.8〜
0.99、好適には0.82〜0.99、で最適には0.85〜0.98
であるのが望ましい。 本発明に於ける第二の非晶質層()の層厚の
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、第二の非晶質層()の層厚は、第一の領
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
済性の点に於いても考慮されるのが望ましい。本
発明に於ける第二の非晶質層()の層厚として
は、通常0.003〜30μ、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,Pd等の
金属又はこれ等の合金が挙げられる。 電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポ
リエチレン、ポリカーボネート、セルローズアセ
テート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ
塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド等の
合成樹脂のフイルム又はシート、ガラス、セラミ
ツク、紙等が通常使用される。これ等の電気絶縁
性支持体は、好適には少なくともその一方の表面
を導電処理され、該導電処理された表面側に他の
層が設けられるのが望ましい。 例えば、ガラスであれば、その表面に、NiCr,
Al,Cr,Mo,Au,Ir,Nb,Ta,V,Ti,Pt,
Pd,In2O3,SnO2,ITO(In2O3+SnO2)等から
成る薄膜を設けることによつて導電性が付与さ
れ、或いはポリエステルフイルム等の合成樹脂フ
イルムであれば、NiCr,Al,Ag,Pb,Zn,Ni,
Au,Cr,Mo,Ir,Nb,Ta,V,Ti,Pt等の金
属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタ
リング等でその表面に設け、又は前記金属でその
表面をラミネート処理して、その表面に導電性が
付与される。支持体の形状としては、円筒状、ベ
ルト状、板状等任意の形状とし得、所望によつ
て、その形状は決定されるが、例えば、第1図の
光導電部材100を電子写真用像形成部材として
使用するのであれば連続高速複写の場合には、無
端ベルト状又は円筒状とするのが望ましい。支持
体の厚さは、所望通りの光導電部材が形成される
様に適宜決定されるが、光導電部材として可撓性
が要求される場合には、支持体としての機能が充
分発揮される範囲内であれば可能な限り薄くされ
る。而乍ら、この様な場合支持体の製造上及び取
扱い上、機械的強度等の点から、通常は、10μ以
上とされる。 第2図には、本発明の光導電部材の他の好適な
実施態様例の層構成が示される。 第2図に示される光導電部材200が、第1図
に示される光導電部材100と異なるところは、
電荷注入防止層203と光導電性を示す非晶質層
205との間に上記補助層204を有することで
ある。即ち、光導電部材200は、支持体20
1、該支持体201上に順に積層された、下部補
助層202、電荷注入防止層203、上部補助層
204、第一の非晶質層()205及び第二の
非晶質層()206とを具備し、非晶質層
()206は自由表面207を有する。上部補
助層204は、電荷注入防止層203と非晶質層
205との間の密着を強固にし、両層の接触界面
に於ける電気的接触を均一にしていると同時に、
電荷注入防止層203の上に直に設けることによ
つて、電荷注入防止層203の層質を強靭なもの
としている。 第2図に示される光導電部材200を構成する
下部補助層202及び上部補助層204は、第1
図に示した光導電部材100を構成する補助層1
02の場合と同様の非晶質材料を使用して、同様
の特性が与えられる様に同様な層作成手順と条件
によつて形成される。電荷注入防止層203及び
非晶質層()205、非晶質層()206も
夫々、第1図に示す電荷注入防止層103及び非
晶質層()104、非晶質層()105と同
様の特性及び機能を有し、第1図の場合と同様な
層作成手順と条件によつて形成される。 次に本発明の光導電部材の製造方法の一例の概
略について第3図を以つて説明する。 第3図に光導電部材の製造装置を示す。 図中の302,303,304,305,30
6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おり、その一例と
して、たとえば、302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303はHeで稀釈されたPH3ガス(純度
99.999%、以下PH3/Heと略す。)ボンベ、30
4はNH3ガス(純度99.99%)ボンベ、305は
Heで稀釈されたSiF4ガス(純度99.999%、以下
SiF4/Heと略す。)ボンベ、306は、C2H4ガ
ス(純度99.999%)ボンベである。 これ等のボンベ中に充填されるガスの種類は、
形成される層の種類に併せて、適宜代えることは
いうまでもない。 これらのガスを反応室301に流入させるには
ガスボンベ302〜306のバルブ322〜32
6、リークバルブ335が閉じられていることを
確認し又、流入バルブ312〜316、流出バル
ブ317〜321、補助バルブ332,333が
開かれていることを確認して先ずメインバルブ3
34を開いて反応室301、及びガス配管内を排
気する。次に真空計336の読みが約5×
10-6torrになつた時点で、補助バルブ332,3
33、流出バルブ317〜321を閉じる。 その後、反応室301内に導入すべきガスのボ
ンベに接続されているガス配管のバルブを所定通
り操作して、所望するガスを反応室301内に導
入する。 次に、第1図に示す構成の光導電部材を作成す
る場合の一例の概要を述べる。 ガスボンベ302よりSiH4/Heガスを、ガス
ボンベ304よりNH3ガスを夫々バルブ322,
324を開いて出口圧ゲージ327,329の圧
が夫々1Kg/cm2になる様に調整し、次いで流入バ
ルブ312,314を夫々徐々に開けて、マスフ
ローコントローラ307,309内に夫々流入さ
せる。引き続いて流出バルブ317,319、補
助バルブ332を徐々に開いて夫々のガスを反応
室301内に流入させる。この時SiH4/Heガス
流量とNH3ガス流量との比が所望の値になる様
に流出バルブ326,329の開口を調整し、
又、反応室内の圧力が所望の値になる様に真空計
336の読みを見ながらメインバルブ334の開
口を調整する。 そして、支持体337の温度が加熱ヒータ33
8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340を所望の電力
に設定して反応室301内にグロー放電を生起さ
せ、所望時間このグロー放電を維持して、所望層
厚の補助層を支持体上に作成する。 補助層上に電荷注入防止層を作成するには、例
えば、次の様に成される。 補助層の形成終了後、電源340をOFFにし
て放電を中止し、一旦装置のガス導入用の配管の
全系のバルブを閉じ、反応室301内に残存する
ガスを反応室301外に排出して所望の真空度に
する。その後ガスボンベ302よりSiH4/Heガ
スをガスボンベ303よりPH3/Heガスを、
夫々バルブ322,323を開いて出口圧ゲージ
327,328の圧を夫々1Kg/cm2に調整し、流
入バルブ312,323を夫々徐々に開けて、マ
スフロコントローラ307,308内に夫々流入
させる。引き続いて流出バルブ317,318補
助バルブ332を徐々に開いて夫々のガスを反応
室301に流入させる。このときのSiH4/Heガ
ス流量とPH3/Heガス流量との比が所望の値に
なるように流出バルブ327,328を調整し、
又、反応室内の圧力が所望の値になるように真空
計336の読みを見ながらメインバルブ334の
開口を調整する。そして支持体337の温度が加
熱ヒーター338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34
0を所望の電力に設定して反応室301内にグロ
ー放電を生起させ、所定時間グロー放電を維持し
て、所望層厚の電荷注入防止層を補助層上に形成
する。 第一の非晶質層()の形成は、例えばボンベ
302内に充填されているSiH4/Heガスを使用
し、前記した補助層や電荷注入防止層の場合と同
様の手順によつて行うことが出来る。 第一の非晶質層()の形成の際に使用する原
料ガス種としては、SiH4/Heガスの他に、殊に
Si2H6/Heガスが層形成速度の向上を計る為に有
効である。 第一の非晶質層()上に第二の非晶質層
()を形成するには、例えば、ボンベ302内
に充填されているSiH4/Heガスと、ボンベ30
5内に充填されているSiF4/Heガスと、ボンベ
306内に充填されているC2H4ガスを使用し、
前記した補助層や電荷注入防止層の場合と同様の
手順によつて行うことが出来る。 補助層、電荷注入防止層、第一の非晶質層
()中にハロゲン原子Xを含有させる場合には、
前記した各層を形成する為に使用されるガスに例
えばSiF4/Heを更に付加して反応室301内に
送り込むことによつて成される。 本発明の光導電部材を構成する各層の中、スパ
ツターリング法で形成され得る層を第3図の装置
で作成する場合には、例えば非晶質層()の場
合には次の様に行う。 支持体337を固定部材339に堅固に固定
し、支持体兼用の電極341上に、高純度シリコ
ンウエーハー342−1上に高純度グラフアイト
を所望の面積比率にして配置したターゲツトを設
置する。支持体337上に前記した様にして、補
助層、電荷注入防止層及び非晶質層()を予め
形成しておく。 反応室301内を所定個処のバルブを操作して
所定の真空度になるまで排気した後、電極兼用の
シヤツター342を開いてターゲツトと支持体3
39とを対向させ、又、加熱ヒータ338により
所望温度に支持体を加熱して、スパツターリング
の準備をする。 ボンベ305よりSiF4/Heガスを、又、予め
C2H4ガスに代えてArガスが充填されてあるボン
ベ306よりArガスを夫々所定個処のバルブを
操作して、反応室301内に所望する流量比で流
入させ、スパツターリングする際の所望する真空
度にする。 反応室301内が所望の真空度になつてその内
圧が安定した後、電源340をONして、スパツ
ターリングを開始し、所望の時間継続させる。 この様にして、所望層厚の第二の非晶質層
()が第一の非晶質層()上に形成される。 実施例 1 第3図に示した製造装置により、アルミニウム
基板上に、以下の条件で層形成を行つた。 こうして得られた像形成部材を帯電露光現像装
置に設置し、5KVで0.2sec間コロナ帯電を行い
直ちに光像を照射した。光源はタングステンラン
プを用い、1.0lux・secの光量を、透過型のテス
トチヤートを用いて照射した。 その後直ちに荷電性の現像剤(トナーとキヤ
リヤを含む)を部材表面をカスケードすることに
よつて、部材表面上に良好なトナー画像を得た。 このようにして得られたトナー像を、一旦ゴム
ブレードでクリーニングし、再び上記作像クリー
ニング工程を繰り返した。繰り返し回数15万回以
上行つても、画像の劣化は見られなかつた。
【表】
実施例 2
第3図に示した製造装置により、Al基板上に
以下の条件で層形成を行つた。 その他の条件は実施例1と同様にして行つた。 こうして得られた像形成部材を帯電露光現像装
置に設置し、5KVで0.2sec間コロナ帯電を行
い、直ちに光像を照射した。光源はタングステン
ランプを用い、1.0lux・secの光量を透過型のテ
ストチヤートを用いて照射した。 その後直ちに荷電性の現像剤(トナーとキヤ
リヤを含む)を部材表面をカスケードすることに
よつて、部材表面上に良好なトナー画像を得た。 このようにして得られたトナー像を一旦ゴムブ
レードでクリーニングし、再び上記作像、クリー
ニング工程を繰り返した。繰り返し回数10万回以
上行つても画像の劣化は見られなかつた。
以下の条件で層形成を行つた。 その他の条件は実施例1と同様にして行つた。 こうして得られた像形成部材を帯電露光現像装
置に設置し、5KVで0.2sec間コロナ帯電を行
い、直ちに光像を照射した。光源はタングステン
ランプを用い、1.0lux・secの光量を透過型のテ
ストチヤートを用いて照射した。 その後直ちに荷電性の現像剤(トナーとキヤ
リヤを含む)を部材表面をカスケードすることに
よつて、部材表面上に良好なトナー画像を得た。 このようにして得られたトナー像を一旦ゴムブ
レードでクリーニングし、再び上記作像、クリー
ニング工程を繰り返した。繰り返し回数10万回以
上行つても画像の劣化は見られなかつた。
【表】
実施例 3
第3図に示した装置により、Al基板上に以下
の条件で層形成を行つた。 その他の条件は、実施例1と同様にして行つ
た。 こうして得られた像形成部材を帯電露光現像装
置に設置し、5KVで0.2sec間コロナ放電を行
い、直ちに光像を照射した。光源はタングステン
ランプを用い、1.0lux・secの光量を透過型のテ
ストチヤートを用いて照射した。 その後直ちに荷電性の現像剤(トナーとキヤ
リヤを含む)を部材表面をカスケードすることに
よつて、部材表面上に濃度の極めて高い良好なト
ナー画像を得た。 このようにして得られたトナー像を一旦ゴムブ
レードでクリーニングし、再び上記作像、クリー
ニング工程を繰り返した。繰り返し回数15万回以
上行つても、画像の劣化は見られなかつた。
の条件で層形成を行つた。 その他の条件は、実施例1と同様にして行つ
た。 こうして得られた像形成部材を帯電露光現像装
置に設置し、5KVで0.2sec間コロナ放電を行
い、直ちに光像を照射した。光源はタングステン
ランプを用い、1.0lux・secの光量を透過型のテ
ストチヤートを用いて照射した。 その後直ちに荷電性の現像剤(トナーとキヤ
リヤを含む)を部材表面をカスケードすることに
よつて、部材表面上に濃度の極めて高い良好なト
ナー画像を得た。 このようにして得られたトナー像を一旦ゴムブ
レードでクリーニングし、再び上記作像、クリー
ニング工程を繰り返した。繰り返し回数15万回以
上行つても、画像の劣化は見られなかつた。
【表】
実施例 4
非晶質層()の形成時、SiH4,SiF4,C2H4
の流量比を変えて、非晶質層()に於けるシリ
コン原子と炭素原子の含有量比を変化させること
以外は、実施例1と全く同様な方法によつて像形
成部材を作成した。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4表の如き結果を得た。
の流量比を変えて、非晶質層()に於けるシリ
コン原子と炭素原子の含有量比を変化させること
以外は、実施例1と全く同様な方法によつて像形
成部材を作成した。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4表の如き結果を得た。
【表】
◎〓非常に良好 ○〓良好 △〓実用上充分である
×〓画像欠陥を生じやすい
実施例 5 非晶質層()の層厚を変える以外は、実施例
1と全く同様な方法によつて像形成部材を作成し
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下記の結果を得た。
×〓画像欠陥を生じやすい
実施例 5 非晶質層()の層厚を変える以外は、実施例
1と全く同様な方法によつて像形成部材を作成し
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下記の結果を得た。
【表】
実施例 6
非晶質()以外の層の形成方法を下表の如く
変える以外は、実施例1と同様な方法で像形成部
材を作成し、実施例1と同様な方法で評価を行つ
たところ良好な結果が得られた。
変える以外は、実施例1と同様な方法で像形成部
材を作成し、実施例1と同様な方法で評価を行つ
たところ良好な結果が得られた。
【表】
実施例 7
非晶質層()以外の層の形成方法を下表の如
く変える以外は、実施例1と同様な方法で像形成
部材を作成し、実施例1と同様な方法で評価を行
つたところ、良好な結果が得られた。
く変える以外は、実施例1と同様な方法で像形成
部材を作成し、実施例1と同様な方法で評価を行
つたところ、良好な結果が得られた。
【表】
実施例 8
非晶質層()を下記の如き条件によつてスパ
ツタリング法によつて作成する以外は、実施例3
と同様な方法で像形成部材を作成し、実施例3と
同様な方法で評価を行つたところ、良好な結果が
得られた。
ツタリング法によつて作成する以外は、実施例3
と同様な方法で像形成部材を作成し、実施例3と
同様な方法で評価を行つたところ、良好な結果が
得られた。
【表】
実施例 9
実施例1,2,3,6,7に於いて、非晶質層
()の形成を以下の表の条件にした以外は、各
実施例に於ける条件及び手順に従つて像形成部材
を作成し、各実施例に於けるのと同様の評価を行
つたところ、良好な結果が得られた。
()の形成を以下の表の条件にした以外は、各
実施例に於ける条件及び手順に従つて像形成部材
を作成し、各実施例に於けるのと同様の評価を行
つたところ、良好な結果が得られた。
第1図及び第2図は夫々本発明の光導電部材の
好適な実施態様例の層構造を模式的に示した模式
的層構成図、第3図は、本発明の光導電部材を製
造する為の装置の一例を示す模式的説明図であ
る。 100,200……光導電部材、101,20
1……支持体、102,202,204……補助
層、104,205……非晶質層()、105,
206……非晶質層()、106,207……
自由表面。
好適な実施態様例の層構造を模式的に示した模式
的層構成図、第3図は、本発明の光導電部材を製
造する為の装置の一例を示す模式的説明図であ
る。 100,200……光導電部材、101,20
1……支持体、102,202,204……補助
層、104,205……非晶質層()、105,
206……非晶質層()、106,207……
自由表面。
Claims (1)
- 1 光導電部材用の支持体と、シリコン原子を母
体とし、構成原子として25atomic%未満の窒素
原子と、水素原子とを含有する非晶質材料で構成
された補助層と、シリコン原子を母体とし、周期
律表第族に属する原子を構成原子として含有す
る非晶質材料で構成された、層厚0.3〜5μの電荷
注入防止層と、シリコン原子を母体とする非晶質
材料で構成され、光導電性を示す第一の非晶質層
と、該第一の非晶質層上に設けられ、シリコン原
子と炭素原子とハロゲン原子とを構成原子として
含む非晶質材料で構成された第二の非晶質層と、
を有する事を特徴とする光導電部材。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57031238A JPS58147752A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 光導電部材 |
US06/463,043 US4452874A (en) | 1982-02-08 | 1983-02-01 | Photoconductive member with multiple amorphous Si layers |
CA000420977A CA1183380A (en) | 1982-02-08 | 1983-02-04 | Photoconductive member including amorphous si matrix in each of interface, rectifying and photoconductive layers |
FR8301874A FR2521316B1 (fr) | 1982-02-08 | 1983-02-07 | Element photoconducteur |
DE19833304198 DE3304198A1 (de) | 1982-02-08 | 1983-02-08 | Photoleitfaehiges bauelement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57031238A JPS58147752A (ja) | 1982-02-26 | 1982-02-26 | 光導電部材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58147752A JPS58147752A (ja) | 1983-09-02 |
JPH0410626B2 true JPH0410626B2 (ja) | 1992-02-25 |
Family
ID=12325811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57031238A Granted JPS58147752A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-26 | 光導電部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58147752A (ja) |
-
1982
- 1982-02-26 JP JP57031238A patent/JPS58147752A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58147752A (ja) | 1983-09-02 |