JPH0411860B2 - - Google Patents

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JPH0411860B2
JPH0411860B2 JP55183131A JP18313180A JPH0411860B2 JP H0411860 B2 JPH0411860 B2 JP H0411860B2 JP 55183131 A JP55183131 A JP 55183131A JP 18313180 A JP18313180 A JP 18313180A JP H0411860 B2 JPH0411860 B2 JP H0411860B2
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atoms
layer
photoconductive member
barrier layer
gas
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JPS57105744A (en
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Shigeru Shirai
Junichiro Kanbe
Tadaharu Fukuda
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Canon Inc
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Publication of JPH0411860B2 publication Critical patent/JPH0411860B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • G03G5/082Photoconductive 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

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於ける電子
写真用像形成部材や原稿読取装置等に於ける光導
電層を構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、殊に最近開発
の進歩の著しい半導体レーザの発光・波長特性に
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、使用時に於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於いては、残像を所定
時間内に容易に処理することが出来る事等の特性
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、上記の使用時に於ける無
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、特開昭55−39404号公報には光電変換
読取装置への応用が記載されてある。 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
に於いて、更に改良される可き点が存し、広範囲
に於ける応用を含めた実用的な固体撮像装置や読
取装置、電子写真用像形成部材等には、生産性、
量産性をも加味して仲々有効に使用し得ないのが
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、その使用時に於いて残留電位が残る場合が
度々観測され、この様な種の光導電部材は繰返し
長時間使用し続けると、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。 更には例えば、本発明者等の多くの実験によれ
ば、電子写真用像形成部材の光導電層を構成する
材料としてのa−Siは、従来のSe,CdS,ZnO或
いはPVCzやTNF等のOPC(有機光導電部材)に
較べて、数多くの利点を有するが、従来の太陽電
池用として使用する為の特性が付与されたa−Si
から成る単層構成の光導電層を有する電子写真用
像形成部材の上記光導電層に静電像形成の為の帯
電処理を施しても暗減衰(dark decay)が著し
く速く、通常の電子写真法が仲々適用され難い
事、及び多湿雰囲気中に於いては、上記傾向が著
しく、場合によつては現像時間まで帯電々荷を全
く保持し得ない事がある等、解決され得る可き点
が存在している事が判明している。 更には、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、半導体レーザとのマツチングに於
いて改良される余地が残つている。 従つて、a−Si材料の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は、上記し
た様な所望の電気的、光学的及び光導電的特性が
得ら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の層構造を特定化
し、且つ該光導電層と該光導電層を支持する支持
体との間に特定の障壁層を介在させる層構成に設
計されて作製された光導電部材は実用的に充分使
用し得るばかりでなく、従来の光導電部材と較べ
てみても殆んどの点に於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、半導体レーザとのマツチングに優れ且
つ光応答性の速い電子写真用光導電部材を提供す
ることである。 本発明の他の目的は、電子写真用の像形成部材
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り、且つ多湿
雰囲気中でもその特性の低下が殆んど観測されな
い優れた電子写真特性を有する電子写真用光導電
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。 本発明の電子写真用光導電部材は、電子写真用
光導電部材(以後、「光導電部材」と称す)用の
支持体と、該支持体上に、自由表面側より、フリ
ーキヤリアの流出はまたは表面電位の流入を阻止
する機能を具備し、炭素原子、窒素原子及び酸素
原子の中から選択される原子の少なくとも一種を
含み、シリコン原子を母体とする非晶質材料で構
成された層厚30Å〜5μの表面障壁層、該層と接
触して設けられ、電磁波照射によつて移動可能な
フオトキヤリアを発生し、水素原子又はハロゲン
原子の少なくともいずれか一方を含み、シリコン
原子を母体とする非晶質材料で構成され伝導型を
支配する不純物を1×10-1〜10atomic%含有し
ている層厚0.3〜5μの電荷発生層及び、該層中に
発生するフオトキヤリアが効率良く注入される様
に電荷発生層に接触して設けてある水素原子又は
ハロゲン原子の少なくともいずれか一方を含み、
シリコン原子を母体とする層厚3〜100μの非晶
質材料で構成された電荷輸送層とが積層されてい
ることを特徴とする。 上記した様な層構成を取る様にして設計された
光導電部材は、前記した諸問題の総てを解決し
得、極めてすぐれた電気的、光学的、光導電的特
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
場合には帯電処理の際の電荷保持能に長け、画像
形成への残留電位の影響が全くなく、多湿雰囲気
中でも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
使用性に著しく長け、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、高品質の可視
画像を得る事が出来る。 更に又、電子写真用像形成部材に適用させる場
合、高暗抵抗のa−Si(H,X)は光感度が低く、
逆に光感度の高いa−Si(H,X)は暗抵抗が108
Ωm前記と低く、いずれの場合にも、従来の層構
成の光導電層のままでは電子写真用の像形成部材
には適用されなかつたのに対して、本発明の場合
には、その特定化された層構造から比較的低抵抗
(5×109Ωmm以上)のa−Si(H,X)層でも電
子写真用の光導電層を構成する材料となることが
できるので、抵抗は比較的低いが高感度であるa
−Si(H,X)も充分使用し得、a−Si(H,X)
の特性面からの制約が軽減され得る。 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、本発明の光導電部材の基本的な構成
例を説明する為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、光導電層10
2、該光導電層102に直接接触した状態に設け
られている表面障壁層103とで構成され、該光
導電層102は電荷輸送層104と電荷発生層1
05とに層構造が機能分離化されており、本発明
の最も基本的な例である。 支持体101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1図に示す光導電部材100に於いて、支持
体101上に設けられる電荷輸送層104は下記
に示す半導体特性を有するa−Si(H,X)で構
成される。 p型a−Si(H,X)…アクセプターのみを
含むもの。或いは、ドナーとアクセプターとの
両方を含み、アクセプターの濃度(Na)が高
いもの。 p-型a−Si(H,X)…のタイプに於いて
アクセプターの濃度(Na)が低い所謂p型不
純物をライトリードープしたもの。 n型a−Si(H,X)…ドナーのみを含むも
の。或いはドナーとアクセプターの両方を含
み、ドナー濃度(Nd)が高いもの。 n-型a−Si(H,X)…のタイプ於いてド
ナーの濃度(Nd)が低い、所謂ノンドープの
ものか又はn型不純物をライトリードープした
もの。 i型a−Si(H,X)…NaNdOのもの
又は、NaNdのもの。 本発明において、電荷輸送層104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。 本発明において、a−Si(H,X)で構成され
る電荷輸送層104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)で構成される電荷輸送層を
形成するには、Siを生成し得るSi生成原料ガスと
共に、水素原子導入用の又は/及びハロゲン原子
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、スパツター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で形成されたターゲツトをスパツターリングす
る際、水素原子又は/及びハロゲン原子導入用の
ガスをスパツター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生成原料ガスとし
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
作成作業の際の扱い易さ、Si生成効率の良さ等の
点でSiH4,Si2H6が好ましいものとして挙げられ
る。 本発明において使用されるハロゲン原子導入用
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,IF7,IF5,ICl,IBr等のハロゲン
間化合物を挙げることが出来る。 ハロゲンを含む硅素化合物、所謂、ハロゲンで
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、Siを生成し得る原料ガス
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a−Si:Xから成る光導電層を形成
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電
荷輸送層104を製造する場合、基本的には、Si
生成用の原料ガスであるハロゲン化硅素ガスと
Ar,H2,He等のガスとを所定の混合比とガス流
量になる様にして電荷輸送層104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つて、
所定の支持体上に電荷輸送層104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ないものであ
る。 反応スパツタリング法或いはイオンプレーテイ
ング法に依つてa−Si(H,X)から成る電荷輸
送層を形成するには、例えばスパツターリング法
の場合にはSiから成るターゲツトを使用して、こ
れを所定のガスプラズマ雰囲気中でスパツタリン
グし、イオンプレーテイング法の場合には、多結
晶シリコン又は単結晶シリコンを蒸発源として蒸
着ボートに収容し、このシリコン蒸発源を抵抗加
熱法、或いはエレクトロビーム法(EB法)等に
よつ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,前記したシラン類
等のガスをスパツ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。 本発明においては、ハロゲン導入用の原料ガス
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,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
物も有効な電荷輸送層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、電荷
輸送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。 水素原子を電荷輸送層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等の水素化硅素のガスをa−Siを
生成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。 例えば、反応スパツタリング法の場合には、Si
ターゲツトを使用し、ハロゲン原子導入用のガス
及びH2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ターゲツトをスパツタリングする
事によつて、所定の特性を有する電荷発生層10
4表面上にa−Si(H,X)から成る電荷輸送層
104が形成される。 更には、不純物のドーピングも兼ねてB2H6
PH3,PF3等のガスを導入してやることも出来
る。 本発明に於いて、形成される光導電部材の電荷
輸送層中に含有されるH又はXの量又は(H+
X)の量は通常の場合1〜40atomic%、好適に
は5〜30atomic%とされるのが望ましい。 層中に含有されるH又は/及びXの量を制御す
るには、例えば堆積支持体温度又は/及びH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。 電荷輸送層をn型又はp型或いはi型とするに
は、グロー放電法や反応スパツターリング法等に
よる層形成の際に、n型不純物又はp型不純物、
或いは両不純物を形成される層中にその量を制御
し乍らドーピングしてやる事によつて成される。 電荷輸送層中にドーピングされる不純物として
は、電荷輸送層をp型にするには、周期律表第
族Aの元素、例えば、B,Al,Ga,In,Tl等が
好適なものとして挙げられる。 n型にする場合には、周期律表第族Aの元
素、例えば、N,P,As,Sb,Bi等が好適なも
のとして挙げられる。これ等の不純物は、層中に
含有される量がppmオーダーであるので、電荷輸
送層を構成する主物質程その公害性に注意を払う
必要はないが出来る限り公害性のないものを使用
するものが好ましい。この様な観点からすれば、
形成される層の電気的・光学的特性を加味して、
例えば、B,Ca,P,Sb等が最適である。この
他に、例えば、熱拡散やインプランテーシヨンに
よつてLi等がインターステイシアルにドーピング
されることでn型に制御することも可能である。
電荷輸送層中にドーピングされる不純物の量は、
所望される電気的・光学的特性に応じて適宜決定
されるが、n-型,i型,p-型とするにはノンド
ープのものから、周期律表第族Aの不純物を5
×10-3atomic%までドーピングしてやれば良く、
p型とするには周期律表第族Aの不純物を5×
10-3〜1×10-2atomic%ドーピングしてやれば良
い。n型とするには周期律表第族Aの不純物を
5×10-3atomic%以下の量範囲でドーピングし
てやることが望ましいものである。 電荷輸送層104の層厚としては、後述される
電荷発生層105中で発生されるフオトキヤリア
が効率良く注入され、該注入されたフオトキヤリ
アが所定の方向に効率良く輸送される様に所望に
従つて適宜決められるが通常の場合、 3〜100μ好適には5〜50μ である。 本発明に於いて、その目的を効果的に達成する
為に、電荷輸送層104上に積層される電荷発生
層105は下記に示す所謂、伝導型を支配する不
純物をヘビードープした半導体特性を有するa−
Si(H,X)で構成される。 p+型a−Si(H,X)…アクセプターのみで
あつてp型不純物を1×10-1〜10atomic%含
むもの。或いは、ドナーとアクセプターとの両
方を含み、アクセプターの濃度(Na)が高く、
相対的値としてp型不純物を1×10-1
10atomic%含むもの。 n+型a−Si(H,X)…ドナーのみであつて
n型不純物を1×10-1〜10atomic%含むもの。
或いはドナーとアクセプターの両方を含み、ド
ナーの濃度(Nd)が高く、相対的値としてn
型不純物を1×10-1〜10atomic%含むもの。 本発明の光導電部材100に於ける電荷発生層
105は、静電像形成の際に照射される光を主に
吸収してフオトキヤリアを発生する機能を有する
ものであるが、上記した様に伝導型を支配する不
純物を1×10-1〜10atomic%含有させることに
より、光導電部材に於ける電荷発生層の特性を満
足すると共に、従来例に較べ長波長側の光感度を
飛躍的に向上させることが出来る。 従つて、例えば、AlGaAs半導体レーザ(発振
光0.8μm乃至0.7μm)等の長波長帯の光を発振す
るレーザを光源として使用することが出来る。勿
論、本発明に於ける電荷発生層105は、これ等
の波長領域よりも短波長側の光によつても充分な
る量のフオトキヤリアを発生するので、その様な
波長領域の光を発する光源も使用することが出来
る。 又、電荷輸送層104は、通常の分光感度特性
を有しているa−Si(H,X)で構成されるので、
通常の可視光領域の光を発生する。例えば、ハロ
ゲンランプ、タングステンランプ、螢光灯等を光
源として使用する場合には、それ等の光源より発
せられる光は前記電荷輸送層104で主に吸収さ
れ、該層104でフオトキヤリアの発生が起るの
で、この場合でも、本発明の光導電部材は、充分
使用出来るものである。 詰り、本発明の光導電部材は、通常の可視光領
域から可視光領域の長波長帯、更には、それより
も長い波長の領域の光に対して、充分なる光感度
と速い光応答性を示すので、広範囲の波長領域の
光源を使用する事が出来る。 本発明に於ける電荷発生層105中に含有され
る不純物の量は、通常の場合、先に示した数値範
囲を取り得るものであるが、更に好適には5×
10-1〜10atomic%とされるのがより一層の効果
を生むので望ましいものである。 本発明に於ける電荷発生層105の層厚として
は、通常は0.3〜5μ、好適には0.5〜2μとされるの
が望ましい。 表面障壁層103は、電荷発生層105中のフ
リーキヤリアが流出するのを又は表面障壁層10
3表面に付与される表面電荷の層内部への注入を
阻止する機能を有し、表面電荷の保持能に長けて
いるものである。 表面障壁層103は、シリコンを母体とし、炭
素原子、窒素原子及び酸素原子の中から選択され
る原子の少なくとも一種と、必要に応じて水素原
子又はハロゲン原子の少なくともいずれか一方と
を含む非晶質材料<これ等を総称してa−〔Six
(C,N,O)1-xy(H,X)1-yと表記する(但
し、0<x<1,0<y<1)>或いは、電気絶
縁性の金属酸化物で構成される。 本発明に於いて、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。 上記表面障壁層103を構成する非晶質材料と
して、本発明に於いて有効に使用されるものとし
て具体的には、例えば、炭素系の非晶質材料とし
てa−SiaC1-a,a−(SibC1-bcH1-c,a−(Sid
C1-deX1-e,a−(SifC1-fg(H+X)1-g、窒素
系の非晶質材料としてa−SihN1-h,a−Sii
N1-ijH1-j,a−(SikN1-klX1-l,a−(SinN1-n
o(H+X)1-o、酸素系の非晶質材料としてa−
SipO1-p,a−(SipO1-pqH1-q,a−(SirO1-rs
X1-s,a−(SitO1-tu(H+X)1-u等、更には、
上記の非晶質材料に於いて、C,N,Oの中の少
なくとも2種の原子を構成原子として含む非晶質
材料を挙げることが出来る(但し、0<a,b,
c,d,e,f,g,h,i,j,k,l,m,
n,o,p,q,r,s,t,u<1)。 これ等の非晶質材料は層構成の最適化設計に依
る表面障壁層103に要求される特性及び該障壁
層103に接触して設けられ電荷輸送層104及
び電荷発生層105との連続的作成の容易さ等に
よつて適宜最適なものが選択される。殊に、特性
面からすれば、炭素系、窒素系の非晶質材料を選
択するのがより好ましいものである。 表面障壁層103を上記の非晶質材料で構成す
る場合の層形成法としては、グロー放電法、スパ
ツターリング法、イオンインブランテーシヨン
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、窒素原子、酸素原子、或いは必要に応じ
て水素原子やハロゲン原子を作製する障壁層10
3中に導入する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表面
障壁層103を形成しても良い。 グロー放電法によつて表面障壁層103を形成
するには、前記非晶質材料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1
01上に前記の非晶質材料を堆積させれば良い。 本発明に於いて、炭素系の非晶質材料で構成さ
れる表面障壁層103を形成する為の原料ガスと
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1〜5の飽和炭化水
素、炭素数2〜5のエチレン系炭化水素、炭素数
2〜4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),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)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、Si(CH34,Si(C2H54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も有効なもの
として使用される。 表面障壁層103をハロゲン原子を含む炭素系
の非晶質材料で構成する為の層形成用の原料ガス
の中でハロゲン原子導入用の原料ガスとしては、
例えば、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、BrF,ClF,ClF3,ClE5,BrE5
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、SiH2F3,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(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
シランの誘導体も有効なものとして挙げることが
出来る。 これ等の表面障壁層形成物質は、形成される表
面障壁層中に、所定の組成比でシリコン原子,炭
素原子及び必要に応じてハロゲン原子又は/及び
水素原子とが含有される様に、表面障壁層形成の
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表面障
壁層が形成され得るSi(CH34とハロゲン原子を
含有させるものとしてのSiHCl3,SiCl4
SiH2Cl2,或いはSiH3Cl等を所定の混合比でガス
状態で表面障壁層形成用の装置系内に導入してグ
ロー放電を生起させることによつてa−(Sif
C1-fg(X+H)1-gから成る障壁層を形成するこ
とが出来る。 本発明に於いて、窒素系の非晶質材料で表面障
壁層103を構成するのにグロー放電法を採用す
る場合には、先に挙げた表面障壁層形成用の物質
の中から所望に応じたものを選択し、それに加え
て次の窒素原子導入用の原料ガスを使用すれば良
い。即ち、表面障壁層103形成用の窒素原子導
入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、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。 この他に、窒素原子の導入に加えて、ハロゲン
原子の導入も行えるという点から、三弗化窒素
(F3N),四弗化窒素(F4N2)等のハロゲン化窒
素化合物を挙げることが出来る。 酸素系の非晶質材料で表面障壁層103を構成
するのにグロー放電法によつて層形成を行う場合
に於ける、表面障壁層103形成用の原料ガスと
なる出発物質としては、前記した表面障壁層形成
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、Siを構成原子とする原料ガスを使用す
る場合は、Siを構成原子とする原料ガスと、Oを
構成原子とする原料ガスと、必要に応じてH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、O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、Si,O
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),一酸化炭素(CO),二酸化炭素(CO2),
一酸化窒素(NO),二酸化炭素(CO2),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),SiとOと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。 上記した様に、グロー放電法によつて表面障壁
層103を形成する場合には、表面障壁層形成用
の出発物質を上記した物質の中より種々選択して
使用することにより、所望特性を有する所望構成
材料で構成された表面障壁層103を形成するこ
とが出来る。表面障壁層103をグロー放電法で
形成する場合の出発物質の組合せで良好なものと
して具体的には、例えば、Si(CH34,SiCl2
(CH32等の単独ガス又はSiH4−N2O系,SiH4
O2(−Ar)系,SiH4−NO2系,SiH4−O2−N2
系,SiCl4−CO2−H2系,SiCl4−NO−H2系,
SiH4−NH3系,SiCl4−NH4系,SiH4−N2系,
SiH4−NH3−NO系,Si(CH34−SiH4系,SiCl2
(CH32−SiH4系等の混合ガスを挙げることが出
来る。 スパツターリング法によつて炭素系の非晶質材
料で構成される表面障壁層103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
するのであれば、炭素原子と水素原子又はハロゲ
ン原子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H原子又はハロ
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。 炭素原子又は水素原子或いはハロゲン原子導入
用の原料ガスとしては、先述したグロー放電の例
で示した原料ガスが、スパツターリング法の場合
にも有効なガスとして使用され得る。 スパツターリング法によつて窒素系の非晶質材
料で構成される表面障壁層103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、窒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、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、スパツタ
ー用のガスとしての稀釈ガス雰囲気中で又は少な
くともH原子及び/又はX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原子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表面障壁層
形成用の出発物質の中のN原子導入用の原料ガス
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。 スパツターリング法によつて酸素系の非晶質材
料で構成される表面障壁層103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
ているウエーハー或いはSiO2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ーリング
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
H原子又は/及びX原子を構成要素として含有す
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。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、表面障壁層103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。 本発明に於ける表面障壁層103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とC,N,Oの中少なくとも1つ及び
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
電性から半導電性,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、非光導電
性で電気絶縁性の非晶質材料が形成される様に、
その作成条件の選択が厳密に成される。 上記の様な特性を有する前記の非晶質材料から
成る表面障壁層103が形成される為の層作成条
件の中の重要な要素として、層作成時の支持体温
度を挙げる事が出来る。 即ち、電荷発生層105の表面に前記非晶質材
料から成る表面障壁層103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前記非晶質材料が
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
表面障壁層103を形成する際の支持体温度とし
ては表面障壁層103の形成法に併せて適宜最適
範囲が選択されて、表面障壁層103の形成が実
行されるが、通常の場合、50〜300℃,好適には、
100℃〜250℃とされるのが望ましいものである。
表面障壁層103の形成には、同一系内で光導電
層102から表面障壁層103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、これ等の層
形成法で表面障壁層103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、作成される表面障壁層103の特
性を左右する重要な因子として挙げることが出来
る。 本発明に於ける目的が達成される為の特性を有
する表面障壁層103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1〜
300W,好適には2〜150Wである。又、堆積室内
のガス圧は通常3×10-3〜5torr、好適には8×
10-3〜0.5torr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表面障壁層103
に含有される炭素原子,窒素原子,酸素原子及び
水素原子,ハロゲン原子の量は、表面障壁層10
3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表面障壁層が形成される重要
な因子である。 表面障壁層103をa−SiaC1-aで構成する場
合には、炭素原子の含有量は、シリコン原子に対
して通常は60〜90atomic%、好適には65〜
80atomic%、最適には70〜75atomic%,aの表
示では通常は0.1〜0.4、好適には0.2〜0.35、最適
には0.25〜0.3とされ、a−(SibC1-bcH1-cで構成
する場合には炭素原子の含有量は、通常は30〜
90atomic%、好適には40〜90atomic%,最適に
は50〜80atomic%,水素原子の含有量としては、
通常1〜40atomic%,好適には2〜35atomic%,
最適には5〜30atomic%,b,cの表示で示せ
ば、bが通常は0.1〜0.5,好適には0.1〜0.35,最
適には0.15〜0.3,cが通常は0.60〜0.99,好適に
は0.65〜0.98,最適には0.7〜0.95とされ、a−
(SidC1-deX1-e又は、a−(SifC1-fg(H+X)1-
g

で構成する場合には、炭素原子の含有量は通常は
40〜90atomic%,好適には50〜90atomic%,最
適には60〜80atomic%,ハロゲン原子又はハロ
ゲン原子と水素原子とを併せた含有量は通常1〜
20atomic%,好適には1〜18atomic%,最適に
は2〜15atomic%とされ、ハロゲン原子と水素
原子の両者が含有される場合の水素原子の含有量
は、通常19atomic%,好適には13atomic%とさ
れ、d,e,f,gの表示では、d,fが通常は
0.1〜0.47,好適には0.1〜0.35,最適には0.15〜
0.3、e,gが通常は0.8〜0.99、好適には0.82〜
0.99最適には0.85〜0.98とされる。 表面障壁層103を窒素系の非晶質材料で構成
する場合、先ずa−SihN1-hの場合には、窒素原
子の含有量はシリコン原子に対して通常は43〜
60atomic%,好適には43〜50atomic%,hの表
示では通常は0.43〜0.60、好適には0.43〜0.50と
される。 a−(SiiN1-jjH1-jで構成する場合には、窒素
原子の含有量としては、通常は25〜55atomic%,
好適には35〜55atomic%,水素原子の含有量と
しては、通常2〜35atomic%,好適には5〜
30atomic%とされ、i,jで表示すれば、iと
しては通常0.43〜0.6,好適には0.43〜0.5,jと
しては通常0.65〜0.98,好適には0.7〜0.95とさ
れ、a−(SikN1-klX1-l又はa−(SinN1-no(H
+X)1-oで構成する場合には窒素原子の含有量
は、通常30〜60atomic%,好適には40〜
60atomic%、ハロゲン原子又は、ハロゲン原子
と水素原子とを併せた含有量は、通常1〜
20atomic%,好適には2〜15atomic%とされ、
ハロゲン原子と水素原子の両者が含有される場合
の水素原子の含有量は通常は19atomic%以下,
好適には13atomic%以下とされ、k,l,m,
nの表示では、k,lが通常は0.43〜0.60,好適
には0.43〜0.49、m,nが通常は0.8〜0.99,好適
には0.85〜0.98とされる。 表面障壁層103を酸素系の非晶質材料で構成
する場合には、先ず、a−SipO1-pでは、酸素原
子の含有量は、シリコン原子に対して60〜
67atomic%,好適には63〜67atomic%とされ、
oの表示では、通常0.33〜0.40,好適には、0.33
〜0.37とされる。 a−(SipO1-pqH1-qの場合には、酸素原子の含
有量は、通常は39〜66atomic%,好適には42〜
64atomic%、水素原子の含有量としては、通常
は2〜35atomic%,好適には5〜30atomic%、
p,qの表示では、pとして通常0.33〜0.40,好
適には0.33〜0.37qとして通常0.65〜0.98,好適に
は0.70〜0.95である。 a−(SirO1-rsX1-s,又はa−(SitO1-tu(H
+X)1-uで構成する場合には、酸素原子の含有量
は、通常48〜66atomic%,好適には51〜
66atomic%、ハロゲン原子又はハロゲン原子と
水素原子とを併せた含有量は、通常は1〜
20atomic%,好適には2〜15atomic%とされ、
ハロゲン原子と水素原子の両者が含有される場合
には、水素原子の含有量は通常は19atomic%以
下,好適には13atomic%以下とされ、r,s,
t,uの表示では、r,sは通常は0.33〜0.40,
好適には0.33〜0.37t,uとしては通常0.80〜0.99,
好適には0.85〜0.98とされる。 本発明に於いて、表面障壁層103を構成する
電気絶縁性の金属酸化物としては、TiO2
Ce2O3,ZrO2,HfO2,GeO2,CaO,BeO,
P2O5,Y2O3,Cr2O3,Al2O3,MgO,MgO・
Al2O3,SiO2・MgO等が好ましいものとして挙
げることが出来る。これ等は2種以上を併用して
中間層を形成しても良いものである。 電気絶縁性の金属酸化物で構成される表面障壁
層103の形成は、真空蒸着法、CVD(chemical
vapour deposition)法、グロー放電分解法、ス
パツターリング法、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、設備資本下の負荷程度、製造規模、作製
させ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。 例えば、スパツターリング法によつて表面障壁
層103を形成するには、表面障壁層形成用の出
発物質のウエーハーをターゲツトとして、He,
Ne,Ar等のスパツター用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。 エレクトロンビーム法を用いる場合には表面障
壁層形成用の出発物質を蒸着ボート内に入れてエ
レクトロンビームを照射して蒸着すればよい。 本発明に於ける表面障壁層103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つであり、本発明の目的を効果的に
達成する為の表面障壁層103の層厚としては、
通常の場合、30Å〜5μ、好適には50Å〜2μであ
る。 第2図には、本発明の光導電部材の別の実施態
様例の構成を説明する為の模式的構成図が示され
る。第2図に示される光導電部材200は、支持
体201と電荷輸送層204との間に下部障壁層
206を設けたもので、この点を除けば第1図に
示した光導電部材と同様の層構造を有している。 下部障壁層206は、支持体101側から電荷
輸送層204側へのフリーキヤリアの注入を阻止
する機能と、電磁波照射時に電磁波の照射によつ
て電荷発生層205中に発生するフオトキヤリア
の中、支持体101側に移動させるフオトキヤリ
アが下部障壁層206中を通過するのを容易に許
容する機能を有している。 下部障壁層206を構成する材料は、前記した
表面障壁層103を構成する材料の中より所望に
従つて選択されるものが使用され、その形成は、
表面障壁層103の形成と同様の手法で成され
る。 下部障壁層206の層厚としては、上記の機能
が充分果せる様に構成材料の選択との関連と要求
される特性に応じて適宜所望に従つて決められる
が、通常の場合30〜1000Å、好適には50〜600Å
とされるのが望ましいものである。 実施例 1 完全にシールドされたクリーンルーム中に設置
された第3図に示す装置を用い、以下の如き操作
によつて電子写真用像形成部材を作成した。 表面が清浄にされた0.5mm厚10cm角のモリブデ
ン(基板)302を堆積室301内の所定位置に
ある固定部材303に堅固に固定した。ターゲツ
ト305,306は多結晶高純度シリコン
(99.999%)を高純度クラフアイト(99.999%)
上に設置したものである。これらはシヤツター3
08によつてカバーされている。基板302は、
固定部材303内の加熱ヒーター304によつて
±0.5℃の精度で加熱される。温度は、熱電対
(アルメル−クロメル)によつて基板裏面を直接
測定されるようになされた。次いで系内の全バル
ブが閉じられていることを確認してからメインバ
ルブ331を全開して一旦5×10-7torr程度まで
真空にされ(このとき、系の全バルブは閉じられ
ている)、補助バルブ329および流出バルブ3
24,325,326,327,328が開かれ
フローメータ337,338,339,340,
341内が十分に脱気された後、流出バルブ32
4,325,326,327,328と補助バル
ブ329が閉じられた。その後、ヒータ304を
ONし、入力電圧を上昇させ、基板温度を検知し
ながら入力電圧を変化させ、250℃の一定値にな
るまで安定させた。 次に、H2で10vol%に希釈されたSiH4ガス(純
度99.999%)ボンベ309のバルブ314H2
500vppmに希釈されたB2H6ガスボンベ311の
バルブ316を開け、出口圧ゲージ332,33
4の圧を1Kg/cm2に調整し、流入バルブ319,
321を徐々に開けてフローメーター337,3
39内へSiH4/H2ガスB2H6/H2ガスを流入さ
せた。引続いて、流出バルブ324,326を
徐々に開け、次いで補助バルブ329を徐々に開
けた。このときSiH4/H2ガス流量とB2H6/H2
ガス流量比が500:1になるるように流入バルブ
319,321を調整した。次にピラニーゲージ
342の読みを注視しながら補助バルブ329の
開口を調整し、室301内が1×10-2torrになる
まで補助バルブ329を開けた。室301内圧が
安定してから、メインバルブ331を徐々に閉
じ、ピラニーゲージ342の指示が0.5torrにな
るまで開口を絞つた。ガス流入が安定し内圧が安
定するのを確認しシヤツター308を閉とし続い
て高周波電源343のスイツチをON状態にし
て、電極303,308間に13.56MHzの高周波
電力を投入し室301内にグロー放電を発生さ
せ、10Wの入力電力とした。グロー放電を10時間
持続させて層厚約15μの電荷輸送層を形成した。 高周波電源343をoff状態にし、放電を一旦
中止させ、バルブ331を一旦全開にした。次に
SiH4/H2ガス流量とS2H6/H2ガス流量比が1:
2になるように319,321を調整し、補助バ
ルブ329の開口を調整して室301内を1×
10-2torrに保つた。室301の内圧が安定してか
らメインバルブ331を徐々に閉じピラニーゲー
ジ342の指示が0.2torrになるまで開口を絞つ
た。ガス流入が安定し、内圧が安定するのを確認
し、高周波電源343のスイツチをON状態にし
て電極303,308間に高周波電力を投入し、
入力電力10Wで室301内にグロー放電を発生さ
せた。この様にして、グロー放電を約40分間持続
させることによつて約1μの電荷発生層を形成し
た。放電停止後バルブ324,326を閉じ、バ
ルブ329バルブ331を全開にして室301を
5×10-7torrにまで排気した。シヤツター308
は、このときに開かれる。基板温度が150℃にな
るよう調節し、安定させた。次にヒータ804の
入力電圧を下げてアルゴン(純度99.999%)ガス
ボンベ313のバルブ318を開け、出口圧力計
336の読みが1Kg/cm2になる様に調整された
後、流入バルブ323が開けられ、続いて流出バ
ルブ328が徐々に開けられ、アルゴンガスを室
301内に流入させた。ピラニーゲージ342の
指示が5×10-4torrになるまで、流出バルブ32
8が徐々に開けられ、この状態で流量が安定して
から、メインバルブ331が徐々に閉じられ、室
内圧が1×10-2torrになるまで開口が絞られた。
シヤツター308を開として、フローメータ34
1が安定するのを確認してから、高周波電源34
3をON状態にし、ターゲツト305,306お
よび固定部材303間に13.56MHz,100Wの交流
電力が入力された。この条件で安定した放電を続
ける様にマツチングを取りながら層を形成した。
この様にして約10分間放電を続けて900Åの表面
障壁層を形成した。 加熱ヒーター304をoff状態にし、高周波電
源343もoff状態とし、基板温度が100℃になる
のを待つてから流出バルブ324,326及び流
入バルブ319,321を閉じ、メインバルブ3
31を全開にして、室301内を10-5torr以下に
した後、メインバルブ331を閉じ室301内を
リークバルブ330によつて大気圧として基板を
取り出した。 こうして得られた光導電部材を実験用の帯電露
光装置に設置した。5.5KVでコロナ帯電を行
い、露光は画像信号を与えられた780nmの半導体
レーザーによる走査で行なわれ、その光量は5μJ
であつた。 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)を光導電部材表面にカスケード
することによつて、光導電部材表面上に良好なト
ナー画像を得た。光導電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、
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。又、画像形成を5万回繰返し行
つても上記の画像特性の低下は見られなかつた。 尚、ボンベ810にはSiF(H2を10vol%含む)、
817にはN2が封入されている。これらのガス
は以下の実施例に於て使用されるガス種のうちの
一部である。 実施例 2 電荷発生層の形成に於て、SiH4/H2とB2H6
H2の流量比をかえることによつて該層中のBの
含有量を種々に変化させた以外は実施例1と全く
同様の条件及び手順によつて光導電部材を作成し
た場合、及び、電荷発生層の形成に於て、グロー
放電時間を変えることによつて電荷発生層の層厚
を種々に変化させた以外は実施例1と全く同様の
条件及び手順によつて光導電部材を作成した場合
について、それぞれの試料を実施例1と全く同様
の帯電露光装置に設置して画像形成を行い、その
画質を判定したところ、下記の第1表に示す如き
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 photoconductive materials constituting photoconductive layers in solid-state imaging devices, electrophotographic image forming members in the image forming field, document reading devices, etc., highly sensitive,
It has a high signal-to-noise ratio (photocurrent (Ip)/dark current (Id)) and absorption spectrum characteristics that match the spectral characteristics of the irradiated electromagnetic waves, especially for the emission and wavelength characteristics of semiconductor lasers, which have recently made remarkable progress in development. The solid-state imaging device must have matched absorption spectrum characteristics, have fast photoresponsiveness, have the desired dark resistance value, be non-polluting to the human body during use, and furthermore, solid-state imaging devices must have a certain afterimage. Characteristics such as being able to easily process within a certain amount of time are required. Particularly in the case of an electrophotographic image forming member incorporated into an electrophotographic apparatus used in an office as a business machine, the pollution-free nature 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/reading device is described in JP-A-55-39404. 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. There are points that can be further improved in terms of usage environment characteristics and stability over time, making it suitable for practical solid-state imaging devices, reading devices, and electrophotography that can be used in a wide range of applications. Image forming members, etc. have productivity,
The reality is that it cannot be used effectively considering mass production. For example, when applied to image forming members for electrophotography, it is often observed that residual potential remains during use, and such photoconductive members may become fatigued due to repeated use if used repeatedly for a long time. There have been many disadvantages such as the so-called ghost phenomenon in which an afterimage occurs due to the accumulation of images. Furthermore, for example, according to many experiments conducted by the present inventors, a-Si as a material constituting the photoconductive layer of an electrophotographic image forming member is superior to conventional Se, CdS, ZnO, PVCz, TNF, etc. Although it has many advantages compared to OPC (organic photoconductive material), a-Si has been given characteristics for use in conventional solar cells.
Even when the photoconductive layer of an electrophotographic image forming member having a single-layer photoconductive layer is subjected to charging treatment for electrostatic image formation, dark decay is extremely fast, compared to ordinary electrophotography. The above-mentioned tendency is remarkable in a humid atmosphere, and in some cases, it may not be possible to retain the electrostatic charge at all until the development time.There are some points that can be solved. is known to exist. Furthermore, compared to the short wavelength side of the visible light region, the absorption coefficient in the longer wavelength region is relatively smaller than that in the long wavelength region, and there remains room for improvement in matching with semiconductor lasers. Therefore, while efforts are being made to improve the properties of the a-Si material itself, when designing photoconductive members, efforts are made to obtain the desired electrical, optical, and photoconductive properties as described above. There is a need. The present invention has been made in view of the above points, and includes a
-As a result of intensive and comprehensive research on Si from the viewpoint of its applicability and applicability as a photoconductive member used in electrophotographic image forming members, we found that Si has a silicon atom as its base material and 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, A photoconductive member manufactured with a designed layered structure is not only usable for practical purposes, but also surpasses conventional photoconductive members in most respects;
This is based on the discovery that it has particularly excellent properties as a photoconductive member for electrophotography 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 that has a long lifespan, 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 for electrophotography that has high photosensitivity in the entire visible light range, excellent matching with a semiconductor laser, and fast photoresponsiveness. Another object of the present invention is to maintain 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 for electrophotography, which has sufficient performance and excellent electrophotographic properties with almost no deterioration of the properties observed even in a humid atmosphere. 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. The photoconductive member for electrophotography of the present invention includes a support for the photoconductive member for electrophotography (hereinafter referred to as "photoconductive member"), and a free carrier is prevented from flowing out from the free surface side on the support. or a layer thickness composed of an amorphous material having a function of blocking the inflow of surface potential, containing at least one type of atom selected from carbon atoms, nitrogen atoms, and oxygen atoms, and having silicon atoms as its base material. A surface barrier layer of 30 Å to 5 μ, provided in contact with the layer, generates photocarriers that can be moved by electromagnetic irradiation, contains at least one of hydrogen atoms or halogen atoms, and has silicon atoms as a matrix. A charge generation layer with a thickness of 0.3 to 5μ, which is composed of an amorphous material and contains 1×10 -1 to 10 atomic% of impurities that control the conductivity type, and photocarriers generated in the layer are efficiently injected. at least one of hydrogen atoms or halogen atoms provided in contact with the charge generation layer so as to
It is characterized by being laminated with a charge transport layer made of an amorphous material having a thickness of 3 to 100 μm and having silicon atoms as its base material. A photoconductive member designed to have the above-mentioned layer structure can solve all of the above-mentioned problems, and exhibits extremely excellent electrical, optical, photoconductive properties, and use environment characteristics. . In particular, when applied as an image forming member for electrophotography, it has excellent charge retention ability during charging processing, has no influence of residual potential on image formation, and has stable electrical properties even in a humid atmosphere. With high sensitivity,
It has a high signal-to-noise ratio, is extremely resistant to light fatigue, has excellent repeatability, and can obtain high-quality visible images with high density, clear halftones, and high resolution. Furthermore, when applied to electrophotographic imaging members, a-Si(H,X) with high dark resistance has low photosensitivity;
Conversely, a-Si(H,X) with high photosensitivity has a dark resistance of 10 8
Ωm is as low as described above, and in any case, the photoconductive layer with the conventional layer structure could not be applied to an electrophotographic image forming member, whereas in the case of the present invention, the specified Because of the layered structure, even an a-Si ( H , Low but high sensitivitya
-Si(H,X) can also be used satisfactorily, a-Si(H,X)
Restrictions from the characteristics aspect of can be alleviated. 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 a basic configuration example of a photoconductive member of the present invention. The photoconductive member 100 shown in FIG.
2. A surface barrier layer 103 provided in direct contact with the photoconductive layer 102, and the photoconductive layer 102 includes a charge transport layer 104 and a charge generation layer 1.
This is the most basic example of the present invention, and has a functionally separated layer structure. The support 101 may be electrically conductive or electrically insulating. Examples of the conductive support include NiCr, stainless steel, Al, Cr, Mo, Au,
Examples include metals such as Nb, Ta, V, Ti, Pt, and Pd, 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. . 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 used as an image forming member, it is desirable to have an endless belt shape or a cylindrical shape 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 cases, the thickness is usually 10μ or more in view of manufacturing and handling of the support, mechanical strength, etc. In the photoconductive member 100 shown in FIG. 1, the charge transport layer 104 provided on the support 101 is composed of a-Si(H,X) having the semiconductor properties shown below. p-type a-Si(H,X)...Contains only acceptor. Or one that contains both a donor and an acceptor and has a high concentration of acceptor (Na). P - type a-Si (H, n-type a-Si(H,X): Contains only a donor. Or one that contains both donor and acceptor and has a high donor concentration (Nd). An n - type a-Si (H, i-type a-Si(H,X)...NaNdO or NaNd. In the present invention, specific examples of the halogen atom (X) contained in the charge transport layer 104 include fluorine, chlorine, bromine, and iodine, with fluorine and chlorine being particularly preferred. I can do it. In the present invention, the charge transport layer 104 made of a-Si (H, It will be done. For example, in order to form a charge transport layer composed of a-Si (H, A raw material gas for introducing atoms is introduced into a deposition chamber whose interior can be reduced in pressure, a glow discharge is generated in the deposition chamber, and a-Si (H, What is necessary is to form a layer consisting of X). In addition, when forming by sputtering method, for example, in an atmosphere of an inert gas such as Ar, He, etc. or a mixed gas based on these gases.
When sputtering a target made of Si, a gas for introducing hydrogen atoms and/or halogen atoms may be introduced into the deposition chamber for sputtering. As the Si generation raw material gas used in the present invention, silicon hydride (silanes) in a gaseous state or which can be gasified such as SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 , Si 4 H 10 is effectively used. Among them, SiH 4 and Si 2 H 6 are particularly preferred in terms of ease of handling during layer formation work and good Si generation efficiency. Effective raw material gases for introducing halogen atoms used in the present invention include many halogen compounds, such as halogen gases, halides, interhalogen compounds, and halogen-substituted silane derivatives in gaseous or gasified form. Preferred examples include the halogen compounds obtained. Further, silicon compounds containing halogen, which are in a gaseous state or can be gasified and which have silicon atoms and halogen atoms as constituent elements, can also be mentioned as effective 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 7 , IF 5 , ICl, and IBr. Preferred examples of silicon compounds containing halogens, so-called halogen-substituted silane derivatives include silicon halides such as SiF 4 , Si 2 F 6 , SiCl 4 and SiBr 4 . When forming the characteristic photoconductive member of the present invention by a glow discharge method using such a silicon compound containing halogen, silicon hydride gas is used as a raw material gas that can generate Si. At least, a photoconductive layer made of a-Si:X can be formed on a predetermined support. When manufacturing the charge transport layer 104 containing halogen atoms according to the glow discharge method, basically Si
Silicon halide gas, which is the raw material gas for generation, and
Gases such as Ar, H 2 , He, etc. are introduced into the deposition chamber in which the charge transport layer 104 is formed at a predetermined mixing ratio and gas flow rate, and a glow discharge is generated to create a plasma atmosphere of these gases. By forming
The charge transport layer 104 can be formed on a predetermined support, but in order to introduce hydrogen atoms, a predetermined amount of a silicon compound gas containing hydrogen atoms is further mixed with these gases to form a layer. It's okay. 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. In order to form a charge transport layer made of a-Si (H, Sputtering is carried out in a predetermined gas plasma atmosphere, and in the case of the ion plating method, polycrystalline silicon or single crystal silicon is housed in a deposition boat as an evaporation source, and this silicon evaporation source is heated using a resistance heating method or an electrobeam method ( This can be done by heating and evaporating the flying evaporates using a method such as EB method, etc., and passing the flying evaporates through a predetermined 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. Furthermore, when introducing hydrogen atoms, a raw material gas for introducing hydrogen atoms, such as H 2 or the above-mentioned silane gases, is introduced into the deposition chamber for sputtering to form a plasma atmosphere of the gas. good. In the present invention, the above-mentioned halogen compounds or halogen-containing silicon compounds are effectively used as the raw material gas for halogen introduction, but in addition, HF, HCl, HBr, HI
Hydrogen halides such as SiH 2 F 2 , SiH 2 Cl 2 ,
Halogen-substituted silicon hydrides such as SiHCl 3 , SiH 2 Br 2 , SiHBr 3 and other gaseous or gasifiable halides containing hydrogen atoms as one of their constituents are also effective starting materials for forming the charge transport layer. It can be mentioned as. These halides containing hydrogen atoms are used in the present invention because hydrogen atoms, which are extremely effective in controlling electrical or photoelectric properties, are also introduced into the layer at the same time as halogen atoms are introduced into the layer when forming the charge transport layer. is used as a suitable raw material for halogen introduction. In order to structurally introduce hydrogen atoms into the charge transport layer, in addition to the above, H 2 , SiH 4 , Si 2 H 6 ,
This can also be carried out by causing a discharge by causing a silicon hydride gas such as Si 3 H 8 or Si 4 H 10 to coexist with a silicon compound for producing a-Si in the deposition chamber. For example, in the case of the reactive sputtering method, Si
Using a target, a gas for introducing halogen atoms and H 2 gas, including inert gases such as He and Ar as necessary, are introduced into the deposition chamber to form a plasma atmosphere, and the Si target is sputtered. The charge generation layer 10 has predetermined characteristics by
A charge transport layer 104 made of a-Si(H,X) is formed on the 4th surface. Furthermore, B 2 H 6 , which also serves as impurity doping,
It is also possible to introduce a gas such as PH 3 or PF 3 . In the present invention, the amount of H or X contained in the charge transport layer of the photoconductive member to be formed or (H+
The amount of X) is usually 1 to 40 atomic %, preferably 5 to 30 atomic %. The amount of H and/or All you have to do is control the force. In order to make the charge transport layer n-type, p-type, or i-type, n-type impurities, p-type impurities,
Alternatively, this can be achieved by doping both impurities into the layer to be formed while controlling their amounts. As impurities to be doped into the charge transport layer, elements of group A of the periodic table, such as B, Al, Ga, In, Tl, etc., are preferably used to make the charge transport layer p-type. It will be done. In the case of n-type, suitable elements include elements of group A of the periodic table, such as N, P, As, Sb, and Bi. Since the amount of these impurities contained in the layer is on the order of ppm, it is not necessary to pay as much attention to their pollution properties as the main materials constituting the charge transport layer, but use materials that are as non-polluting as possible. Preferably. From this perspective,
Considering the electrical and optical properties of the layer to be formed,
For example, B, Ca, P, Sb, etc. are optimal. In addition, it is also possible to control the n-type by interstitial doping with Li or the like by thermal diffusion or implantation, for example.
The amount of impurity doped into the charge transport layer is
It is determined as appropriate depending on the desired electrical and optical properties, but for n - type, i-type, and p - type, from non-doped to impurities from group A of the periodic table.
All you have to do is dope it to ×10 -3 atomic%,
To make it p-type, add 5x impurities from group A of the periodic table.
10 -3 to 1×10 -2 atomic% doping is sufficient. In order to make the material n-type, it is desirable to dope it with an impurity belonging to group A of the periodic table in an amount of 5×10 -3 atomic % or less. The thickness of the charge transport layer 104 is determined as desired so that photocarriers generated in the charge generation layer 105, which will be described later, are efficiently injected and the injected photocarriers are efficiently transported in a predetermined direction. Therefore, it can be determined as appropriate, but usually it is 3 to 100μ, preferably 5 to 50μ. In the present invention, in order to effectively achieve the object, the charge generation layer 105 laminated on the charge transport layer 104 has the following so-called semiconductor characteristic a heavily doped with impurities that control the conductivity type. −
Composed of Si(H,X). p + type a-Si ( H, Alternatively, it contains both a donor and an acceptor, and the acceptor has a high concentration (Na),
As a relative value, p-type impurity is 1×10 -1 ~
Contains 10 atomic%. n + type a-Si ( H,
Or it contains both donor and acceptor, and the concentration of donor (Nd) is high and the relative value n
Contains type impurities of 1×10 -1 to 10 atomic%. The charge generation layer 105 in the photoconductive member 100 of the present invention has the function of mainly absorbing light irradiated during electrostatic image formation and generating photocarriers, but as described above, By containing 1×10 -1 to 10 atomic% of impurities that control the conductivity type, the characteristics of the charge generation layer in photoconductive materials are satisfied, and the photosensitivity on the long wavelength side is dramatically increased compared to conventional examples. It can be improved. Therefore, for example, a laser that oscillates light in a long wavelength range, such as an AlGaAs semiconductor laser (oscillation light of 0.8 μm to 0.7 μm), can be used as the light source. Of course, the charge generation layer 105 in the present invention generates a sufficient amount of photocarriers even with light in shorter wavelengths than these wavelength ranges, so a light source that emits light in such wavelength ranges may be used. can also be used. Furthermore, since the charge transport layer 104 is composed of a-Si(H,X) having normal spectral sensitivity characteristics,
Generates light in the normal visible light range. For example, when a halogen lamp, tungsten lamp, fluorescent lamp, etc. is used as a light source, the light emitted from the light source is mainly absorbed by the charge transport layer 104, and photocarriers are not generated in the layer 104. Therefore, even in this case, the photoconductive member of the present invention can be used satisfactorily. The photoconductive member of the present invention has sufficient photosensitivity and quick photoresponsiveness for light in the normal visible light range, long wavelength range of the visible light range, and even longer wavelength range. Therefore, a light source with a wide range of wavelengths can be used. In the present invention, the amount of impurities contained in the charge generation layer 105 can normally be within the numerical range shown above, but more preferably 5×
A range of 10 -1 to 10 atomic % is desirable because it produces even greater effects. The thickness of the charge generation layer 105 in the present invention is usually 0.3 to 5 .mu.m, preferably 0.5 to 2 .mu.m. The surface barrier layer 103 prevents free carriers in the charge generation layer 105 from flowing out or prevents the surface barrier layer 10 from flowing out.
3. It has a function of preventing surface charges imparted to the surface from being injected into the layer, and is excellent in retaining surface charges. The surface barrier layer 103 is an amorphous material whose base material is silicon and which contains at least one type of atom selected from carbon atoms, nitrogen atoms, and oxygen atoms, and at least one of hydrogen atoms or halogen atoms as necessary. quality materials <these are collectively called a- [Si x
(C, N, O) 1 - x ] y (H, be done. In the present invention, preferred halogen atoms (X) are F, Cl, Br, and I, with F and Cl being particularly preferred. Specifically, as the amorphous material constituting the surface barrier layer 103, carbon-based amorphous materials that can be effectively used in the present invention include a-Si a C 1-a , a-(Si b C 1-b ) c H 1-c , a-(Si d
C 1-d ) e X 1-e , a-(Si f C 1-f ) g (H+X) 1-g , a-Si h N 1-h , a-Si i
N 1-i ) j H 1-j , a-(Si k N 1-k ) l X 1-l , a-(Si n N 1-n )
o (H+X) 1-o , a- as an oxygen-based amorphous material
Si p O 1-p ,a-(Si p O 1-p ) q H 1-q ,a-(Si r O 1-r ) s
X 1-s , a-(Si t O 1-t ) u (H+X) 1-u , etc., and further,
Among the above-mentioned amorphous materials, examples include amorphous materials containing at least two types of atoms among C, N, and O as constituent atoms (provided that 0<a, b,
c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m,
n, o, p, q, r, s, t, u<1). These amorphous materials have the characteristics required for the surface barrier layer 103 depending on the optimized design of the layer structure and the continuous formation of the charge transport layer 104 and charge generation layer 105 provided in contact with the barrier layer 103. The most suitable one is selected depending on the ease of operation, etc. In particular, from the viewpoint of properties, it is more preferable to select carbon-based or nitrogen-based amorphous materials. When the surface barrier layer 103 is made of the above-mentioned amorphous material, the layer formation method may be a glow discharge method, a sputtering method, an ion implantation method, an ion plating method, an electron beam method, etc. will be accomplished. 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. Barrier layer 10 in which carbon atoms, nitrogen atoms, oxygen atoms, or hydrogen atoms or halogen atoms are formed as necessary in addition to silicon atoms, and it is relatively easy to control the manufacturing conditions for manufacturing a photoconductive member having the barrier layer 10.
The glow discharge method or the sputtering method is preferably employed because of the advantages of easy introduction into the liquid. Furthermore, in the present invention, the surface barrier layer 103 may be formed by using a glow discharge method and a sputtering method in the same apparatus system. In order to form the surface barrier layer 103 by the glow discharge method, the raw material gas for forming the amorphous material is
If necessary, it is mixed with a dilution gas at a predetermined mixing ratio and introduced into a deposition chamber for vacuum deposition in which the support 101 is installed, and the introduced gas is turned into gas plasma by generating a glow discharge. The support 1
The amorphous material described above may be deposited on 01. In the present invention, SiH 4 and Si containing Si and H are effectively used as raw material gases for forming the surface barrier layer 103 made of a carbon-based amorphous material. Silicon hydride gas such as silanes such as 2 H 6 , Si 3 H 8 , Si 4 H 10 , etc., saturated hydrocarbons containing C and H as constituent atoms, e.g. saturated hydrocarbons having 1 to 5 carbon atoms, carbon atoms Examples include ethylene hydrocarbons having 2 to 5 carbon atoms, acetylene hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms, and the like. Specifically, saturated hydrocarbons include methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), propane (C 3 H 8 ), n
-butane (n - C4H10 ) , pentane ( C5H12 ), ethylene hydrocarbons include ethylene ( C2H4 ),
Propylene (C 3 H 6 ), butene-1 (C 4 H 8 ), butene-2 (C 4 H 8 ), isobutylene (C 4 H 8 ), pentene (C 5 H 10 ), acetylenic hydrocarbons ,
Examples include acetylene (C 2 H 2 ), methylacetylene (C 3 H 4 ), butyne (C 4 H 6 ), and the like. Examples of the source gas containing Si, C, and H as constituent atoms include alkyl silicides such as Si(CH 3 ) 4 and Si(C 2 H 5 ) 4 . In addition to these raw material gases, H
Of course, H 2 is also effectively used as the raw material gas for introduction. Among the raw material gases for layer formation to configure the surface barrier layer 103 from a carbon-based amorphous material containing halogen atoms, the raw material gases for introducing halogen atoms include:
Examples include simple halogens, hydrogen halides, interhalogen compounds, silicon halides, halogen-substituted silicon hydrides, and silicon hydrides. Specifically, halogen gases include fluorine, chlorine, bromine, and iodine, hydrogen halides include FH, HI, HCl, and HBr, and interhalogen compounds include BrF, ClF, ClF 3 , ClE 5 , BrE5 ,
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 3 , SiH 2 Cl 2 ,
SiHCl 3 , SiH 3 Cl, SiH 3 Br, SiH 2 Br 2 , SiHBr 3 ,
Examples of silicon hydride include SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 ,
Silanes such as Si 4 H 10 , etc. can be mentioned. In addition to these, CCl 4 , CHF 3 , CH 2 F 2 , CH 3 F,
Halogen-substituted paraffinic hydrocarbons such as CH 3 Cl, CH 3 Br, CH 3 I, C 2 H 5 Cl, fluorinated sulfur compounds such as SF 4 and SF 6 , Si(CH 3 ) 4 , Si(C 2 Alkyl silicides such as H 5 ) 4 , SiCl (CH 3 ) 3 , SiCl 2 (CH 3 ) 2 ,
Derivatives of silanes such as halogen-containing alkyl silicides such as SiCl 3 CH 3 may also be mentioned as useful. These surface barrier layer-forming substances are used to form a surface barrier layer so that silicon atoms, carbon atoms, and optionally halogen atoms and/or hydrogen atoms are contained in a predetermined composition ratio in the surface barrier layer formed. They are selected and used as desired when forming the barrier layer. For example, SiHCl 3 which contains Si(CH 3 ) 4 and halogen atoms, which can easily contain silicon atoms, carbon atoms, and hydrogen atoms and form a surface barrier layer with desired characteristics, SiCl 4 ,
A- ( Si f
A barrier layer consisting of C 1-f ) g (X+H) 1-g can be formed. In the present invention, when employing a glow discharge method to form the surface barrier layer 103 with a nitrogen-based amorphous material, a material for forming the surface barrier layer listed above may be used as desired. In addition to that, the next raw material gas for introducing nitrogen atoms may be used. That is, starting materials that can be effectively used as raw material gases for introducing nitrogen atoms to form the surface barrier layer 103 include those containing N as a constituent atom, or those containing N as a constituent atom.
and H as constituent atoms, such as nitrogen (N 2 ), ammonia (NH 3 ), hydrazine (H 2 NNH 2 ), hydrogen azide (HN 3 ), ammonium azide (NH 4 N 3 )
Mention may be made of nitrogen compounds such as gaseous or gasifiable nitrogen, nitrides and azides. In addition to the above, halogenated nitrogen compounds such as nitrogen trifluoride (F 3 N) and nitrogen tetrafluoride (F 4 N 2 ) can be mentioned because they can also introduce halogen atoms in addition to nitrogen atoms. I can do it. When forming the surface barrier layer 103 using an oxygen-based amorphous material by a glow discharge method, the starting materials that serve as the raw material gas for forming the surface barrier layer 103 include the above-mentioned materials. Starting materials for introducing oxygen atoms are added to those selected as desired from among the starting materials for forming the surface barrier layer. 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, when using a raw material gas containing Si as a constituent atom, a raw material gas containing Si as a constituent atom, a raw material gas containing O as a constituent atom, and a raw material gas containing H or and X as a constituent atom as necessary. Either a raw material gas containing Si and a raw material gas containing O and H are mixed at a desired mixing ratio. mosquito,
Alternatively, a raw material gas containing Si as a constituent atom and Si, O
It is possible to use a mixture of a raw material gas having three constituent atoms: and H. Alternatively, a raw material gas containing Si and H as constituent atoms may be mixed with a raw material gas containing O as constituent atoms. Specifically, for example, oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ),
Nitric oxide (NO), carbon dioxide (CO 2 ), nitric oxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), nitrogen monoxide (N 2 O), nitrogen sesquioxide (N 2 O 3 ), nitrogen tetroxide (N 2 O 4 ), nitrogen pentoxide (N 2 O 5 ), nitrogen trioxide (NO 3 ), Si, O, and H as constituent atoms, such as disiloxane H 3 SiOSiH 3 , trisiloxane
Examples include lower siloxanes such as H 3 SiOSiH 2 OSiH 3 and the like. As mentioned above, when forming the surface barrier layer 103 by the glow discharge method, by selecting and using various starting materials for forming the surface barrier layer from among the above-mentioned materials, desired characteristics can be obtained. The surface barrier layer 103 made of a desired constituent material can be formed. Specifically, a good combination of starting materials when forming the surface barrier layer 103 by a glow discharge method includes, for example, Si(CH 3 ) 4 , SiCl 2
Single gas such as (CH 3 ) 2 or SiH 4 −N 2 O system, SiH 4
O 2 (−Ar) system, SiH 4 −NO 2 system, SiH 4 −O 2 −N 2
system, SiCl 4 −CO 2 −H 2 system, SiCl 4 −NO−H 2 system,
SiH 4 −NH 3 system, SiCl 4 −NH 4 system, SiH 4 −N 2 system,
SiH 4 −NH 3 −NO system, Si(CH 3 ) 4 −SiH 4 system, SiCl 2
Examples include mixed gases such as (CH 3 ) 2 -SiH 4 . To form the surface barrier layer 103 made of a carbon-based amorphous material by the sputtering method, a single crystal or polycrystalline Si wafer, a C wafer, or a mixture of Si and C is used. This can be carried out by sputtering the wafers in various gas atmospheres, using them as targets. For example, if a Si wafer is used as a target, the raw material gas for introducing carbon atoms and hydrogen atoms or halogen atoms However, the Si wafer may be sputtered by forming a gas plasma of these gases. Alternatively, sputtering can be carried out in a gas atmosphere containing at least H atoms or halogen atoms by using Si and C as separate targets or by using a single target containing Si and C. It is accomplished by doing. As the raw material gas for introducing carbon atoms, hydrogen atoms, or halogen atoms, the raw material gases shown in the glow discharge example described above can be used as effective gases also in the case of the sputtering method. To form the surface barrier layer 103 made of a nitrogen-based amorphous material by the sputtering method, a single crystal or polycrystalline Si wafer or Si 3 N 4 is used.
This can be carried out by targeting a wafer or a wafer containing a mixture of Si and Si 3 N 4 and sputtering the wafer in various gas atmospheres. For example, if a Si wafer is used as a target, nitrogen atoms and optionally hydrogen atoms or/and
and a raw material gas for introducing halogen atoms, such as H 2 and N 2 or NH 3 , diluted with diluting gas as necessary and introduced into a deposition chamber for sputtering,
The Si wafer may be sputtered by forming a gas plasma of these gases. Alternatively, it can be diluted as a sputtering gas by using separate targets for Si and Si 3 N 4 or by using a single target formed by mixing Si and Si 3 N 4 . This is done by sputtering in a gas atmosphere or in a gas atmosphere containing at least H atoms and/or X atoms. Possible raw material gases for introducing N atoms include the raw material gases for introducing N atoms in the starting materials for forming the surface barrier layer shown in the example of glow discharge mentioned above, which can also be used in the case of sputtering. Can be used as an effective gas. To form the surface barrier layer 103 made of an oxygen-based amorphous material by the sputtering method, a single crystal or polycrystalline Si wafer or SiO 2
This can be carried out by targeting a wafer, a wafer containing a mixture of Si and SiO 2 , or an SiO 2 wafer, and sputtering the wafer 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 diluent gas as necessary and introduced into a deposition chamber for sputtering, and a gas plasma of these gases is formed to sputter the Si wafer. All you have to do is ring it. 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 H atoms and/or X atoms as constituent elements. As the raw material gas for introducing oxygen atoms, the raw material gas for introducing oxygen atoms among the raw material gases shown in the glow discharge example described above can be used as an effective gas also in the case of sputtering. In the present invention, the diluent gas used when forming the surface barrier layer 103 by a glow discharge method or a sputtering method is a so-called rare gas, for example.
Preferred examples include He, Ne, Ar, and the like. The surface barrier layer 103 in the present invention is carefully formed so as to provide the required properties as desired. That is, a substance whose constituent atoms are at least one of Si, C, N, and O, and optionally H or/and X, has a structure ranging from crystalline to amorphous depending on its preparation conditions. In terms of electrical properties, it exhibits properties ranging from conductivity to semiconductivity to insulating properties, and properties ranging from photoconductive properties to non-photoconductive properties, so in the present invention, so that a non-photoconductive, electrically insulating amorphous material is formed.
The conditions for its creation are strictly selected. An important element in the layer forming conditions for forming the surface barrier layer 103 made of the amorphous material having the above characteristics is the temperature of the support during layer forming. That is, when forming the surface barrier layer 103 made of the amorphous material on the surface of the charge generation layer 105, the temperature of the support during layer formation is an important factor that influences the structure and properties of the formed layer. In the present invention, the temperature of the support during layer formation is strictly controlled so that the amorphous material having the desired properties can be formed as desired. In order to effectively achieve the purpose of the present invention, the temperature of the support when forming the surface barrier layer 103 is appropriately selected in an optimal range in accordance with the method of forming the surface barrier layer 103. 103 is carried out, typically at 50-300°C, preferably at
The temperature is preferably 100°C to 250°C.
The formation of the surface barrier layer 103 requires delicate control of the composition ratio of atoms constituting each layer and control of the layer thickness, which allows continuous formation from the photoconductive layer 102 to the surface barrier layer 103 in the same system. The glow discharge method and sputtering method are advantageous because they are relatively easy compared to other methods, but when forming the surface barrier layer 103 using these layer formation methods, ,
Similar to the support temperature described above, the discharge power and gas pressure during layer formation can be cited as important factors that influence the characteristics of the surface barrier layer 103 to be created. The discharge power conditions for effectively creating the surface barrier layer 103 with good productivity, which has the characteristics to achieve the purpose of the present invention, are usually 1 to 1.
300W, preferably 2-150W. Also, the gas pressure in the deposition chamber is usually 3×10 -3 to 5 torr, preferably 8×
It is desirable that it be about 10 -3 to 0.5 torr. Surface barrier layer 103 in the photoconductive member of the present invention
The amount of carbon atoms, nitrogen atoms, oxygen atoms, hydrogen atoms, and halogen atoms contained in the surface barrier layer 10
Similar to the production conditions in No. 3, this is an important factor in forming a surface barrier layer that provides the desired characteristics to achieve the object of the present invention. When the surface barrier layer 103 is composed of a-Si a C 1-a , the content of carbon atoms is usually 60 to 90 atomic%, preferably 65 to 90 atomic%, based on silicon atoms.
80 atomic%, optimally 70 to 75 atomic%, the representation of a is usually 0.1 to 0.4, preferably 0.2 to 0.35, optimally 0.25 to 0.3, a-(Si b C 1-b ) c H 1 In the case of -c , the carbon atom content is usually 30~
The content of hydrogen atoms is 90 atomic%, preferably 40 to 90 atomic%, optimally 50 to 80 atomic%,
Usually 1 to 40 atomic%, preferably 2 to 35 atomic%,
Optimally, 5 to 30 atomic%, expressed in b and c, b is usually 0.1 to 0.5, preferably 0.1 to 0.35, optimally 0.15 to 0.3, and c is usually 0.60 to 0.99, preferably 0.65 to 0.98, optimally 0.7 to 0.95, a-
(Si d C 1-d ) e X 1-e or a-(Si f C 1-f ) g (H+X) 1-
g

, the carbon atom content is usually
40 to 90 atomic%, preferably 50 to 90 atomic%, optimally 60 to 80 atomic%, and the content of halogen atoms or the combined content of halogen atoms and hydrogen atoms is usually 1 to 1.
The content of hydrogen atoms is usually 19 atomic%, preferably 13 atomic% when both halogen atoms and hydrogen atoms are contained. In the representation of d, e, f, g, d and f are usually
0.1~0.47, preferably 0.1~0.35, optimally 0.15~
0.3, e, g is usually 0.8 to 0.99, preferably 0.82 to
0.99 The optimum value is 0.85 to 0.98. When the surface barrier layer 103 is made of a nitrogen-based amorphous material, first of all, in the case of a-Si h N 1-h , the content of nitrogen atoms is usually 43 to 43 to silicon atoms.
60 atomic %, preferably 43 to 50 atomic %, h usually 0.43 to 0.60, preferably 0.43 to 0.50. When composed of a-(Si i N 1-j ) j H 1-j , the nitrogen atom content is usually 25 to 55 atomic%,
Preferably 35 to 55 atomic%, hydrogen atom content usually 2 to 35 atomic%, preferably 5 to 55 atomic%.
30 atomic% and expressed as i and j, i is usually 0.43 to 0.6, preferably 0.43 to 0.5, j is usually 0.65 to 0.98, preferably 0.7 to 0.95, and a-(Si k N 1-k ) l X 1-l or a-(Si n N 1-n ) o (H
+X) When composed of 1-o , the nitrogen atom content is usually 30 to 60 atomic%, preferably 40 to
The content of halogen atoms or the combined content of halogen atoms and hydrogen atoms is usually 1 to 60 atomic%.
20 atomic%, preferably 2 to 15 atomic%,
When both halogen atoms and hydrogen atoms are contained, the hydrogen atom content is usually 19 atomic% or less,
It is preferably 13 atomic% or less, and k, l, m,
In the representation of n, k and l are usually 0.43 to 0.60, preferably 0.43 to 0.49, and m and n are usually 0.8 to 0.99, preferably 0.85 to 0.98. When the surface barrier layer 103 is made of an oxygen-based amorphous material, first, in a-Si p O 1-p , the content of oxygen atoms is 60 to 60% of silicon atoms.
67 atomic%, preferably 63 to 67 atomic%,
o is usually 0.33 to 0.40, preferably 0.33
~0.37. In the case of a-(Si p O 1-p ) q H 1-q , the content of oxygen atoms is usually 39 to 66 atomic%, preferably 42 to 66 atomic%.
64 atomic%, hydrogen atom content is usually 2 to 35 atomic%, preferably 5 to 30 atomic%,
In terms of p and q, p is usually 0.33 to 0.40, preferably 0.33 to 0.37q, usually 0.65 to 0.98, preferably 0.70 to 0.95. a-(Si r O 1-r ) s X 1-s , or a-(Si t O 1-t ) u (H
+X) When composed of 1-u , the content of oxygen atoms is usually 48 to 66 atomic%, preferably 51 to
66 atomic%, the content of halogen atoms or the combined content of halogen atoms and hydrogen atoms is usually 1 to 1.
20 atomic%, preferably 2 to 15 atomic%,
When both halogen atoms and hydrogen atoms are contained, the content of hydrogen atoms is usually 19 atomic% or less, preferably 13 atomic% or less, and r, s,
In the representation of t and u, r and s are usually 0.33 to 0.40,
Preferably 0.33 to 0.37t, u usually 0.80 to 0.99,
It is preferably 0.85 to 0.98. In the present invention, the electrically insulating metal oxides constituting the surface barrier layer 103 include TiO 2 ,
Ce 2 O 3 , ZrO 2 , HfO 2 , G e O 2 , Ca O, B e O,
P 2 O 5 , Y 2 O 3 , C r2 O 3 , Al 2 O 3 , M g O, M g O・
Preferred examples include Al 2 O 3 and SiO 2 ·M g O. Two or more of these may be used in combination to form the intermediate layer. The surface barrier layer 103 made of electrically insulating metal oxide can be formed by vacuum evaporation, CVD (chemical
This is accomplished by a vapor deposition method, a glow discharge decomposition method, a sputtering method, an ion implantation method, an ion plating method, an electron beam method, or the like. These manufacturing methods are appropriately selected and employed depending on factors such as manufacturing conditions, load on equipment capital, manufacturing scale, and desired characteristics of the photoconductive member to be manufactured. For example, to form the surface barrier layer 103 by sputtering, a wafer as a starting material for forming the surface barrier layer is used as a target, He,
This may be carried out by sputtering in a sputtering gas atmosphere such as Ne or Ar. When using the electron beam method, the starting material for forming the surface barrier layer may be placed in a vapor deposition boat and irradiated with an electron beam to perform vapor deposition. The numerical range of the layer thickness of the surface barrier layer 103 in the present invention is one of the important factors for effectively achieving the object of the present invention. The layer thickness of the surface barrier layer 103 is as follows:
Typically it is between 30 Å and 5 μ, preferably between 50 Å and 2 μ. FIG. 2 shows a schematic configuration diagram for explaining the configuration of another embodiment of the photoconductive member of the present invention. The photoconductive member 200 shown in FIG. 2 has a lower barrier layer 206 between the support 201 and the charge transport layer 204, and is similar to the photoconductive member shown in FIG. 1 except for this point. It has a layered structure. The lower barrier layer 206 has the function of blocking injection of free carriers from the support 101 side to the charge transport layer 204 side, and of photocarriers generated in the charge generation layer 205 by electromagnetic wave irradiation. It has a function of easily allowing the photo carrier to be moved to the support body 101 side to pass through the lower barrier layer 206. The material constituting the lower barrier layer 206 is selected as desired from among the materials constituting the surface barrier layer 103 described above, and its formation is as follows:
This is done by the same method as for forming the surface barrier layer 103. The thickness of the lower barrier layer 206 is determined as desired depending on the selection of the constituent materials and the required properties so that the above function can be fully performed, but it is usually 30 to 1000 Å, preferably 50~600Å
It is desirable that this is the case. Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 3 installed in a completely shielded clean room, an electrophotographic image forming member was prepared by the following operations. A 0.5 mm thick, 10 cm square molybdenum (substrate) 302 whose surface was cleaned was firmly fixed to a fixing member 303 at a predetermined position in the deposition chamber 301 . Targets 305 and 306 are polycrystalline high purity silicon (99.999%) and high purity craftite (99.999%).
It is installed above. These are shutter 3
Covered by 08. The substrate 302 is
It is heated with an accuracy of ±0.5° C. by a heater 304 inside the fixed member 303. Temperature was measured directly on the back side of the substrate by a thermocouple (alumel-chromel). Next, after confirming that all valves in the system are closed, the main valve 331 is fully opened to create a vacuum of approximately 5×10 -7 torr (at this time, all valves in the system are closed). , auxiliary valve 329 and outflow valve 3
24, 325, 326, 327, 328 are opened and flow meters 337, 338, 339, 340,
After the inside of 341 is sufficiently degassed, the outflow valve 32
4,325,326,327,328 and auxiliary valve 329 were closed. After that, turn on the heater 304.
The input voltage was turned on, the input voltage was increased, and the input voltage was varied while detecting the board temperature until it stabilized at a constant value of 250℃. Next, SiH 4 gas (99.999% purity) diluted to 10 vol% with H 2 in valve 314H 2 of cylinder 309
Open the valve 316 of the B 2 H 6 gas cylinder 311 diluted to 500vppm, and check the outlet pressure gauges 332 and 33.
Adjust the pressure of 4 to 1Kg/cm 2 and open the inflow valve 319,
Gradually open 321 and check the flow meter 337,3
SiH 4 /H 2 gas B 2 H 6 /H 2 gas was flowed into the chamber. Subsequently, the outflow valves 324 and 326 were gradually opened, and then the auxiliary valve 329 was gradually opened. At this time, SiH 4 /H 2 gas flow rate and B 2 H 6 /H 2
The inlet valves 319 and 321 were adjusted so that the gas flow ratio was 500:1. Next, the opening of the auxiliary valve 329 was adjusted while observing the reading on the Pirani gauge 342, and the auxiliary valve 329 was opened until the inside of the chamber 301 reached 1×10 −2 torr. After the internal pressure of the chamber 301 became stable, the main valve 331 was gradually closed and the opening was throttled until the reading on the Pirani gauge 342 reached 0.5 torr. After confirming that the gas inflow is stable and the internal pressure is stable, the shutter 308 is closed, and then the high frequency power source 343 is turned on, and 13.56 MHz high frequency power is applied between the electrodes 303 and 308 to cause glow inside the chamber 301. A discharge was generated and the input power was 10W. The glow discharge was continued for 10 hours to form a charge transport layer with a thickness of about 15 μm. The high frequency power source 343 was turned off, the discharge was temporarily stopped, and the valve 331 was once fully opened. next
SiH 4 /H 2 gas flow rate and S 2 H 6 /H 2 gas flow rate ratio is 1:
2, adjust the opening of the auxiliary valve 329 so that the inside of the chamber 301 is 1×
It was kept at 10 -2 torr. After the internal pressure of the chamber 301 became stable, the main valve 331 was gradually closed and the opening was throttled until the reading on the Pirani gauge 342 reached 0.2 torr. After confirming that the gas inflow is stable and the internal pressure is stable, the high frequency power source 343 is turned on and high frequency power is applied between the electrodes 303 and 308.
A glow discharge was generated in the chamber 301 with an input power of 10W. In this manner, the glow discharge was continued for about 40 minutes to form a charge generation layer of about 1 μm. After the discharge was stopped, the valves 324 and 326 were closed, and the valve 329 and the valve 331 were fully opened to exhaust the chamber 301 to 5×10 −7 torr. Shutter 308
will be opened at this time. The substrate temperature was adjusted to 150°C and stabilized. Next, the input voltage of the heater 804 is lowered, the valve 318 of the argon (99.999% purity) gas cylinder 313 is opened, and the reading of the outlet pressure gauge 336 is adjusted to 1 Kg/cm 2 , and then the inflow valve 323 is opened. Then, the outflow valve 328 was gradually opened to allow argon gas to flow into the chamber 301. the outflow valve 32 until the reading on the Pirani gauge 342 is 5×10 -4 torr.
8 was gradually opened, and after the flow rate became stable in this state, the main valve 331 was gradually closed, and the opening was narrowed until the indoor pressure reached 1×10 −2 torr.
With the shutter 308 open, the flow meter 34
After confirming that 1 is stable, turn on the high frequency power supply 34.
3 was turned on, and 13.56 MHz, 100 W AC power was input between targets 305, 306 and fixed member 303. Under these conditions, the layers were formed while performing matching so that stable discharge could continue.
Discharge was continued in this manner for about 10 minutes to form a surface barrier layer of 900 Å. The heating heater 304 is turned off, the high frequency power supply 343 is also turned off, and after waiting for the substrate temperature to reach 100°C, the outflow valves 324, 326 and the inflow valves 319, 321 are closed, and the main valve 3 is turned off.
31 was fully opened to bring the inside of the chamber 301 to 10 -5 torr or less, the main valve 331 was closed, the inside of the chamber 301 was brought to atmospheric pressure by the leak valve 330, and the substrate was taken out. The photoconductive member thus obtained was placed in an experimental charging exposure apparatus. Corona charging is performed at 5.5KV, and exposure is performed by scanning with a 780nm semiconductor laser fed with an image signal, and the light intensity is 5μJ.
It was hot. Immediately thereafter, a good toner image was obtained on the photoconductive member surface by cascading a chargeable developer (including toner and carrier) onto the photoconductive member surface. The toner image on the photoconductive member is
Transferred onto transfer paper with 5.0KV corona charging,
Clear, high-density images with excellent resolution and good gradation reproducibility were obtained. Further, even after image formation was repeated 50,000 times, no deterioration in the image characteristics was observed. In addition, cylinder 810 contains SiF (containing 10 vol% H 2 ),
817 is filled with N2 . These gases are some of the gas species used in the following examples. Example 2 In forming a charge generation layer, SiH 4 /H 2 and B 2 H 6 /
When a photoconductive member was prepared under the same conditions and procedures as in Example 1, except that the content of B in the layer was varied by changing the flow rate ratio of H 2 , and A photoconductive member was prepared under the same conditions and procedures as in Example 1, except that in forming the charge generation layer, the thickness of the charge generation layer was varied by changing the glow discharge time. In this case, each sample was placed in the same charging exposure apparatus as in Example 1 to form an image, and the image quality was evaluated, and the results shown in Table 1 below were obtained.

【表】 実施例 3 支持体と電荷輸送層の界面にさらに下部障壁層
を設けること以外は、実施例1と全く同一な条件
で光導電部材(層構造は第2図に示すのと同様)
が作成された。下部障壁層はグロー放電時間が5
分間であること以外は、実施例1に於て表面障壁
層を形成したのと全く同一な条件で形成された。
その厚さは約500Åであつた。この光導電部材を
用いて、実施例1と同じ帯電露光装置によつて画
像を形成したところ、実施例1よりさらにコント
ラストの高い良質な画像が得られた。 実施例 4 電荷発生層作成時に於てH2で500vppmに希釈
されたB2H6ガスを用いる変わりにH2で500vppm
に希釈されたPH3ガスを用いること以外は実施例
3と全く同一なる条件で光導電部材を作成した。
この場合の層構成は第2図に示されるものであ
る。 こうして得られた光導電部材を実施例1で用い
た帯電露光装置に設置した。画像形成としては
6KVでコロナ帯電を行い、露光は画像信号を与
えられた780nm半導体レーザによる走査で行わ
れ、その光量は10μJである。露光後直ちに荷
電性の現像剤を光導電部材表面にカスケードする
ことによつて、光導電部材上のトナー画像を、
5.5KVのコロナ帯電で転写紙上に良好な転写画像
を得ることができた。 実施例 5 第2図の層構成に基づき表面障壁層,下部障壁
層の作成条件を変えた例を第2表乃至第4表に示
す。尚、ここで挙げた例に於て電荷発生層,電荷
輸送層は実施例1に於て挙げたものと全く同等で
ある。
[Table] Example 3 A photoconductive member (layer structure is the same as shown in FIG. 2) under exactly the same conditions as Example 1 except that a lower barrier layer was further provided at the interface between the support and the charge transport layer.
was created. The lower barrier layer has a glow discharge time of 5
The surface barrier layer was formed under exactly the same conditions as in Example 1, except that the surface barrier layer was formed for 1 minute.
Its thickness was approximately 500 Å. When an image was formed using this photoconductive member using the same charging exposure device as in Example 1, a high-quality image with even higher contrast than in Example 1 was obtained. Example 4 When creating the charge generation layer, instead of using B2H6 gas diluted to 500vppm with H2 , 500vppm of H2 was used.
A photoconductive member was produced under exactly the same conditions as in Example 3, except for using PH 3 gas diluted to 50%.
The layer structure in this case is shown in FIG. The photoconductive member thus obtained was placed in the charging exposure apparatus used in Example 1. For image formation
Corona charging is performed at 6KV, and exposure is performed by scanning with a 780nm semiconductor laser fed with an image signal, and the amount of light is 10μJ. The toner image on the photoconductive member is created by cascading a charged developer onto the photoconductive member surface immediately after exposure.
A good transferred image could be obtained on the transfer paper using 5.5KV corona charging. Example 5 Tables 2 to 4 show examples in which the conditions for forming the surface barrier layer and the lower barrier layer were changed based on the layer structure shown in FIG. In the example mentioned here, the charge generation layer and the charge transport layer are exactly the same as those mentioned in Example 1.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図は各々本発明の光導電部材の
好適な実施態様例の層構造を説明する為の模式的
層構造断面図、第3図は本発明の光導電部材を作
成する場合の装置の典型例を説明する為の模式的
説明図である。 100,200……光導電部材、101,20
1……支持体、102,202……光導電層、1
03,203……表面障壁層、104,204…
…電荷輸送層、105,205……電荷発生層、
206……下部障壁層。
FIGS. 1 and 2 are schematic layer structure cross-sectional views for explaining the layer structure of preferred embodiments of the photoconductive member of the present invention, and FIG. 3 is a case in which the photoconductive member of the present invention is prepared. FIG. 2 is a schematic explanatory diagram for explaining a typical example of the device. 100,200...Photoconductive member, 101,20
1...Support, 102,202...Photoconductive layer, 1
03,203...Surface barrier layer, 104,204...
...charge transport layer, 105,205...charge generation layer,
206...lower barrier 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、自由表面側より、フリーキヤリ
アの流出かまたは表面電位の流入を阻止する機能
を具備し、炭素原子、窒素原子及び酸素原子の中
から選択される原子の少なくとも一種を含み、シ
リコン原子を母体とする非晶質材料で構成された
層厚30Å〜5μの表面障壁層、 該層と接触して設けられ、電磁波照射によつて
移動可能なフオトキヤリア発生し、水素原子又は
ハロゲン原子の少なくともいずれか一方を含み、
シリコン原子を母体とする非晶質材料で構成され
伝導型を支配する不純物を1×10-1〜10atomic
%含有している層厚0.3〜5μの電荷発生層及び、 該層中に発生するフオトキヤリアが効率良く注
入される様に電荷発生層に接触して設けてある水
素原子又はハロゲン原子の少なくともいずれか一
方を含み、シリコン原子を母体とする層厚3〜
100μの非晶質材料で構成された電荷輸送層とが
積層されていることを特徴とする電子写真用光導
電部材。 2 表面の障壁層が水素原子又はハロゲン原子の
いずれか一方を少なくとも含む特許請求の範囲第
1項に記載の電子写真用光導電部材。 3 支持体と電荷輸送層との間に、これらに直接
挾持され、前記支持体側から前記電荷発生層側へ
のフリーキヤリアの注入を阻止し且つ電磁波照射
時において、該電磁波の照射によつて前記電荷発
生層中で発生するフオトキヤリアの中、前記支持
体方向に移動させるフオトキヤリアの前記支持体
側への通過を許容する機能を備えた下部障壁層が
更に設けて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。 4 表面障壁層が、シリコン原子を母体とし、炭
素原子、窒素原子及び酸素原子の中から選択され
る原子の少なくとも一種とを含む非晶質材料で構
成されている特許請求の範囲第3項に記載の電子
写真用光導電部材。 5 下部障壁層が水素原子又はハロゲン原子のい
ずれか一方を少なくとも含む特許請求の範囲第3
項に記載の電子写真用光導電部材。 6 下部障壁層が、電気絶縁性の金属酸化物で構
成されている特許請求の範囲第2項に記載の電子
写真用光導電部材。 7 下部障壁層の層厚が30Å〜1000Åである特許
請求の範囲第3項乃至同第6項に記載の電子写真
用光導電部材。 8 電荷輸送層がi型の半導体特性を示す特許請
求の範囲第1項に記載の電子写真用光導電部材。 9 電荷発生層がp+型の半導体特性を示す特許
請求の範囲第1項に記載の電子写真用光導電部
材。 10 電荷発生層がn+型の半導体特性を示す特
許請求の範囲第1項に記載の電子写真用光導電部
材。 11 電荷発生層がp+型の半導体特性を示す場
合には電荷輸送層は、n-型、n型あるいはi型
の半導体特性を示す特許請求の範囲第1項に記載
の電子写真用光導電部材。 12 電荷発生層がn+型の半導体特性を示す場
合には電荷輸送層は、p-型、p型あるいはi型
の半導体特性を示す特許請求の範囲第1項に記載
の電子写真用光導電部材。
[Scope of Claims] 1. A support for a photoconductive member for electrophotography, and a support having a function of preventing the outflow of free carriers or the inflow of surface potential from the free surface side, and comprising carbon atoms on the support. , a surface barrier layer having a thickness of 30 Å to 5 μ and made of an amorphous material having silicon atoms as a matrix and containing at least one type of atom selected from nitrogen atoms and oxygen atoms, provided in contact with the layer; generated by electromagnetic wave irradiation, containing at least either a hydrogen atom or a halogen atom,
The impurity, which is composed of an amorphous material with silicon atoms as its base material and controls the conductivity type, is 1×10 -1 ~10 atomic.
%, and at least one of hydrogen atoms or halogen atoms provided in contact with the charge generation layer so that photocarriers generated in the layer are efficiently injected. A layer thickness of 3 to 3 containing either one of the two and having silicon atoms as the matrix
A photoconductive member for electrophotography, characterized in that a charge transport layer made of an amorphous material with a thickness of 100μ is laminated thereon. 2. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the barrier layer on the surface contains at least either a hydrogen atom or a halogen atom. 3. Directly sandwiched between the support and the charge transport layer, which prevents the injection of free carriers from the support side to the charge generation layer side, and when irradiating the electromagnetic waves, Claim 1, further comprising a lower barrier layer having a function of allowing photo carriers generated in the charge generation layer to pass toward the support. A photoconductive member for electrophotography as described in . 4. Claim 3, wherein the surface barrier layer is made of an amorphous material containing silicon atoms as a matrix and at least one type of atom selected from carbon atoms, nitrogen atoms, and oxygen atoms. The electrophotographic photoconductive member described above. 5 Claim 3 in which the lower barrier layer contains at least either hydrogen atoms or halogen atoms
A photoconductive member for electrophotography as described in 2. 6. The photoconductive member for electrophotography according to claim 2, wherein the lower barrier layer is made of an electrically insulating metal oxide. 7. The photoconductive member for electrophotography according to claims 3 to 6, wherein the lower barrier layer has a layer thickness of 30 Å to 1000 Å. 8. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the charge transport layer exhibits i-type semiconductor characteristics. 9. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the charge generation layer exhibits p + type semiconductor characteristics. 10. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the charge generation layer exhibits n + type semiconductor characteristics. 11. When the charge generation layer exhibits p + type semiconductor characteristics, the charge transport layer exhibits n - type, n-type or i-type semiconductor characteristics. Element. 12. When the charge generation layer exhibits n + type semiconductor characteristics, the charge transport layer exhibits p-type, p - type, or i-type semiconductor characteristics. Element.
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