JPH0458016B2 - - Google Patents

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JPH0458016B2
JPH0458016B2 JP57197101A JP19710182A JPH0458016B2 JP H0458016 B2 JPH0458016 B2 JP H0458016B2 JP 57197101 A JP57197101 A JP 57197101A JP 19710182 A JP19710182 A JP 19710182A JP H0458016 B2 JPH0458016 B2 JP H0458016B2
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JP
Japan
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layer
gas
sih
amorphous silicon
film
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JP57197101A
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JPS5987461A (ja
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Katsumi Suzuki
Masao Obara
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえば電子複写機、電子プリンタ
等に適用し得る電子写真感光体の改良に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来電子写真感光体としては、Se,Se−Te,
Se−As系およびCdS系、有機光導電体(O.P.
C.),ZnOとう用いられて来た。ところでSe−系
感光体はビツカース硬度が40前後と小さいことに
より機械的摩耗に弱く、またガラス転移点が45℃
近辺にあるため、複写機内が45℃を越えてしまう
と、結晶化してしまい表面電位の低下等の特性の
劣化が起こる。CdS系は、CdS自身が有毒物質で
あるという基本的問題を内在している。O.P.C.,
ZnO等は塗布によつて作成できるため安価である
という反面、寿命が短かく、耐湿性が劣るという
欠点がある。 そこで近年、アモルフアス・シリコン(以下a
−Siと記す)感光体が注目をあびて来た。a−Si
感光体はビツカース硬度が1000以上と硬い上、ガ
ラス転移点が300℃以上であり、感光体の長寿命
化が可能である。また分光感度が800μmと長波
長の側にまで延ばすことが可能であり、その応用
範囲がSe,CdSに比べて広い。近年の報告ではこ
のSiにB(ホウ素)またはP(リン)をドープする
と、P型、N型の光導電体に自由に変えることが
可能であるというメリツトがある。 a−Si感光体は主にSiH4ガスのプラズマ放電
によつてAl等の導電性基板上に成膜される。と
ころがSiH4ガスのプラズマ分解によつて成膜さ
れたa−Si;H膜では最良の特性であつても暗抵
抗ρD=1011Ωcmである。一方では電子写真感光体
として直流のコロナ帯電によつて表面電位500V
以上得るためにはρD=1013Ωcm以上の高暗抵抗で
なければならないことが種々の文献、特許等で知
られている。そこで種々の不純物ガスのドープに
よつてこの暗抵抗を上げる成膜条件の検討がなさ
れている。例えば、O2/SiH4流量比で4%以上
の酸素をドープした混合ガスのプラズマ状態によ
つて成膜されたa−Si;H,O膜ではρD=1013Ω
cm以上の高暗抵抗を得られるが、同時に光抵抗も
大きくなつてしまい高い静電コントラストが得ら
れない。 一方では、CH4/SiH4流量比100%以上で、高
周波電力(R.F.パワー)が200W以上の高パワー
でCH4,SiH4ガスをプラズマ分解するとCH3
ジカルが少なくなりC−Hが多くなることからC
−ドープのa−Si;H,C膜であつてもρD=1012
Ωcm,ρph=108Ωcmの好特性が得られる成膜条
件の実験の結果判明している。 そこで例えばCH4/SiH4流量比200%でパワー
400W、圧力1.0torr、基板温度200℃でAlドラム
基板上へ単層で成膜した電子写真感光体を試作し
た。この様に作成されたa−Si;H,C感光体
の直流コロナ帯電を行なつたところ+550Vの表
面電位を得、10luxのタングステン光に対して
7.0l.a.の光感度を示した。また機械による画出し
を行なつても良好な画質が得られた。 ところが、このサンプルのオプテイカルバンド
ギヤツプを測定したところEgopt=2.3eVであつ
た。これは分光吸収端では540μmに相当する。
この結果をもとに、この感光体ドラムを用いてカ
ラー原稿に画出しを行なつたところ、黄や赤に光
感度がないことが判明した。 〔発明の目的〕 本発明は、上記事情にもとずきなされたもの
で、高感度で広い分光吸収を示し、カラー原稿に
対しても良好な画質が得られるアモルフアス・シ
リコン感光体を提供しようとするものである。 〔発明の概要〕 本発明は、導電性基板上に、第1層として水素
および炭素を含むアモルフアス・シリコン膜、第
2層として暗抵抗が109Ωcm以上で光抵抗が107Ω
cm以下の水素、炭素およびホウ素を含むとともに
SiH4ガス、CH4/SiH4流量比100%以上のCH4
ス、及びB2H6/SiH4流量比10-2〜10-3のB2H6
スの混合ガスによるプラズマ状態下で成膜された
アモルフアス・シリコン膜および第3層として暗
抵抗が1013Ωcm以上の水素および炭素を含むアモ
ルフアス・シリコン膜を順次積層したことを特徴
とするものである。 〔発明の実施例〕 以下、本発明を第1図に示す一実施例を参照し
て説明する。 a−Si感光体は前述したようにBをドープする
ことにより容易にP型光導電体に変えることが出
来る。C及びBをドープしたSiはB2H6/SiH4
量比で10-3〜10-2とヘビードープするとP型光導
電体になると同時にオプテイカルバンドギヤツプ
Egoptが1.9eVと小さくなることが実験的に判明
している。ところがBをヘビードープしたa−
Si;H,C,B膜のρD=109,ρph=106と暗抵抗
が小さくなることも測定の結果判明している。従
つてBをヘビードープしたa−Si;H,C,B膜
単層では、直流のコロナ帯電で表面電位が乗らな
いことは明らかである。 そこで、第1図に示す様な3層構成の感光体を
発明した。これは導電性基板1上に第1の層とし
てρD=1013Ωcm以上、ρph=108Ωcm、及びEgopt
=1.9eVのa−Si;H,C膜2を10μm以上成膜
し、次いで第2の層としてBをヘビードープした
a−Si;H,C,B膜3、ρD=109Ωcm,ρph=
106Ωcm,Egopt=1.9eVを200〜10000Å成膜し、
さらに最後に第3の層としてρD=1013Ωcm以上、
Egopt=2.5eV以上のa−Si;H,C膜4を200〜
2000Å積層したものである。 この3層構成の感光体の帯電、及び光感度の機
態は、まず直流のコロナ帯電を行なつた時はρD
1013Ωcm以上のa−Si;H,C膜2,4で耐圧を
もたせて表面電位を乗せ、光照射時にはEgopt=
2.5eVのa−Si;H,C膜4ではほとんどの光が
透過し、Egopt=1.9eVでρph=106Ωcmのa−
Si;H,C,B層で650nmの波長の光まで吸収
し、キヤリアを発生する。発生したキヤリアはρp
h=108Ωcmのa−Si;H,C膜2を通過して表
面電位の光減衰が起こる。 つぎに、本発明の作成手順の1例を説明する。
まず、径が130mmのAlドラム基板上を真空キヤン
バー内で200℃に加熱しキヤンバー内を10-6torr
まで真空に引いた後、 SiH4流量180SCCM、及びCH4/SiH4流量比
200%のCH4をキヤンバー内に導入する。真空
排気系のバルブの調接によつてキヤンバー内圧
力を1.0torrにした後13.56MHzのR.H.パワーを
400W対向電極に印加し、5時間(約18μm)
a−Si;H,C膜を成膜する。 R.FパワーをOFFにした後前述のSiH4,CH4
以外にB2H6/SiH4流量比10-3のB2H6ガス(水
素ベース)をさらにキヤンバー内に導入し、圧
力0.4,R.Fパワー25Wで30分間(約5000Å)a
−Si;H,C,B膜を成膜する。 R.FパワーをOFFにした後B2H6ガスを切り、
SiH473SCCM,CH4/SiH4流量比300%にした
後、圧力0.4torrでR.Fパワー25Wで約10分間
500Åa−Si;H,C膜を成膜した。 それぞれの膜の特性は先に小片プレート成膜し
たサンプルの測定によつて判明しており、下記の
表の通りである。
【表】 上記の条件で作成された3層構成感光体にの
直流コロナ帯電を行なつたところ、第1層ρD
1013Ωcm,18μmの耐圧のために600Vの表面電
位を得かつ、タングステン光10luxの照射に対し
て半減露光で0.7l.sの高感度を示した。 さらにはモノクロメーターを用いて分光感度を
測定したところ700nmまで光感度を示し、赤外ま
で感度があることが判明した。 (a) 第1層のa−Si;H,C膜2は作成条件から
ρD=1013以上有りρphの方は種々の実験結果さ
ら第2層の高感度層がる場合には109Ωcm程度
の抵抗であつても全体層で5l.s程度の半減露光
感度が得られることがわかつた。 (b) また第2層のa−Si;H,C,B膜3はρD
109Ωcm以上ないと光照射時に発生したキヤリ
アが横方向に広がつてしまい、文字のボケが生
ずることがわかつている。また、感光体の層全
体で1.0〜5.0l.sの高感度を得るためにはρphは
107Ωcm以下でなければならない。分光波長が
少なくとも650nmまであるためにはEgoptが
2.0eV以下でなければならないことも判明して
いる。 (c) 第3層のa−Si;H,C膜4は第2層のρD
小さいため帯電電荷を保持するための層である
が、そのためにρDは少なくとも1013Ωcm以上必
要である。また、照射した光が第2層にまで入
りこむため、透明に近くなければならずそのた
めEgoptは少なくとも2.5eV以上必要である。 (d) 第1層のa−Si;H,C膜の膜厚は、少なく
とも+500V以上の表面電位を得るためには5μ
m以上必要であるが、第2層で発生したキヤリ
アが速やかに基板側へ走行するためには80μm
以下が適当である。 (e) 第2層のa−Si;H,C,B膜の膜厚は、多
くのキヤリアをくり返し発生するためには50Å
以上は必要である。しかし膜厚があまり厚くな
るとρDが109Ωcmと小さいため光照射時に発生
したキヤリアが第2層を走行中に横方向へ広が
つてしまうので10000Å以下が望ましい。 (f) 第3層のa−Si;H,C膜の膜厚は表面電位
を保持するために最低200Å必要であるが、
2000Å以上の厚さになると、光照射時の残留電
位の上昇及び光感度を悪くしてしまう。 〔発明の効果〕 本発明は、以上説明したように、高感度で広い
分光吸収を示し、カラー原稿に対しても良好な画
質形成が可能となるといつた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示す概略的縦断側面
図である。 1……導電性基板、2……第1のアモルフア
ス・シリコンH,C膜、3……第2のアモルフア
ス・シリコンH,C,B膜、4……第3のアモル
フアス・シリコンH,C膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 導電性基板上に、第1層として水素および炭
    素を含むアモルフアス・シリコン膜、第2層とし
    て暗抵抗が109Ωcm以上で光抵抗が107Ωcm以下の
    水素、炭素およびホウ素を含むとともにSiH4
    ス、CH4/SiH4流量比100%以上のCH4ガス、お
    よびB2H6/SiH4流量比10-2〜10-3のB2H6ガスの
    混合ガスによるプラズマ状態下で成膜されたアモ
    ルフアス・シリコン膜および第3層として暗抵抗
    が1013Ωcm以上の水素および炭素を含むアモルフ
    アス・シリコン膜を順次積層したことを特徴とす
    る電子写真感光体。 2 第1層としてのアモルフアス・シリコン膜が
    具体的にはCH4ガスとCH4/SiH4流量比100%以
    上のCH4ガスとの混合ガスを用いて高周波電力
    200W以上のC−H結合の多いプラズマ状態下で
    成膜されたことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の電子写真感光体。 3 第3層としてのアモルフアス・シリコン膜が
    具体的にはSiH4ガスとCH4/SiH4流量比100%以
    上のCH4ガスとの混合ガスを用いて高周波電力
    50W以下のC−Hラジカルの少ないプラズマ状態
    下で成膜されたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の電子写真感光体。 4 第1層としてのアモルフアス・シリコン膜の
    膜厚が5μm以上80μm以下であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項または第2項記載の電子
    写真感光体。 5 第2層としてのアモルフアス・シリコン膜の
    膜厚が50Å〜10000Åであることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の電子写真感光体。 6 第3層としてのアモルフアス・シリコン膜の
    膜厚が200Å〜2000Åであることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項または第3項記載の電子写真
    感光体。
JP19710182A 1982-11-10 1982-11-10 電子写真感光体 Granted JPS5987461A (ja)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5664346A (en) * 1979-10-30 1981-06-01 Fuji Photo Film Co Ltd Electrophotographic receptor and its preparation
JPS5717952A (en) * 1980-07-09 1982-01-29 Oki Electric Ind Co Ltd Electrophotographic receptor
JPS58194732A (ja) * 1982-05-06 1983-11-12 Konishiroku Photo Ind Co Ltd アモルフアス炭化シリコン層の形成方法
JPS5967545A (ja) * 1982-10-11 1984-04-17 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 記録体

Patent Citations (4)

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