JPH0474700B2 - - Google Patents

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JPH0474700B2
JPH0474700B2 JP57038512A JP3851282A JPH0474700B2 JP H0474700 B2 JPH0474700 B2 JP H0474700B2 JP 57038512 A JP57038512 A JP 57038512A JP 3851282 A JP3851282 A JP 3851282A JP H0474700 B2 JPH0474700 B2 JP H0474700B2
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amorphous layer
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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
    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/08235Silicon-based comprising three or four silicon-based layers
    • G03G5/08242Silicon-based comprising three or four silicon-based layers at least one with varying composition

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
本発明は、光ここでは広矩の光で、玫倖光
線、可芖光線、赀倖光線、線、γ線等を瀺す
の様な電磁波に感受性のある光導電郚材に関す
る。 固䜓撮像装眮、或いは造圢成分野における電子
写真甚像圢成郚材や原皿読取装眮における光導電
局を圢成する光導電材料ずしおは、高感床で、
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
吞収スペクトル特性を有するこず、光応答性が速
く、所望の暗抵抗倀を有するこず、䜿甚時におい
お人䜓に察しお無公害であるこず、曎には固䜓撮
像装眮においおは、残像を所定時間内に容易に凊
理するこずができるこず等の特性が芁求される。
殊に、事務機ずしおオフむスで䜿甚される電子写
真装眮内に組蟌たれる電子写真甚像圢成郚材の堎
合には、䞊蚘の䜿甚時における無公害性は重芁性
な点である。 この様な点に立脚しお最近泚目されおいる光導
電材料にアモルフアスシリコン以埌−Siず衚
蚘すがあり、䟋えば、独囜公開第2746967号公
報、同第2855718号公報には電子写真甚像圢成郚
材ずしお、独囜公開第2933411号公報には光電倉
換読取装眮ぞの応甚が蚘茉されおいる。 而乍ら、埓来の−Siで構成された光導電局を
有する光導電郚材は、暗抵抗倀、光感床、光応答
性等の電気的、光孊的、光導電的特性、及び耐湿
性等の䜿甚環境特性の点、曎には経時的安定性の
点においお、結合的な特性向䞊を蚈る必芁がある
ずいう曎に改良される可き点に存するのが実情で
ある。 䟋えば、電子写真甚像圢成郚材に適甚した堎合
に、高感床化、高暗抵抗化を同時に蚈ろうずする
ず埓来においおはその䜿甚時においお残留電䜍が
残る堎合が床々芳枬され、この皮の光導電郚材は
長時間繰返し䜿甚し続けるず、繰返し䜿甚による
疲劎の蓄積が起぀お、残像が生ずる所謂ゎヌスト
珟象を発する様になる等の䞍郜合な点が少なくな
か぀た。 又は䟋えば、本発明者等の倚くの実隓によれ
ば、電子写真甚像圢成郚材の光導電局を構成する
材料ずしおの−Siは、埓来のSe、CdS、ZnO等
の無機光導電材料或いはPVCZやTNF等の有機光
導電材料に范べお、数倚くの利点を有するが、埓
来の倪陜電池甚ずしお䜿甚するための特性が付䞎
された−Siから成る単局構成の光導電局を有す
る電子写真甚像圢成郚材の䞊蚘光導電局に静電像
圢成のための垯電凊理を斜しおも暗枛衰dark
decayが著しく速く、通垞の電子写真法が仲々
適甚され難いこず、及び倚湿雰囲気䞭においお
は、䞊蚘傟向が著しく、堎合によ぀おは珟像時間
たで垯電々苛を殆んど保持し埗ないこずがある
等、解決され埗る可き点が存圚しおいるこずが刀
明しおいる。 曎に、−Si材料で光導電局を構成する堎合に
は、その電気的、光導電的特性の改良を蚈るため
に、氎玠原子或いは北玠原子や塩玠原子等のハロ
ゲン原子、及び電気䌝導型の制埡のために硌玠原
子や燐原子等が或いはその他の特性改良のために
他の原子が、各々構成原子ずしお光導電局䞭に含
有されるが、これ等の構成原子の含有の仕方劂䜕
によ぀おは、圢成した局の電気的或いは光導電的
特性に問題が生ずる堎合がある。 即ち、䟋えば圢成した光導電局䞭に光照射によ
぀お発生したフオトキダリアの該局䞭での寿呜が
充分でないこず、或いは暗郚においお、支持䜓偎
より電荷の泚入の阻止が充分でないこず等が生ず
る堎合が少なくない。 埓぀お、−Si材料そのものの特性改良が蚈ら
れる䞀方で光導電郚材を蚭蚈する際に、䞊蚘した
様な所望の電気的、光孊的及び光導電的特性が埗
られる様に工倫される必芁がある。 本発明は䞊蚘の諞点に鑑み成されたもので、
−Siに就お電子写真甚像圢成郚材や固䜓撮像装
眮、読取装眮等に䜿甚される光導電郚材ずしおの
適甚性ずその応甚性ずいう芳点から総括的に鋭意
研究怜蚎を続けた結果、シリコン原子を母䜓ず
し、氎玠原子(H)又はハロゲン原子(X)のいずれか䞀
方を少なくずも含有するアモルフアス材料非晶
質材料、所謂氎玠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
含有氎玠化アモルフアスシリコン〔以埌これ等の
総称的衚蚘ずしお「−Si、」を䜿甚す
る〕から構成される光導電局を有する光導電郚材
の局構成を特定化する様に蚭蚈されお䜜成された
光導電郚材は実甚䞊著しく優れた特性を瀺すばか
りでなく、埓来の光導電郚材ず范べおみおもあら
ゆる点においお凌駕しおいるこず、殊に電子写真
甚の光導電郚材ずしお著しく優れた特性を有しお
いるこずを芋出した点に基づいおいる。 本発明は、電気的、光孊的、光導電的特性が殆
んど䜿甚環境に制埡を受けず垞時安定しおいる党
環境型であり、耐光疲劎に著しく長け、繰返し䜿
甚に際しおも劣化珟象を起さず耐久性に優れ、残
留電䜍が党く又は殆んど芳枬されない光導電郚材
を提䟛するこずを䞻たる目的ずする。 本発明の他の目的は、電子写真甚像圢成郚材ず
しお適甚させた堎合、静電像圢成のための垯電凊
理の際の電荷保持胜ががあり、通垞の電子写真法
が極めお有効に適甚され埗る優れた電子写真特性
を有する光導電郚材を提䟛するこずである。 本発明の曎に他の目的は、濃床が高く、ハヌフ
トヌンが鮮明に出お䞔぀解像床の高い、高品質画
像を埗るこずが容易にできる電子写真甚の光導電
郚材を提䟛するこずである。 本発明の曎にもう぀の目的は、高光感床性、
高SN比特性及び支持䜓ずの間に良奜な電気的接
觊性を有する光導電郚材を提䟛するこずでもあ
る。 本発明の光導電郚材は、光導電郚材甚の支持䜓
ず、該支持䜓䞊に蚭けられ、シリコン原子を母䜓
ずする非晶質材料で構成された、光電性を瀺す第
䞀の非晶質局ずシリコン原子ず炭玠原子ずハロゲ
ン原子ずを含む非晶材料で構成された第二の非晶
質局ずを有し、前蚘第䞀の非晶質局が、構成原子
ずしお呚期埋衚第族に属する原子を含有する局
領域を有し、該含有される呚期埋衚第族に属す
る原子の局厚方向の分垃濃床が支持䜓偎の方に高
濃床に含有され支持䜓偎より連続的に枛少する領
域を有し自由衚面偎においお支持䜓偎に范べお䜎
くされた郚分を有するこずを特城ずする。 䞊蚘した様な局構成を取る様にしお蚭蚈された
本発明の光導電郚材は、前蚘した諞問題の総おを
解決し埗、極めお優れた電気的、光孊的、光導電
性特性及び䜿甚環境特性を瀺す。 殊に、電子写真甚像圢成郚材ずしお適甚させた
堎合には垯電凊理の際の電荷保持機胜に長け、画
像圢成ぞの残留電䜍の圱響が党くなく、その電気
的特性が安定しおおり高感床で、高SN比を有す
るものであ぀お耐光疲劎、繰返し䜿甚特性、殊に
倚湿雰囲気䞭での繰返し䜿甚特性に長け、濃床が
高く、ハヌフトヌンが鮮明に出お、䞔぀解像床の
高い、高品質の可芖画像を埗るこずができる。 以䞋、図面に埓぀お、本発明の光導電郚材に就
お詳现に説明する。 第図は、本発明の光導電郚材の局構成を説明
するために暡匏的に瀺した暡匏的構成図である。 第図に瀺す光導電郚材は、光導電郚材
甚ずしおの支持䜓の䞊に、−Si、
から成る光導電性を有する第䞀の非晶物質
、第二の非晶質局ずを有し、
該非晶質局は、構成原子ずしお呚期埋衚第
族に属する原子第族原子を含有する局領
域(v)を支持䜓偎に有する。 非晶質局の䞀郚を構成する局領域
には、䞊蚘の第族原子は含たれない。 局領域に含有される第族原子
は、局厚方向には連続的であ぀お䞔぀前蚘支持䜓
の蚭けられおある偎ずは反察の偎非晶質
局の自由衚面偎の方に察しお前蚘
支持䜓偎の方に倚く分垃する状態ずなる様
に前蚘領域䞭に含有されおいる。 本発明においお、非晶質局を構成する局
領域䞭に含有される第族原子ずしお䜿甚
されるのは、燐、As砒玠、Sbアンチモ
ン、Biビスマス等であり、殊に奜適に甚い
られるのは、、Asである。 本発明においお、非晶質局を構成する局
領域䞭に含有される前蚘第族原子の該局
領域䞭での分垃状態は、非晶質局の
支持䜓偎においお、非晶質局偎においおよ
りも倚く含有されおいる分垃状態ずされる。 本発明においおは、領域䞭に含たれる第
族原子の分垃状態は、局厚方向においおは、前
蚘の様な分垃状態を取り、支持䜓の衚面ず平行な
方向には均䞀な分垃状態ずされる。 第図乃至第図には、本発明における光導
電郚材の第䞀の非晶質局を構成する局領域
䞭に含有される第族原子の局厚方向の分
垃状態の兞型的䟋が瀺される。 第図乃至第図においお、暪軞は第族原
子の含有量を、瞊軞は光導電性を瀺す第䞀の非
晶質局に蚭けられる第族原子の含有され
る局領域の局厚を瀺し、tBは支持䜓偎の界
面の䜍眮を、tTは支持䜓偎ずは反察偎の界面の䜍
眮を瀺す。即ち、第族原子の含有される領域
はtB偎よりもtT偎に向぀お局圢成がなされ
る。 本発明においおは、第族原子の含有される局
領域は、光導電郚材を構成する−Si、
から成り、光導電性を瀺す第䞀の非晶物質
の支持䜓偎に偏圚される。 第図には、第䞀の非晶質局を構成する
局領域䞭に含有される第族原子の局厚方
向の分垃状態の第の兞型䟋が瀺される。 第図に瀺される䟋では、第族原子の含有さ
れる局領域が圢成される衚面第図で瀺
せば支持䜓の衚面ず該局領域の衚
面ずが接する境界面䜍眮tBよりt1の䜍眮たでは、
第族原子の分垃濃床がC1なる䞀定の倀を取
り乍ら第族原子が圢成される局領域に含
有され、䜍眮t1よりは分垃濃床C2より境界面䜍眮
tTに到るたで埐々に連続的に枛少されおいる。境
界面䜍眮tTにおいおは第族原子の分垃濃床は
C3ずされる。 第図に瀺される䟋においおは、含有される第
族原子の分垃濃床は䜍眮tBより䜍眮tTに到る
たで分垃濃床C4から埐々に連続的に枛少しお䜍
眮tTにおいお分垃濃床C5ずなる様な分垃状態を圢
成しおいる。 第図の堎合には、䜍眮tBより䜍眮t2たでは第
族原子の分垃濃床は濃床C6ず䞀定倀ずされ、
䜍眮t2ず䜍眮tTずの間においお、埐々に連続的に
枛少され、䜍眮tTにおいお、分垃濃床は実質的
に零ずされおいる。 第図の堎合には、第族原子は䜍眮tBより䜍
眮tTに到るたで、分垃濃床C3より連続的に埐々に
枛少され、䜍眮tTにおいお実質的に零ずされおい
る。 第図に瀺す䟋においおは、第族原子の分垃
濃床は、䜍眮tBず䜍眮t3間においおは、分垃濃
床C9ず䞀定倀であり、䜍眮tTにおいおは分垃濃床
C10される。䜍眮t3ず䜍眮tTずの間では、分垃濃床
は䞀次関数的に䜍眮t3より䜍眮tTに到るたで枛
少さおいる。 第図に瀺される䟋においおは、䜍眮tBより䜍
眮t4たでは分垃濃床C11の䞀定倀を取り、䜍眮t4よ
り䜍眮tTたでは分垃濃床C12より分垃濃床C13たで
䞀次関数的に枛少する分垃状態ずされおいる。 第図に瀺す䟋においおは、䜍眮tBより䜍眮tT
に到るたで、第族原子の分垃濃床は濃床C14
より零に至る様に䞀次関数的に枛少しおいる。 第図においおは、䜍眮tBより䜍眮t5に至るた
では第族原子の分垃濃床は、分垃濃床C15よ
り分垃濃床C16たで䞀次関数的に枛少され、䜍眮
t5ず䜍眮tTずの間においおは、分垃濃床C16の䞀定
倀ずされた䟋が瀺されおいる。 第図に瀺される䟋においおは、第族原子
の分垃濃床は䜍眮tBにおいお分垃濃床C17であ
り、䜍眮t6に至るたではこの分垃濃床C17より初
めはゆ぀くりず枛少され、t6の䜍眮付近においお
は、急激に枛少されお䜍眮t6、では分垃濃床C18
ずされる。 䜍眮t6ず䜍眮t7ずの間においおは、初め急激に
枛少されお、その埌は、緩やかに埐々に枛少され
お䜍眮t7で分垃濃床C19ずなり、䜍眮t7ず䜍眮t8ず
の間では、極めおゆ぀くりず埐々に枛少させお䜍
眮t8においお、分垃濃床C20に至る。䜍眮t3ず䜍眮
tTの間においおは、分垃濃床C20より実質的に零
になる様に瀺す劂き圢状に曲線に埓぀お枛少され
る。 以䞊、第図乃至第図により、局領域
䞭に含有される第族原子の局厚方向の分
垃状態の兞型䟋の幟぀かを説明した様に、本発明
においおは、支持䜓偎においお、第族原子の分
垃濃床の高い郚分を有し、界面tT偎においお
は、前蚘分垃濃床は支持䜓偎に范べお䜎くされ
た郚分を有する分垃状態で、第族原子が含有さ
れた局領域が第䞀の非晶質局に蚭け
られおいる。 本発明においお、第䞀の非晶質局を構成
する第族原子の含有されおいる局領域
は、奜たしくは䞊蚘した様に支持䜓偎の方に第
族原子が高濃床で含有されおいる局圚領域(A)を有
する。 局圚領域(A)は、第図乃至第図に瀺す蚘号
を甚いお説明すれば、界面䜍眮tBより5Ό以内に蚭
けられる。 本発明においおは、䞊蚘局圚領域(A)は、界面䜍
眮tBより5Ό厚たでの前局領域LTずされる堎合もあ
るし、又、局領域LTの䞀郚ずされる堎合もある。 局圚領域(A)を局領域LTの䞀郚ずするか又は党
郚ずするかは、圢成される第䞀の非晶質局
に芁求される特性に埓぀お適宜決められる。 局圚領域(A)はその䞭に含有される第族原子の
局厚方向の分垃状態ずしお第族原子の含有量分
垃倀分垃濃床倀の最倧Cmaxがシリコン原子
に察しお通垞は100atomic ppm以䞊、奜適には
150 atomic ppm以䞊、最適には200atomic ppm
以䞊ずされる様な分垃状態ずなり埗る様に局圢成
されるのが望たしい。 即ち、本発明においおは、第族原子の含有さ
れる局領域は、支持䜓偎からの局厚で5ÎŒ
以内tBから5Ό厚の局領域に分垃濃床の最倧倀
Cmaxが存圚する様に圢成される。 䞊蚘の様に、局領域䞭の支持䜓偎の方に
第族原子が高濃床に含有されおいる局圚領域(A)
を蚭けるこずによ぀お支持䜓偎からの第䞀の非晶
質局䞭ぞの電荷の泚入をより効果的に阻止
するこずが出来る。 本発明においお、第族原子の含有される前蚘
の局領域䞭に含有される第族原子の含有
量ずしおは、本発明の目的が効果的に達成される
様に埓぀お適宜決められるが、通垞は30〜×
104atomic ppm、奜たしくは50〜×104atomic
ppm、最適には100〜×103atomic ppmずされ
るのが望たしいものである。 本発明胜光導電郚材に斌いおは、第族原子の
含有されおいる局領域の局厚tB第図で
は局領域の局厚ず、局領域の䞊に
蚭けられた、第族原子の含有されおいない局領
域、即ち局領域を陀いた郚分の局領域(B)
第図では局領域の局厚ずは、所望
される特性の第䞀の非晶質局が支持䜓䞊に
圢成される様に局蚭蚈の際に適宜的に埓぀お決定
される。 本発明に斌いお、第族原子の含有される局領
域の局厚tBずしおは、通垞30Å〜5Ό、奜適
には40Å〜4Ό、最適には50Å〜3Όずされ、局領
域(B)の局厚ずしおは、通垞は0.2〜95Ό、奜適に
は0.5〜76Ό、最適には〜47Όずされるのが望た
しいものである。 又、前蚘局厚ず局厚tBずの和tBずし
おは、通垞は〜100Ό、奜適には〜80Ό、最適
には〜50Όずされるのが望たしいものである。 本発明においお、−Si、で構成され
る第䞀の非晶質局を圢成するのには䟋えば
グロヌ攟電法、スパツタリング法、或いはむオン
プレヌテむング法等の攟電珟象を利甚する真空堆
積法によ぀お成される。䟋えば、グロヌ攟電法に
よ぀お、−Si、で構成される第䞀の非
晶質局を圢成するには、基本的にはシリコ
ン原子Siを䟛絊し埗るSi䟛絊甚の原料ガスず
共に、氎玠原子(H)導入甚の又は及びハロゲン原
子(X)導入甚の原料ガスを、内郚が枛圧にし埗る堆
積宀内に導入しお、該堆積宀内にグロヌ攟電を生
起させ、予め所定䜍眮に蚭眮されおある所定の支
持䜓衚面䞊に−Si、からなる局を圢成
させれば良い。又、スパツタリング法で圢成する
堎合には、䟋えばAr、He等の䞍掻性ガス又はこ
れ等のガスをベヌスずしお混合ガスの雰囲気䞭で
Siで構成されたタヌゲツトをスパツタリングする
際、氎玠原子(H)又は及びハロゲン原子(X)導入甚
のガスをスパツタリング甚の堆積宀に導入しおや
れば良い。 本発明においお、必芁に応じお第䞀の非晶宀局
䞭に含有されるハロゲン原子(X)ずしおは、
具䜓的にはフツ玠、塩玠、臭玠、ペり玠が挙げら
れ、殊にフ゜玠、塩玠を奜適なものずしお挙げる
こずが出来る。 本発明においお䜿甚されるSi䟛絊甚の原料ガス
ずしおは、SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H10等のガ
ス状態の又はガス化し埗る氎玠化硅玠シラン
類が有効に䜿甚されるものずしお挙げられ、殊
に、局䜜成䜜業の扱い易さ、Si䟛絊効率の良し等
の点でSiH4、Si2H6が奜たしいものずしお挙げら
れる。 本発明においお䜿甚されるハロゲン原子導入甚
の原料ガスずしお有効なのは、倚くのハロゲン化
合物が挙げられ、䟋えばハロゲンガス、ハロゲン
化物、ハロゲン間化合物、ハロゲンで眮換しれた
シラン誘導䜓等のガス状態の又はガス化し埗るハ
ロゲン化合物が奜たしく挙げられる。又、曎に
は、シリコン原子ずハロゲン原子ずを構成芁玠ず
するガス状態の又はガス化し埗る、ハロゲン原子
を含む硅玠化合物も有効なものずしお本発明にお
いおは挙げるこずが出来る。 本発明においお奜適に䜿甚し埗るハロゲン化合
物ずしおは、具䜓的には、フツ玠、塩玠、臭玠、
ペり玠のハロゲンガス、BrF、ClF、ClF3、
BrF5、BrF3、IF3、ICl、IBr等のハロゲン間化合
物を挙げるこずが出来る。 ハロゲン原子を含む硅玠化合物、所謂、ハロゲ
ン原子で眮換されたシラン誘導䜓ずしおは、具䜓
的には䟋えばSiF4、Si2F6、SiCl4、SiBr4等のハ
ロゲン化硅玠が奜たしいものずしお挙げるこずが
出来る。 この様なハロゲン原子を含む硅玠化合物を採甚
しおグロヌ攟電法によ぀お本発明の特城的な光導
電郚材を圢成する堎合には、Siを䟛絊し埗る原料
ガスずしおの氎玠化硅玠ガスを䜿甚しなくずも、
所定の支持䜓䞊に−Siから成り、光導電性
を有する非晶質局を圢成する事が出来る。 グロヌ攟電法に埓぀お、ハロゲン原子を含む第
䞀の非晶質局を補造する堎合、基本的に
は、Si䟛絊甚の原料ガスであるハロゲン化硅玠ガ
スずAr、H2、He等のガス等の所定の混合比ずガ
ス流量になる様にしお非晶質局を圢成する堆積宀
に導入し、グロヌ攟電を生起しおこれ等のガスプ
ラズマ雰囲気を圢成するこずによ぀お、所定の支
持䜓䞊に非晶質局を圢成し埗るものであるが、氎
玠原子の導入を蚈る為にこれ等のガスに曎に氎玠
原子を含む硅玠化合物のガスも所定量混合しお局
圢成しおも良い。 又、各ガスは単独皮のみでなく所定の混合比で
耇数皮混合しお䜿甚しおも差支えないものであ
る。 反応スパツリング法或いはむオンプレヌテむン
グ法に䟝぀お−Si、から成る非晶質局
を圢成するには、䟋えばスパツタリング法の堎合
にはSiから成るタヌゲツトを䜿甚しお、これを所
定のガスプラズマ雰囲気䞭でスパツタリングし、
むオンプレヌテむング法の堎合には、倚結晶シリ
コン又は単結晶シリコンを蒞発源ずしお蒞着ボヌ
トに収容し、このシリコン蒞発源を抵抗加熱法、
或いぱレクトロンビヌム法EB法等によ぀
お加熱蒞発させ飛翔蒞発物を所定のガスプラズマ
雰囲気䞭で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、むオンプレヌテむ
ング法の䜕れの堎合にも圢成される局䞭にハロゲ
ン原子を導入するには、前蚘のハロゲン化合物又
は前蚘のハロゲン原子を含む硅玠化合物のガスを
堆積宀䞭に導入しお該ガスのプラズマ雰囲気を圢
成しおやれば良いものである。 又、氎玠原子を導入する堎合には、氎玠原子導
入甚の原料ガス、䟋えば、H2、或いは前蚘した
シラン類等のガスをスパツタリング甚の堆積宀䞭
に導入しお該ガスのプラズマ雰囲気を圢成しおや
れば良い。 本発明においおは、ハロゲン原子導入甚の原料
ガスずしお䞊蚘されたハロゲン化合物或いはハロ
ゲンを含む硅玠化合物が有効なものずしお䜿甚さ
れるものであるが、その他に、HF、HCl、
HBr、HI等のハロゲン化氎玠、SiH2F2、
SiH2I2、SiH2Cl2、SiHCl3、SiH2Br2、SiHBr3等
のハロゲン眮換氎玠化硅玠、等々のガス状態の或
いはガス化し埗る、氎玠原子を構成芁玠の぀ず
するハロゲン化物も有効な第䞀の非晶質局
圢成甚の出発物質ずしお挙げる事が出来る。 これ等の氎玠原子を含むハロゲン化物は、第䞀
の非晶質局の圢成の際に局䞭にハロゲン原子の導
入ず同時に電気的或いは光電的特性の制埡に極め
お有効な氎玠原子も導入されるので、本発明にお
いおは奜適なハロゲン導入甚の原料ずしお䜿甚さ
れる。 氎玠原子を第䞀の非晶質局䞭に構造的に
導入するには、䞊蚘の他にH2、或いはSiH4、
Si2H6、Si3H6、Si4H10等の氎玠化硅玠のガスを
Siを䟛絊する為のシリコン化合物ず堆積宀䞭に共
存させお攟電を生起させる事でも行う事が出来
る。 䟋えば、反応スパツタリング法の堎合には、Si
タヌゲツトの䜿甚し、ハロゲン原子導入甚のガス
及びH2ガスを必芁に応じおHe、Ar等の䞍掻性ガ
スも含めお堆積宀内に導入しおプラズマ雰囲気を
圢成し、前蚘Siタヌゲツトをスパツタリングする
事によ぀お、支持䜓䞊に−Si、から成
る第䞀の非晶質局が圢成される。 曎には、䞍玔物のドヌピングも兌ねおB2H6等
のガスを導入しおやるこずも出来る。 本発明においお、圢成される光導電郚材の非晶
質局䞭に含有される氎玠原子(H)の量又はハ
ロゲン原子(X)の量又は氎玠原子ずハロゲン原子の
量の和は通垞の堎合〜40atomic、奜適には
〜30atomicずされるのが望たしい。 第䞀の非晶質局䞭に含有される氎玠原子
(H)又は及びハロゲン原子(X)の量を制埡するに
は、䟋えば支持䜓枩床又は及び氎玠原子(H)、或
いはハロゲン原子(X)を含有させる為に䜿甚される
出発物質の堆積装眮系内ぞ導入する量、攟電々力
等を制埡しおやれば良い。 非晶質局に、第族原子を含有する局領
域を蚭けるには、グロヌ攟電法や反応スパ
ツタリング法等による非晶質局の圢成の際
に、第族原子導入甚の出発物質を前蚘した非晶
質局圢成甚の出発物質ず共に䜿甚しお、圢
成される局䞭にその量を制埡し乍ら含有しおやる
事によ぀お成される。 第䞀の非晶質局を構成する第族原子の
含有される局領域(v)を圢成するのにグロヌ攟電法
を甚いる堎合には、該局領域圢成甚の原料
ガスずなる出発物質ずしおは、前蚘した非晶質局
圢成甚の出発物質の䞭から所望に埓぀お遞
択されたものに第族原子導入甚の出発物質が加
えられる。その様な第族原子導入甚の出発物質
ずしおは、少なくずも第族原子を構成原子ずす
るガス状の物質又はガス化し埗る物質をガス化し
たものの䞭の倧抂なものが䜿甚され埗る。 第族原子を含有する局領域に導入され
る第族原子の含有量は、堆積宀䞭に流入される
第族原子導入甚の出発物質のガス流量、ガス流
量比、攟電パワヌ等を制埡するこずによ぀お任意
に制埡され埗る。 局領域をグロヌ攟電法を甚いお圢成する
堎合に第族原子導入甚の出発物質ずしお、本発
明においお有効に䜿甚されるのは、燐原子導入甚
ずしおは、PH3、P2H4等の氎玠化燐、PH4I、
PF3、PF3、PCl3、PCl5、PBr3、PBr5、PI3等の
ハロゲン化燐が挙げられる。この他、AsH3、
AsH3、AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、
SbF3、SbCl3、SbCl3、BiH3、BiCl3、BiBr3等も
第族原子導入甚の出発物質の有効なものずしお
挙げるこずが出来る。 第族原子を含有する局領域に導入され
る第族原子の含有量は、堆積宀䞭に流入される
第族原子導入甚の出発物質のガス流量、ガス流
量比、攟電パワヌ、支持䜓枩床、堆積宀内の圧力
等を制埡するこずによ぀お任意に制埡され埗る。 本発明においお、第䞀の非晶質局をグロ
ヌ攟電法で圢成する際に䜿甚される垌釈ガス、或
いはスパツタリング法で圢成される際に䜿甚され
るスパツタリング甚のガスずしおは、所謂垌ガ
ス、䟋えばHe、Ne、Ar等が奜適なものずしお
挙げるこずが出来る。 本発明の光導電郚材に斌いおは、第族原子の
含有される局領域の䞊に蚭けられ、第族
原子の含有されない領域(B)第図では局領域
に盞圓するには、䌝導特性を制埡する物質
を含有させるこずにより、該局領域(B)の䌝導特性
を所望に埓぀お任意に制埡するこずが出来る。 この様な物質ずしおは、所謂、半導䜓分野で云
われる䞍玔物を挙げるこずが出来、本発明に斌い
おは、圢成される非晶質局を構成する−Si、
に察しお、型䌝導特性を䞎える型䞍玔
物、具䜓的には、呚期埋衚族に属する原子第
族原子、䟋えば、硌玠、Alアルミニり
ム、Gaガリりム、Inむンゞりム、Tlタリ
りム等があり、殊に奜適に甚いられるのは、
、Gaである。 本発明に斌いお、局領域(B)に含有される䌝導特
性を制埡する物質の含有量は、該局領域(B)に芁求
される䌝導特性、或いは該局領域(B)に盎に接觊し
お蚭けられる他の局領域の特性や、該他の局領域
ずの接觊界面に斌ける特性ずの関係等、有機的関
連性に斌いお、適宜遞択するこずが出来る。 本発明に斌いお、局領域(B)䞭に含有される䌝導
特性を制埡する物質の含有量ずしおは、通垞の堎
合、0.00〜1000 atomic ppm、奜適には0.05〜
500atomic ppm、最適には0.1〜200atomic ppm
されるのが望たしいものである。 局領域(B)䞭に䌝導特性を制埡する物質、䟋えば
第族原子を構造的に導入するには、局圢成の際
に第族原子導入甚の出発物質をガス状態で堆積
質䞭に、第䞀の非晶質局を圢成する為の他
の出発物質ず共に導入しおやれば良い。この様な
第族原子導入甚の出発物質ず成り埗るものずし
おは、垞枩垞圧でガス状の又は、少なくずも局圢
成条件䞋で容易にガス化し埗るものが採甚される
のが望たしい。その様な第族原子導入甚の出発
物質ずしお具䜓的には硌玠原子導入甚ずしおは、
B2H6、B4H10、B5H9、B5H11、B6H10、B6H12、
B6H14等の氎玠化硌玠、BF3、BCl3、BBr3等の
ハロゲン化硌玠等が挙げられる。この他、
AlCl3、GaCl3、GaCH33、InCl3、TlCl3等も挙
げるこずが出来る。 第図に瀺される光導電郚材に斌いおは
第䞀の非晶質局䞊に系される第二の
非晶質局は自由衚面を有し、
䞻に耐湿性、連続繰返し䜿甚特性、耐圧性、䜿甚
環境特性、耐久性に斌いお本発明の目的を達成す
る為に蚭けられる。 又、本発明に斌いおは、第䞀の非晶質局
ず第二の非晶質局ずを構成す
る非晶質材料の各々がシリコン原子ずいう共通の
構成芁玠を有しおいるので、積局界面に斌いお化
孊的な安定性の確保が充分成されおいる。 第二の非晶質局は、シリコン原子
ず炭玠原子ずハロゲン原子(X)ずで構成される非晶
質材料〔−SiXC1-XyX1-y、䜆し、
〕で圢成される。 −SiXC1-XyX1-yで構成される第二の非晶質
局の圢成はグロヌ攟電法、スパツタリング
法、むオンむンプランテヌシペン法、むオンプレ
ヌテむング法、゚レクトロンビヌム法等によ぀お
成される。これらの補造法は、補造条件、蚭備資
本投䞋の負荷皋床、補造芏暡、䜜補される光導電
郚材に所望される特性等の芁因によ぀お適宜遞択
されお採甚されるが、所望する特性を有する光導
電郚材を補造する為の䜜補条件の制埡が比范的容
易である。シリコン原子ず共に炭玠原子及びハロ
ゲン原子を、䜜補する第二の非晶質局䞭に
導入するのが容易に行える等の利点からグロヌ攟
電法或いはスパツタヌリング法が奜適に採甚され
る。 曎に、本発明に斌いおは、グロヌ攟電法ずスパ
ツタヌリング法ずを同䞀装眮系内で䜵甚しお第二
の非晶質局を圢成しおも良い。 グロヌ攟電法によ぀お第二の非晶質局を
圢成するには、−SiXC1-XyX1-y圢成甚の原料
ガスを、必芁に応じお垌釈ガスず所定量の混合比
で混合しお、支持䜓の蚭眮しおある真空堆積甚の
堆積質に導入し、導入されたガスを、グロヌ攟電
を生起させるこずでガスプラズマ化しお前蚘支持
䜓䞊に既に圢成されおある第䞀の非晶質局
䞊に−SiXC1-XyX1-yを堆積させれば良い。 本発明に斌いお、−SiXC1-XyX1-y圢成甚の
原料ガスずしおは、シリコン原子Si、炭玠原
子(C)、ハロゲン原子(X)の䞭の少なくずも぀を構
成原子ずするガス状の物質又はガス化し埗る物質
をガス化したものの䞭の倧抂のものが䜿甚され埗
る。 Si、、の䞭の぀ずしおSiを構成原子ずす
る原料ガスを䜿甚する堎合は、䟋えばSiを構成原
子ずする原料ガスず、を構成原子ずする原料ガ
スず、を構成原子ずする原料ガスずを所望の混
合比で混合しお䜿甚するか、又はSiを構成原子ず
する原料ガスず、及びを構成原子ずする原料
ガスずを、これも又所棒の混合比で混合するか、
或いは、Siを構成原子ずする原料ガスず、Si、
及びの぀を構成原子ずする原料ガスずを混合
しお䜿甚するこずが出来る。 又、別には、Siずずを構成原子ずする原料ガ
スにを構成原子ずする原料ガスを混合しお䜿甚
しおも良い。 本発明に斌いお、第二の非晶質局䞭に含
有されるハロゲン原子(X)ずしお奜適なのは、
Cl、Br、であり、殊に、Clが望たしいもの
である。 本発明に斌いお、第二の比晶質局は、
−SiXC1-XyX1-yで構成されるものであるが、曎
に氎玠原子を含有させるこずが出来る。 第二の非晶質局ぞの氎玠原子の含有は、
第䞀の非晶質局ずの連続局圢成の際に原料
ガス皮の䞀郚共通化を蚈るこずが出来るので生産
コスト面の䞊で奜郜合である。 本発明に斌いお、第二の非晶質局を圢成
するのに有効に䜿甚される原料ガスず成り埗るも
のずしおは、垞枩垞圧に斌いおガス状態のもの又
は容易にガス化し埗る物質を挙げるこずが出来
る。 この様な第二の非晶質圢成甚の物質ずし
おは、䟋えば炭玠数〜の飜和炭化氎玠、炭玠
数〜の゚チレン系炭化氎玠、炭玠数〜の
アセチレン系炭化氎玠、ハロゲン単䜓、ハロゲン
化氎玠、ハロゲン間化合物、ハロゲン化硅玠、ハ
ロゲン眮換氎玠化硅玠、氎玠化硅玠等を挙げる事
が出来る。 具䜓的には、飜和炭化氎玠ずしおはメタン
CH4、゚タンC2H6、プロパンC3H8、
−ブタン−C4H10、ペンタンC5H12、゚
チレン系炭化氎玠ずしおは、゚チレンC2H4、
プロピレンC3H6、ブテン−C4H8、ブテ
ン−C4H8、む゜ブチレンC4H8、ペンテ
ンC5H10、アセチレン系炭化氎玠ずしおは、
アセチレンC2H2、メチルアセチレン
C3H4、ブチンC4H6、ハロゲン単䜓ずしお
は、フツ玠、塩玠、臭玠、ペり玠のハロゲンガ
ス、ハロゲン化氎玠ずしおは、FH、HI、HCl、
HBr、ハロゲン間化合物ずしおは、BrF、ClF、
ClF3、ClF5、BrF5、BrF3、IF7、IF5、ICl、IBr、
ハロゲン化硅玠ずしおはSiF4、Si2F6、SiCl4、
SiCl3Br、SiCl2Br2、SiClBr3、SiCl3I、SiBr4、
ハロゲン眮換氎玠化硅玠ずしおは、SiH2F2、
SiH2Cl2、SiHCl3、SiH5Cl、SiH3Br、SiH2Br2、
SiHBr3、氎玠化硅玠ずしおは、SiH4、Si2H8、
Si4H10等のシランSilane類、等々を挙げるこ
ずが出来る。 これ等の他に、CCl4、CHF3、CH2F2、CH3F、
CH3Cl、CH3Br、CH3I、C2H5Cl等のハロゲン眮
換パラフむン系炭化氎玠、SF4、SF6等のフツ玠
化硫黄化合物、SiCH34、SiC2H54、等のケむ
化アルキルやSiClCH33、SiCl3CH3、SiCl2
CH32、等のハロゲン含有ケむ化アルキル等の
シラン誘導䜓も有効なものずしお挙げるこずが出
来る。 これ等の第二の非晶質局圢成物質は、圢
成される第二の非晶質局䞭に、所定の組成
比でシリコン原子、炭玠原子及びハロゲン原子ず
必芁に応じお氎玠原子ずが含有される様に、第二
の非晶質局の圢成の際に所望に埓぀お遞択
されお䜿甚される。 䟋えば、シリコン原子ず炭玠原子ず氎玠原子ず
の含有が容易に成し埗お䞔぀所望の特性の局が圢
成され埗るSiCH34ず、ハロゲン原子を含有さ
せるものずしおのSiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2、或
いはSiH3Cl等を所定の混合比にしおガス状態で
第二の非晶質局圢成甚の装眮内に導入しお
グロヌ攟電を生起させるこずによ぀お−SiX
C1-XyX1-yから成る第二の非晶質局を圢成
するこずが出来る。 スパツタヌリング法によ぀お第二の非晶質局
を圢成するには、単結晶又は倚結晶のSiã‚Š
゚ヌハヌ又はり゚ヌハヌ又はSiずが混合され
お含有されおあるり゚ヌハヌをタヌゲツトずし
お、これ等をハロゲン原子ず必芁に応じお氎玠原
子を機構芁玠ずしお含む皮々のガス雰囲気䞭でス
パツタヌリングするこずによ぀お行えば良い。 䟋えば、Siり゚ヌハヌをタヌゲツトずしお䜿甚
すれば、ずを導入する為の原料ガスを、必芁
に応じお垌釈ガスで垌釈しお、スパツタヌ甚の堆
積宀䞭に導入し、これ等のガスのガスプラズマを
圢成しお前蚘Siり゚ヌハヌをスパツタヌリングす
れば良い。 又、別には、Siずずは別々のタヌゲツトずし
お、又はSiずの混合した䞀枚のタヌゲツトを䜿
甚するこずによ぀お、少なくずもハロゲン原子を
含有するガス雰囲気䞭でスパツタヌリングするこ
ずによ぀お成される。及び、必芁に応じお
の導入甚の原料ガスずなる物質ずしおは先述した
グロヌ攟電の䟋で瀺した第二の非晶物質局
圢成甚の物質がスパツタヌリング法の堎合にも有
効な物質ずしお䜿甚され埗る。 本発明に斌いお、第二の非晶質局をグロ
ヌ攟電法又はスパツタヌリング法で圢成する際に
䜿甚される垌釈ガスずしおは、所謂垌ガス、䟋え
ばHe、Ne、Ar等が奜適にものずしお挙げるこ
ずが出来る。 本発明に斌ける第二の非晶物質は、その
芁求される特性が所望通りに䞎えられる様に泚意
深く圢成される。 即ち、Si、及び、必芁に応じおを構成原
子ずする物質は、その䜜成条件によ぀お構造的に
は結晶からアモルフアスたでの圢態を取り、電気
物性的には、導電性から半導䜓性、絶瞁性たでの
間の性質を、又光導電的性質から非光導電的性質
たでの間の性質を、各々瀺すので本発明に斌いお
は、目的に応じた所望の特性を有する−SiX
C1-XyX1-yが圢成される様に、所望に埓぀おその
䜜成条件の遞択が厳密に成される。䟋えば、第二
の非晶質局を耐圧性の向䞊を䞻な目的ずし
お蚭けるには−SiXC1-XyX1-yは䜿甚環境に斌
いお電気絶瞁性的挙動の顕著な非晶質材料ずしお
䜜成される。 又、連続繰返し䜿甚特性や䜿甚環境特性の向䞊
を䞻たる目的ずしお第二の非晶質局が蚭け
られる堎合には䞊蚘の電気絶瞁性の床合はある皋
床緩和され、照射される光に察しおある皋床の感
床を有する非晶質材料ずしお−SiXC1-XyX1-y
が䜜成される。 第䞀の非晶質局の衚面に−SiXC1-Xy
X1-yから成る第二の非晶質局を圢成する
際、局圢成䞭の支持䜓枩床は、圢成される局の構
造及び特性を巊右する重芁な因子であ぀お、本発
明に斌いおは、目的ずする特性を有する−SiX
C1-XyX1-yが所望通りに䜜成され埗る様に局䜜成
時の支持䜓枩床が厳密に制埡されるのが望たし
い。 本発明に斌ける、所望の目的が効果的に達成さ
れる為の第二の非晶質局の圢成法に䜵せお
適宜最適範囲が遞択されお、第二の非晶質局
の圢成が実行されるが、通垞の堎合、50〜
350℃、奜適には100〜250℃ずされるのが望たし
いものである。第二の非晶質局の圢成に
は、局を構成する原子の組成比の埮劙な制埡や局
厚の制埡が他の方法に范べお比范的容易である事
等の為に、グロヌ攟電法やスパツタヌリング法の
採甚が有利であるが、これ等の局圢成法で第二の
非晶質局を圢成する堎合には、前蚘の支持
䜓枩床ず同様に局圢成の際の攟電パワヌが䜜成さ
れる−SiXC1-XyX1-yの特性を巊右する重芁な
因子の぀である。 本発明に斌ける目的が達成される為の特性を有
する−SiXC1-XyX1-yが生産性良く効果的に䜜
成される為の攟電パワヌ条件ずしお通垞10〜
300W、奜適には20〜200Wである。 堆積質内のガス圧は通垞は0.01〜1Torr、奜適
には、0.1〜0.5Torr皋床ずされるのが望たしい。 本発明に斌いおは第二の非晶質局を䜜成
する為の支持䜓枩床、攟電パワヌの望たしい数倀
範囲ずしお前蚘した範囲の倀が挙げられるが、こ
れ等の局䜜成フアクタヌは、独立的に別々に決め
られるものではなく、所望特性の−SiXC1-Xy
X1-yから成る第二の非晶質局が圢成され
る様に盞互的有機的関連性に基づいお各局䜜成フ
アクタヌの最適倀が決められるのが望たしい。 本発明の光導電郚材に斌ける第二の非晶質局
に含有される炭玠原子及びハロゲン原子の
量は、第二の非晶質局の䜜補条件ず同様、
本発明の目的を達成する所望の特性が埗られる第
二の非晶質局が圢成される重芁な因子であ
る。 本発明に斌ける第二の非晶物質に含有さ
れる炭玠原子の量は通垞×10-3〜90atomic、
奜適には〜90atomic、最適には10〜
80atomicずされるのである。ハロゲン原子の
含有量ずしおは、通垞の堎合、〜20atomic、
奜適には〜18atomic、最適には〜
15atomicずされるなが望たしく、これらの範
囲にハロゲン原子含有量がある堎合に䜜成される
光導電郚材を実際面に充分適甚させ埗るものであ
る。必芁に応じお含有される氎玠原子の含有量ず
しおは、通垞の堎合19atomic、奜適には
13atomic以䞋ずされるのが望しいものである。
即ち先の−SiXC1-XyX1-yの、衚瀺で行え
ばが通垞0.1〜0.99999、奜適には0.1〜0.99、最
適には0.15〜0.9、が通垞0.8〜0.99、奜適には
0.82〜0.99で最適には0.85〜0.98あるのが望たし
い。ハロゲン原子ず氎玠原子の䞡方が含たれる堎
合、先ず同様の−SixC1-xy1-yの衚
瀺で行えばこの堎合の、の数倀範囲−SiX
C1-XyX1-yの堎合ず、略々同様である。 本発明に斌ける第二の非晶質局の局厚の
数範囲は、本発明の目的を効果的に達成する為の
重芁な因子の぀である。 本発明の目的を効果的に達成する様に所期の目
的に応じお適宜所望に埓぀お決められる。 たた、第二の非晶質局の局厚は、第䞀の
局領域の局厚ずの関係に斌いおも、おのお
のの局領域に芁求される特性に応じた有機的に関
連性の䞋に所望に埓぀お適宜決定される必芁があ
る。 曎に加え埗るに、生産性や量産性を加味した経
枈性の点に斌いおも考慮されるのが望たしい。本
発明に斌ける第二の非晶質局の局厚ずしお
は、通垞0.003〜30Ό、奜適には0.004〜20Ό、最適
には0.005〜10Όずされるのが望たしいものであ
る。 本発明に斌いお䜿甚される支持䜓ずしおは、導
電性でも電気絶瞁性であ぀おも良い。導電性支持
䜓ずしおは、䟋えば、NiCr、ステンレス、Al、
Cr、Mo、Au、Nb、Ta、、Ti、Pt、Pd等の
金属又はこれ等の合金が挙げられる。 電気絶瞁性支持䜓ずしおは、ポリ゚ステル、ポ
リ゚チレン、ポリカヌボネヌト、セルロヌズ、ア
セテヌト、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
の合成暹脂のフむルム又はシヌト、ガラス、セラ
ミツク、玙等が通垞䜿甚される。これ等の電気絶
瞁性支持䜓は、奜適には少なくずもその䞀方の衚
面を導電凊理され、該導電凊理された衚面偎に他
の局が蚭けられるのが望たしい。 䟋えば、ガラスであれば、その衚面に、NiCr、
Al、Cr、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、、Ti、Pt、
Pd、In2O3、SnO2、ITOIn2O3SnO2等から
成る薄膜を蚭けるこずによ぀お導電性が付䞎さ
れ、或いはポリ゚ステルフむルム等の合成暹脂フ
むルムであれば、NiCr、Al、Ag、Pb、Zn、Ni、
Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、、Ti、Pb等の
金属の薄膜を真空蒞着、電子ビヌム蒞着、スパツ
タリング等でその衚面に蚭け、又は前蚘金属でそ
の衚面をラミネヌト凊理しお、その衚面に導電性
が付䞎される。支持䜓の圢状ずしおは、円筒状、
ベルト状、板状等任意の圢状ずし埗、所望によ぀
お、その圢状は蚭定されるが、䟋えば、第図の
光導電郚材を電子写真甚像圢成郚材ずしお
䜿甚するのであれば連続高速耇写の堎合には、無
端ベルト状又は円筒状ずするのが望たしい。支持
䜓の厚さは、所望通りの光導電郚材が圢成される
様に適宜決定されるが、光導電郚材ずしお可撓性
が芁求しれる堎合には、支持䜓ずしおの機胜が充
分発揮される範囲内であれば可胜な限り薄くされ
る。而乍ら、この様な堎合支持䜓の補造䞊及び取
扱い䞊、機械的匷床等の点から通垞は、10Ό以䞊
ずされる。 次に本発明の光導電郚材の補造方法の䞀䟋の抂
略に぀いお説明する。 第図に光導電郚材の補造装眮の䞀䟋を瀺
す。 図䞭ののガスボ
ンベには、本発明の倫々の局を圢成するための原
料ガスが密封されおおり、その䟋ずしおたずえ
ばは、Heで垌釈されたSiH4ガス玔床
99.999、以䞋SiH4Heず略す。ボンベ、
はHeで垌釈されたB2H6ガス玔床99.999
、以䞋B2H6Heず略す。、はHeで
垌釈されたPH3ガス玔床99.99、以䞋PH3
Heず略す。ボンベ、はHeで垌釈され
たSiF4ガス玔床99.999、以䞋SiF4Heず略
す。ボンベ、はHeで垌釈された
SiH2H6ガス玔床99.999、以䞋Si2H6Heず
略す。ボンベである。 これらのガスを反応宀に流入させるに
はガスボンベ〜のバルブ
〜、リヌクバルブが閉じられ
おいるこずを確認し、又、流入バルブ〜
、流出バルブ〜、補助
バルブが開かれおいるこずを
確認しお、先づメむンバルブを開いお反
応宀、ガス配管内を排気する。次に真空
蚈の読みが玄×10-6torrにな぀た時点
で、補助バルブ、流出バルブ
〜を閉じる。 シリンダヌ状基䜓䞊に非晶宀局を圢成
する堎合の䟋をあげるず、ガスボンベ
よりSiH4Heガス、ガスボンベより
PH3Heガスをバルブを開
いお出口圧ゲヌゞの圧を
Kgcm2に調敎し、流入バルブ
を埐々に開けお、マスフロコントロヌラ
内に流入させる。匕き続いお流出バ
ルブ、補助バルブを
埐々に開いお倫々のガスを反応宀に流入
させる。このずきのSiH4Heガス流量ずPH3
Heガス流量ずの比が所望の倀になるように流出
バルブを調敎し、又、反応宀
内の圧力が所望の倀になるように真空蚈
の読みを芋ながらメむンバルブの開口を
調敎する。そしお基本の枩床が加熱ヒヌ
タヌにより50〜400℃の範囲の枩床に蚭
定されおいるこずを確認された埌、電源
を所望の電力に蚭定しお反応宀内にグロ
ヌ攟電を生起させ、同時にあらかじめ蚭蚈された
倉化率曲線に埓぀おPH3Heガスの流量を手動
あるいは倖郚駆動モヌタヌ等の方法によ぀おバル
ブを暫時倉化させる操䜜を行な぀お圢成
される局䞭に含有される燐原子の分垃濃床
を数埡する。 䞊蚘の様にしお基䜓䞊に先ず燐の含有
された局領域を圢成する。 この際、PH3Heガスの反応宀内ぞ
の導入を察応するガス導入管のバルブを閉じるこ
ずによ぀お遮断し、燐の含有される局領域の局厚
を所望に埓぀お任意に制埡するこずが出来る。 燐が含有された局領域が䞊蚘の様にしお所望局
厚に圢成された埌、流出バルブを閉じ
お、匕き続きグロヌ攟電を所望時間続けるこずに
よ぀お、燐が含有された局領域䞊に、燐の含有さ
れない局領域が所望の局厚に圢成されお、非晶質
局の圢成が終了する。 非晶質局䞭にハロゲン原子を含有させる堎合に
は䞊蚘のガスに、䟋えばSiF4Heを、曎に付加
しお反応宀内に送り蟌む。 非晶質局の圢成の際ガス皮の遞択によ぀おは、
局圢成速床を曎に高めるこずが出来る。䟋えば
SiH4ガスのかわりにSi2H6ガスを甚いお局圢成を
行なえば、数倍高めるこずが出来、生産性が向䞊
する。 第䞀の非晶物局䞊に第二の非晶質局
を圢成するには、䟋えば次の様に行う、た
ずシダツタヌを開く。すべおのガス䟛絊
バルブは䞀旊閉じられ、反応宀は、メむ
ンバルブを党開するこずにより、排気さ
れる。 高圧電力が印加される電極䞊には、予
め高玔床シリコンり゚ハ−、及び高玔
床グラフアむトり゚ハ−が所望の面積
比率で蚭眮されたタヌゲツトが蚭けられおいる。
ガスボンベよりSiF4Heガスを、反応
宀内に導入し、反応宀の内圧が
0.05〜1Torrずなるようメむンバルブを
調節する。高圧電源をONずし䞊蚘のタヌゲツト
をスパツタリングするこずにより、第䞀の非晶質
局䞊に第二の非晶質局を圢成するこ
ずが出来る。 第二の非晶質局を圢成する他の方法ずし
おは、第䞀の非晶質局の圢成の際ず同様た
バルブ操䜜によ぀お䟋えば、SiH4ガス、SiF4ガ
ス、C2H4ガスの倫々を必芁に応じおHe等の垌釈
ガスで垌釈しお、所望の流量比で反応宀䞭
に流し所望の条件に埓぀おグロヌ攟電を生起させ
るこずによ぀お成される。 倫々の局を圢成する際に必芁なガスの流出バル
ブ以倖の流出バルブは党お閉じるこずは蚀うたで
もなく、又倫々の局を圢成する際、前局の圢成に
䜿甚したガスが反応宀内、流出バルブ
〜から反応宀内に至るガ
ス配管内に残留するこずを避けるために、流出バ
ルブ〜を閉じ、補助バルブ
を開いおメむンバルブを党開しお系
内を䞀旊真空に排気する操䜜を必芁に応じお行
う。 第二の非晶質局䞭に含有される炭玠原子
の量は䟋えば、SiH4ガスず、C2H4ガスの反応宀
内に導入される流量比を所望に埓぀お倉
えるか、或いは、スパツタヌリングで局圢成する
堎合には、タヌゲツトを圢成する際シリコンり゚
ハずグラフアむトり゚ハのスパツタ面積比率を倉
えるか、又はシリコン粉末ずグラフアむト粉末の
混合比率を倉えおタヌゲツトを成型するこずによ
぀お所望に応じお制埡するこずが出来る。第二の
非晶宀局䞭に含有されるハロゲン原子(X)の
量は、ハロゲン原子導入甚の原料ガス、䟋えば
SiF4ガスが反応宀内に導入される際の流
量が調敎するこずによ぀お成される。 実斜䟋  第図に瀺した補造装眮を甚い燐の局
領域䞭ぞの含有量をパラメヌタずしお、
Al基䜓䞊に局圢成を行぀おい぀た。このずきの
共通の䜜補条件は、第衚に瀺した通りである。 第衚に第䞀の非晶宀局を構成する局領
域䞭に含有される燐の、基䜓衚面からの局
厚方向の各䜍眮に斌ける分垃濃床ず、埗られた詊
料の電子写真特性の評䟡結果を瀺す。 衚䞭巊欄の数字は詊料番号を瀺す。䜜補した電
子写真甚像圢成郚材の各々は、垯電−像露光−珟
像−転写たでの䞀連の電子写真プロセスを経お転
写玙䞊に顕著化された画像の〔濃床〕〔解像力〕
〔階調再珟性〕〔耐久性〕等の優劣をも぀お総合的
に評䟡した。
【衚】
【衚】 実斜䟋  実斜䟋に瀺した詊料No.101〜No.116ず同様
の局構成を有する電子写真甚像圢成郚材を、
SiH4HeガスのかわりにSi2H6Heガスを甚い
お第衚に瀺す条件のもずで非晶質局を䜜
成した以倖は、実斜䟋ず同様にしお䜜成し、同
様に評䟡した。その結果を第衚に瀺す。 なお第衚でNo.201は第衚におけるNo.101の同
等の局構成を有する詊料を意味しおいるNo.202
以䞋党詊料に぀いお同様。
【衚】
【衚】 実斜䟋  実斜䟋における詊料のうち詊料No.103、No.
104、No.106、No.109、No.115ず同様の局構成を有す
る電子写真甚像圢成郚材を、SiH4Heガスにさ
らにSiF4Heガスを加えお䜜補した。この時、
SiH4ガスに察するSiF4ガスの混合比SiF4
SiH4SiF4を30volずし、その他の䜜補条件
䞊びに操䜜手順は実斜䟋ず同様にした。この様
にしお埗られた電子写真甚圢成郚材を䞀連の電子
写真プロセスのもずで転写玙䞊に画像圢成し実斜
䟋ず同様にしお評䟡したずころいずれも高濃床
で高解像力を有し、隔調再珟性の面でも優れおい
るこずがわか぀た。 実斜䟋  実斜䟋及ばの局領域(B)の䜜補の際に、局䜜
補条件を䞋蚘の第衚に各条件にした以倖は、実
斜䟋及びに瀺した各条件ず手順に埓぀お、電
子写真甚像圢成郚材の倫々を䜜補し、実斜䟋ず
同様の方法で評䟡したずころ、倫々に就いお特に
画質、耐久性の点に斌いお良奜な結果が埗られ
た。
【衚】 実斜䟋  実斜䟋及びに斌いお、非晶物局の䜜
成条件を䞋蚘第衚に瀺す各条件にした以倖は、
各実斜䟋に斌けるのず同様の条件ず手順に埓぀
お、電子写真甚像圢成郚材を倫々䜜成した。 こうしお埗られた各電子写真甚像圢成郚材を垯
電露光珟像装眮に蚭眮し、5KVで0.2sec間コロ
ナ垯電を行い、盎ちに光像を照射した。光源はタ
ングステンランプを甚い、1.0lux・secの光量を
透過型のテストチダヌトを甚いお照射した。 その埌盎ちに荷電性の珟像剀トナヌずキダ
リダを含むを電子写真甚像圢成郚材衚面をカス
ケヌドするこずによ぀お、電子写真甚像圢成材衚
面䞊に良奜なトナヌ画像を埗た。 このようにしお埗られたトナヌ像を䞀旊ゎムブ
レヌドでクリヌニングし、再び䞊蚘䜜像、クリヌ
ニング工皋を繰り返した。繰り返し回数10䞇回以
䞊行぀おもいずれの電子写真甚像圢成郚材も画像
の劣化は芋られなか぀た。
【衚】 実斜䟋  非晶質局の圢成時、SiH4ガス、SiF4ガ
ス、C2H4ガスの流量比を倉えお、比晶質局
に斌けるシリコン原子ず炭玠原子の含有量比を倉
化させる以倖は、実斜䟋に斌ける詊料No.102、
104、105、106、109、113、114の堎合ず同様な方
法によ぀お倫々の像圢成郚材詊料No.601〜649
を䜜成した。こうしお埗られた各像圢成郚材に぀
き、実斜䟋に述べた劂き、䜜像、珟像、クリヌ
ニングの工皋を玄䞇回繰り返した埌画像評䟡を
行぀たずころ第衚の劂き結果を埗た。
【衚】 ◎〓非垞に良奜 ○〓良奜 △〓実甚に充分耐え
る ×〓画像欠陥をやや生ずる
実斜䟋  非晶質局の厚局を倉える以倖は、実斜䟋
に斌ける詊料No.103ず同様な方法によ぀お各像
圢成郚材詊料No.701〜704を䜜成した。各詊料
に斌お実斜䟋に述べた劂き、䜜像、珟像、クリ
ヌニングの工皋を繰り返し行぀お䞋蚘の結果を埗
た。
【衚】 【図面の簡単な説明】
第図は、本発明の光導電郚材の局構成を説明
する為の暡匏的局構成図、第図乃至第図は
倫々非晶質局を構成する第族原子の含有される
局領域䞭の第族原子分垃状態を説明する
為の説明図、第図は、本発明で䜿甚された装
眮の暡匏的説明図である。   光導電郚材、  支持䜓、
  第䞀の非晶質局、  局領
域、  局領域(B)、  第二
の非晶質局、  自由衚面。

Claims (1)

    【特蚱請求の範囲】
  1.  光導電郚材甚の支持䜓ず、該支持䜓䞊に蚭け
    られ、シリコン原子を母䜓ずする非晶質材料で構
    成された、光導電性を瀺す第䞀の非晶質局ずシリ
    コン原子ず炭玠原子ずハロゲン原子ずを含む非晶
    材料で構成された第二の非晶質局ずを有し、前蚘
    第䞀の非晶質局が、構成原子ずしお呚期埋衚第
    族に属する原子を含有する局領域を有し、該含有
    される呚期埋衚第族に属する原子の局厚方向の
    分垃濃床が支持䜓偎の方に高濃床に含有され支持
    䜓偎より連続的に枛少する領域を有し自由衚面偎
    においお支持䜓偎に范べお䜎くされた郚分を有す
    るこずを特城ずする光導電郚材。
JP57038512A 1982-03-11 1982-03-11 光導電郚材 Granted JPS58156944A (ja)

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