JPH0514898B2 - - Google Patents
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- JPH0514898B2 JPH0514898B2 JP59144032A JP14403284A JPH0514898B2 JP H0514898 B2 JPH0514898 B2 JP H0514898B2 JP 59144032 A JP59144032 A JP 59144032A JP 14403284 A JP14403284 A JP 14403284A JP H0514898 B2 JPH0514898 B2 JP H0514898B2
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- G03G5/08235—Silicon-based comprising three or four silicon-based layers
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は電子写真用感光体、特にアモルフアス
シリコン電子写真用感光体の保護膜に関する。
シリコン電子写真用感光体の保護膜に関する。
背景技術
シランガス（SiH4）のプラズマCVD法で得ら
れるアモルフアスシリコン（非晶質シリコン、以
下これをａ−Siと略す）は、中にとり込まれる水
素原子がSiのダングリングボンドと結合すること
によつて局在準位を減少させるために、伝導型及
びキヤリヤ濃度が制御できる有用な半導体材料と
なることが1976年スピアにより発表された
（Applied Physics Letter，vol 28，NO.2，1976
年１月）。
れるアモルフアスシリコン（非晶質シリコン、以
下これをａ−Siと略す）は、中にとり込まれる水
素原子がSiのダングリングボンドと結合すること
によつて局在準位を減少させるために、伝導型及
びキヤリヤ濃度が制御できる有用な半導体材料と
なることが1976年スピアにより発表された
（Applied Physics Letter，vol 28，NO.2，1976
年１月）。
その後の研究により、ａ−Siは大面積の膜が安
価に得られることもあつて太陽電池や薄膜トラン
ジスタなどの半導体素子製作にとつて不可欠の材
料になりつつある。そしてこのａ−Si膜が無公
害、高感度、長寿命といつた優れた特性を有する
ことから電子写真感光体としての応用も考えられ
ていたが、当初得られていたａ−Si膜の抵抗値が
感光体に必要な程度の高抵抗ではなかつたので、
ａ−Si膜の電子写真感光体としての実用化は遅れ
ていた。感光体は高抵抗でないとコロナ放電でａ
−Si膜表面に帯電させても暗減衰が大きく電荷保
持特性が悪くなつてしまうからである。この点
は、例えば伝導型制御ができることを利用して表
面層付近にpn接合を形成し高抵抗化することも
考えられるが、種々の問題があつて未だ実用化に
至つていない。
価に得られることもあつて太陽電池や薄膜トラン
ジスタなどの半導体素子製作にとつて不可欠の材
料になりつつある。そしてこのａ−Si膜が無公
害、高感度、長寿命といつた優れた特性を有する
ことから電子写真感光体としての応用も考えられ
ていたが、当初得られていたａ−Si膜の抵抗値が
感光体に必要な程度の高抵抗ではなかつたので、
ａ−Si膜の電子写真感光体としての実用化は遅れ
ていた。感光体は高抵抗でないとコロナ放電でａ
−Si膜表面に帯電させても暗減衰が大きく電荷保
持特性が悪くなつてしまうからである。この点
は、例えば伝導型制御ができることを利用して表
面層付近にpn接合を形成し高抵抗化することも
考えられるが、種々の問題があつて未だ実用化に
至つていない。
本発明者等は、このａ−Si層自体の抵抗率を高
くすることで電荷保持特性を向上させることを試
み、Se系感光体に比し遜色のない高抵抗を有す
るａ−Si感光体を得ることに成功し、特開昭57−
37352号公報に開示した。それによれば、シラン
（SiH4）ガスにN2ガス，B2H6ガスを適当量混入
しながらプラズマCVD法によつてａ−Si膜を得
るもので、これで得られたａ−Si膜は著しく高抵
抗で且つ光感度特性もよく、実際にも優れた画像
形成が達成された。しかし、実用的見地に立つた
場合、長寿命の点では必ずしも満足いくものでは
なかつた。その原因は次のことにあると考えられ
た。即ち、複写機やプリンタなどの装置内では感
光体表面は直接種々の刺激を受ける。それは、例
えばコロナ放電によつて生じるオゾンや窒化物の
吸着及びこれらの空気中の水分やトナーなどによ
つて生じる化学活性種の付着による化学作用、ク
リーニングブレートによる擦過性や紙との摩擦に
よる物理作用、取扱い時の触指によるNaの付着
拡散などであり、これらは大なり小なり画質に悪
影響を及ぼし長期に亘つた場合、白スジ、白い点
状欠陥、画像ボケ、カブリなどによつて著しい画
質低下を招くからである。
くすることで電荷保持特性を向上させることを試
み、Se系感光体に比し遜色のない高抵抗を有す
るａ−Si感光体を得ることに成功し、特開昭57−
37352号公報に開示した。それによれば、シラン
（SiH4）ガスにN2ガス，B2H6ガスを適当量混入
しながらプラズマCVD法によつてａ−Si膜を得
るもので、これで得られたａ−Si膜は著しく高抵
抗で且つ光感度特性もよく、実際にも優れた画像
形成が達成された。しかし、実用的見地に立つた
場合、長寿命の点では必ずしも満足いくものでは
なかつた。その原因は次のことにあると考えられ
た。即ち、複写機やプリンタなどの装置内では感
光体表面は直接種々の刺激を受ける。それは、例
えばコロナ放電によつて生じるオゾンや窒化物の
吸着及びこれらの空気中の水分やトナーなどによ
つて生じる化学活性種の付着による化学作用、ク
リーニングブレートによる擦過性や紙との摩擦に
よる物理作用、取扱い時の触指によるNaの付着
拡散などであり、これらは大なり小なり画質に悪
影響を及ぼし長期に亘つた場合、白スジ、白い点
状欠陥、画像ボケ、カブリなどによつて著しい画
質低下を招くからである。
そこで本発明者等は、ａ−Si膜の保護方法とし
て、ａ−Si感光層の製造装置と同一装置内で同一
材料ガスを用い流量や供給電力値など操作条件を
変えることだけで、ａ−Si膜上に連続的にアモル
フアス窒化シリコン膜（ａ−SiXN1-X）を形成す
る方法を提案し、特開昭58−145951号公報に開示
した。この表面保護層を形成することで、耐久
性、画像形成及び寿命の点で実用化の域に達した
のである。現在ではこの表面保護層はアモルフア
ス窒化シリコン膜だけでなくアモルフアス酸化シ
リコンやアモルフアス炭化シリコンなどの膜が検
討されている。
て、ａ−Si感光層の製造装置と同一装置内で同一
材料ガスを用い流量や供給電力値など操作条件を
変えることだけで、ａ−Si膜上に連続的にアモル
フアス窒化シリコン膜（ａ−SiXN1-X）を形成す
る方法を提案し、特開昭58−145951号公報に開示
した。この表面保護層を形成することで、耐久
性、画像形成及び寿命の点で実用化の域に達した
のである。現在ではこの表面保護層はアモルフア
ス窒化シリコン膜だけでなくアモルフアス酸化シ
リコンやアモルフアス炭化シリコンなどの膜が検
討されている。
上記表面保護層と感光体の特性との関係を従来
構造のものにおいて第１図によりさらに説明す
る。第１図ａにおいて、アルミニウムなどの導電
性基板１上に、N2ガス、B2H6ガス、場合により
PH3ガスを混合したSiH4ガスをプラズマCVDに
より分解して作成した水素原子を含むａ−Si感光
層２が厚み１〜50μｍで形成されている。このａ
−Siの抵抗率は1012Ω・cm以上の高抵抗率であ
る。このａ−Si感光層２の上にアモルフアス窒化
シリコンなどのａ−Si感光層よりも禁制帯幅の広
い絶縁層３がSiH4ガス及びN2ガスを用いて連続
的に0.01〜1μｍ厚で形成されているのである。
かゝる第１図ａのａ−Si感光体の使用前の平衡状
態におけるエネルギー帯構造が第１図ｂに、また
コロナ放電で感光体表面を正帯電させたときのエ
ネルギー帯構造が同図ｃに図示されている。こゝ
でEFはフエルミ準位、EVは価電子帯の頂部、EC
は伝導帯の底部を示す。第１図ｄは画像光を入射
させた時のキヤリヤの発生状態を示すもので、入
射光によつて感光層内で電子・正孔対が発生し、
電子は表面側に正孔は基板１側へ流れ、基板と表
面の電荷をそれぞれ中和する。表面に絶縁層３が
ある場合には、電子が移動しこの絶縁層３をトン
ネル効果で通過して表面に達すれば表面電荷を中
和させることができるが、例えば絶縁層が厚く絶
縁層の障壁を乗りこえられなければ、ａ−Si層と
絶縁層との界面にトラツプされ中和されない表面
電荷によつて残留電位の大きさが決まるのであ
る。
構造のものにおいて第１図によりさらに説明す
る。第１図ａにおいて、アルミニウムなどの導電
性基板１上に、N2ガス、B2H6ガス、場合により
PH3ガスを混合したSiH4ガスをプラズマCVDに
より分解して作成した水素原子を含むａ−Si感光
層２が厚み１〜50μｍで形成されている。このａ
−Siの抵抗率は1012Ω・cm以上の高抵抗率であ
る。このａ−Si感光層２の上にアモルフアス窒化
シリコンなどのａ−Si感光層よりも禁制帯幅の広
い絶縁層３がSiH4ガス及びN2ガスを用いて連続
的に0.01〜1μｍ厚で形成されているのである。
かゝる第１図ａのａ−Si感光体の使用前の平衡状
態におけるエネルギー帯構造が第１図ｂに、また
コロナ放電で感光体表面を正帯電させたときのエ
ネルギー帯構造が同図ｃに図示されている。こゝ
でEFはフエルミ準位、EVは価電子帯の頂部、EC
は伝導帯の底部を示す。第１図ｄは画像光を入射
させた時のキヤリヤの発生状態を示すもので、入
射光によつて感光層内で電子・正孔対が発生し、
電子は表面側に正孔は基板１側へ流れ、基板と表
面の電荷をそれぞれ中和する。表面に絶縁層３が
ある場合には、電子が移動しこの絶縁層３をトン
ネル効果で通過して表面に達すれば表面電荷を中
和させることができるが、例えば絶縁層が厚く絶
縁層の障壁を乗りこえられなければ、ａ−Si層と
絶縁層との界面にトラツプされ中和されない表面
電荷によつて残留電位の大きさが決まるのであ
る。
当初、絶縁層は感光層の表面保護層としての性
質が重視されていたが、ａ−Si層の抵抗率が大き
くとれない段階では感光層からのキヤリヤの移動
注入によつて表面電荷が中和されることを阻止す
るブロツキング層としての役割も重要であつた。
このため表面絶縁層を厚く形成すると、キヤリヤ
のトンネルができず残留電位が極めて大きくなつ
てしまい、第１図ｄに示したように感光層２と絶
縁層３の界面近傍に空間電荷領域を形成し、これ
がキヤリヤの移動を一層阻止することになるの
で、絶縁層の厚みは数十Å、厚くても1000Å以下
の極めて薄いものでなければならなかつた。その
ために表面保護の作用から見た場合、長寿命の点
を満足できなかつた。逆に絶縁層を充分に厚くす
ればもはやカールソン法は取り得ず、NP法など
の全く別の複写方式を考えなければならない。し
かし、前述のように本発明者等はａ−Si層の抵抗
率を充分に大きくすることができたので、0.01〜
1μｍと比較的厚い表面絶縁層を形成し残留電位
が多少生じても全体に対する比率を小さくできる
ので、Ｓ／Ｎ比が充分にとれ、このためカールソ
ン方式のもとで表面保護の目的が達成でき同時に
長寿命化が可能となつたのである。
質が重視されていたが、ａ−Si層の抵抗率が大き
くとれない段階では感光層からのキヤリヤの移動
注入によつて表面電荷が中和されることを阻止す
るブロツキング層としての役割も重要であつた。
このため表面絶縁層を厚く形成すると、キヤリヤ
のトンネルができず残留電位が極めて大きくなつ
てしまい、第１図ｄに示したように感光層２と絶
縁層３の界面近傍に空間電荷領域を形成し、これ
がキヤリヤの移動を一層阻止することになるの
で、絶縁層の厚みは数十Å、厚くても1000Å以下
の極めて薄いものでなければならなかつた。その
ために表面保護の作用から見た場合、長寿命の点
を満足できなかつた。逆に絶縁層を充分に厚くす
ればもはやカールソン法は取り得ず、NP法など
の全く別の複写方式を考えなければならない。し
かし、前述のように本発明者等はａ−Si層の抵抗
率を充分に大きくすることができたので、0.01〜
1μｍと比較的厚い表面絶縁層を形成し残留電位
が多少生じても全体に対する比率を小さくできる
ので、Ｓ／Ｎ比が充分にとれ、このためカールソ
ン方式のもとで表面保護の目的が達成でき同時に
長寿命化が可能となつたのである。
しかしながら、本発明者等は表面保護層として
アモルフアス窒化シリコン（SiXN1-X）膜を形成
して複写機を試作し、精度の良い実験をさらに繰
り返したところ、上記窒化膜の形成条件によつて
は極めて不都合な場合が生じることを発見し、表
面保護膜に要求されるものは厚みだけでなく組成
も問題としなければならないことを見出し本発明
に到達したのである。
アモルフアス窒化シリコン（SiXN1-X）膜を形成
して複写機を試作し、精度の良い実験をさらに繰
り返したところ、上記窒化膜の形成条件によつて
は極めて不都合な場合が生じることを発見し、表
面保護膜に要求されるものは厚みだけでなく組成
も問題としなければならないことを見出し本発明
に到達したのである。
目 的
故に本発明は、画質の低下を生じさせることな
くしかも長期間使用しても感光層を充分安定して
保護し得る構造及び組成でなるアモルフアス窒化
シリコンによる絶縁保護層を有する電子写真用感
光体を提供することにある。
くしかも長期間使用しても感光層を充分安定して
保護し得る構造及び組成でなるアモルフアス窒化
シリコンによる絶縁保護層を有する電子写真用感
光体を提供することにある。
概 要
本発明の電子写真用感光体は、アモルフアスシ
リコン感光層上に表面保護層が形成されたアモル
フアスシリコン感光体において、表面保護層の禁
制帯幅を感光層表面から外方へ向けて漸次大きく
なるようにしたことを特徴とし、より具体的には
上記表面保護層がアモルフアス窒化シリコン膜で
なりその組成比Si／Ｎが感光層表面から外方へ向
かつて漸次小さくなつていることに特徴を有す
る。
リコン感光層上に表面保護層が形成されたアモル
フアスシリコン感光体において、表面保護層の禁
制帯幅を感光層表面から外方へ向けて漸次大きく
なるようにしたことを特徴とし、より具体的には
上記表面保護層がアモルフアス窒化シリコン膜で
なりその組成比Si／Ｎが感光層表面から外方へ向
かつて漸次小さくなつていることに特徴を有す
る。
実験例
以下、本発明を種々の実験例と共に詳述する。
アモルフアス窒化シリコン（SiXN1-X）を表面
保護膜として考えた場合、化学的にも構造的にも
最も安定なものは化学量論的組成のSi3N4が最適
と考えられる。しかし、プラズマCVDによつて
は完全な組成のSi3N4は困難であり水素が含有さ
れると共に組成比Si／Ｎも0.8〜1.5と化学量論的
組成比Si／Ｎ＝0.75よりもSiが若干過剰になるの
が通例である。なるべくSi3N4の化学量論的組成
に近くするためには、窒素ガスとシランガス比、
高周波電力を大きくし、基板温度も許される限り
高くすることでSi3N4の化学量論的組成に近いも
のを得ることができる。
保護膜として考えた場合、化学的にも構造的にも
最も安定なものは化学量論的組成のSi3N4が最適
と考えられる。しかし、プラズマCVDによつて
は完全な組成のSi3N4は困難であり水素が含有さ
れると共に組成比Si／Ｎも0.8〜1.5と化学量論的
組成比Si／Ｎ＝0.75よりもSiが若干過剰になるの
が通例である。なるべくSi3N4の化学量論的組成
に近くするためには、窒素ガスとシランガス比、
高周波電力を大きくし、基板温度も許される限り
高くすることでSi3N4の化学量論的組成に近いも
のを得ることができる。
そこで、基板上にSiH4ガス、N2ガス、B2H6ガ
スを適量混合して一定条件で一定厚みのａ−Si層
を形成したのち、アモルフアス窒化シリコン膜の
生成条件を変えて一定厚み形成し、実際の複写性
能を調べた。その結果を以下に述べる。
スを適量混合して一定条件で一定厚みのａ−Si層
を形成したのち、アモルフアス窒化シリコン膜の
生成条件を変えて一定厚み形成し、実際の複写性
能を調べた。その結果を以下に述べる。
(A) まず、Si3N4の化学量論的組成にできるだけ
近ずけたアモルフアス窒化シリコンSiXN1-Xを
形成した。表面保護層の厚みは1500Åであり、
形成された膜の組成比はSi／Ｎ＝0.8、抵抗率
1015Ω・cm、E0＝5eVであつた。これを感光体
に用いて複写を行なつたところ、１枚目は鮮明
な画像が得られたが、連続した２枚目からは画
像が著しくボケ始め数枚目以後は殆ど実用にな
らない画像であつた。この感光体を逆極性で帯
電させ表面電位を零にして再び複写を行なつた
が、複写の２枚目以後は上記と同様の現象を呈
し、いずれにせよ保護層としての役目は充分安
定して達成できても高画質を連続して得ること
は不可能なことが判つた。
近ずけたアモルフアス窒化シリコンSiXN1-Xを
形成した。表面保護層の厚みは1500Åであり、
形成された膜の組成比はSi／Ｎ＝0.8、抵抗率
1015Ω・cm、E0＝5eVであつた。これを感光体
に用いて複写を行なつたところ、１枚目は鮮明
な画像が得られたが、連続した２枚目からは画
像が著しくボケ始め数枚目以後は殆ど実用にな
らない画像であつた。この感光体を逆極性で帯
電させ表面電位を零にして再び複写を行なつた
が、複写の２枚目以後は上記と同様の現象を呈
し、いずれにせよ保護層としての役目は充分安
定して達成できても高画質を連続して得ること
は不可能なことが判つた。
(B) 次に、ガス流量、高周波電力を変えてSi3N4
の化学量論的組成よりもよりずれたアモルフア
ス窒化シリコン膜を実験(A)と同じ1500Å厚で形
成した。この膜の組成比はSi／Ｎ＝1.2、抵抗
率２×1014Ω・cm、E0＝3.8eVであつた。これ
を用いた複写性能は、１枚目より鮮明な画像が
得られ連続コピーに対しても特に問題となる点
はなかつたが、間欠して耐久試験を繰り返した
ところ、２万枚目位から白スジや画像のむらが
目立つてきたので長寿命の点で未だ完全ではな
かつた。
の化学量論的組成よりもよりずれたアモルフア
ス窒化シリコン膜を実験(A)と同じ1500Å厚で形
成した。この膜の組成比はSi／Ｎ＝1.2、抵抗
率２×1014Ω・cm、E0＝3.8eVであつた。これ
を用いた複写性能は、１枚目より鮮明な画像が
得られ連続コピーに対しても特に問題となる点
はなかつたが、間欠して耐久試験を繰り返した
ところ、２万枚目位から白スジや画像のむらが
目立つてきたので長寿命の点で未だ完全ではな
かつた。
上記(A)，(B)の試験結果から、保護膜として安定
なSi3N4に組成が近いほど感光体としての本来の
特性が損われてしまうことが判つた。他の実験も
行ないながらその原因を追及したところ、次のこ
とにあると結論された。
なSi3N4に組成が近いほど感光体としての本来の
特性が損われてしまうことが判つた。他の実験も
行ないながらその原因を追及したところ、次のこ
とにあると結論された。
感光層としてのａ−Si層の禁制帯幅が1.7〜
1.9evであるのに対し、アモルフアス窒化シリコ
ン膜の禁制帯幅はａ−Si層に比して大きいので、
これを保護層として表面に形成すれば第１図ｂ，
ｃ，ｄに示したように界面において障壁が形成さ
れ、感光層で発生したキヤリヤが移動して表面近
傍にきたとき、キヤリヤが絶縁層をトンネルして
表面電荷と中和するためには、障壁の高さと幅が
或る一定値以下でなければならない。キヤリヤが
絶縁層を速やかに通過できにくい場合には、入射
光が繰り返し照射されることによつて感光層−保
護層界面に蓄積されるから、第１図ｄに示すよう
な空間電荷領域が形成される。この領域はエネル
ギーバンドを曲げることになるので新たな障壁を
形成し、キヤリヤの表面への移動を一層阻止する
ことになるから残留電位の増加、光感度の低下、
帯電位の低下をもたらす。それだけでなく界面近
傍に蓄積されたキヤリヤによつて表面に平行な方
向へ導電チヤネルが形成されるからキヤリヤが分
散され易くなり、また転写帯電時においてキヤリ
ヤが揺さぶれ絶縁層を介しての電荷結合も行なわ
れるから結果として分解能が低下し画像がボケた
ものになると考えられる。
1.9evであるのに対し、アモルフアス窒化シリコ
ン膜の禁制帯幅はａ−Si層に比して大きいので、
これを保護層として表面に形成すれば第１図ｂ，
ｃ，ｄに示したように界面において障壁が形成さ
れ、感光層で発生したキヤリヤが移動して表面近
傍にきたとき、キヤリヤが絶縁層をトンネルして
表面電荷と中和するためには、障壁の高さと幅が
或る一定値以下でなければならない。キヤリヤが
絶縁層を速やかに通過できにくい場合には、入射
光が繰り返し照射されることによつて感光層−保
護層界面に蓄積されるから、第１図ｄに示すよう
な空間電荷領域が形成される。この領域はエネル
ギーバンドを曲げることになるので新たな障壁を
形成し、キヤリヤの表面への移動を一層阻止する
ことになるから残留電位の増加、光感度の低下、
帯電位の低下をもたらす。それだけでなく界面近
傍に蓄積されたキヤリヤによつて表面に平行な方
向へ導電チヤネルが形成されるからキヤリヤが分
散され易くなり、また転写帯電時においてキヤリ
ヤが揺さぶれ絶縁層を介しての電荷結合も行なわ
れるから結果として分解能が低下し画像がボケた
ものになると考えられる。
従つて、第２図ａ，ｂに示すように、感光体表
面を一様電位VSに帯電させ一定の空間周波数で
明所暗所に分割した時の電位変化が、ａのように
シヤープな変化するようにできれば分解能が優
れ、画像ボケがないのであるが、表面保護層が適
切でないとｂに示すように明暗の変化がゆるやか
となり分解能が劣り残留電位が生じて画像ボケを
起こすことが判つたのである。
面を一様電位VSに帯電させ一定の空間周波数で
明所暗所に分割した時の電位変化が、ａのように
シヤープな変化するようにできれば分解能が優
れ、画像ボケがないのであるが、表面保護層が適
切でないとｂに示すように明暗の変化がゆるやか
となり分解能が劣り残留電位が生じて画像ボケを
起こすことが判つたのである。
このため、前記実験(A)による組成の保護層を用
いた場合には、１回毎に空間電荷を中和するよう
な方法、例えば逆特性帯電や同時露光交流帯電な
どが必要になるが、精密な設定も複雑となり実用
的でない。またこれを避けるため前記実験(B)の如
き絶縁保護層の条件を緩め障壁の高さを低くして
若干の導電性をもたせれば一時的には良いのであ
るが、表面保護能力が低下して長時間の使用には
耐えられない。
いた場合には、１回毎に空間電荷を中和するよう
な方法、例えば逆特性帯電や同時露光交流帯電な
どが必要になるが、精密な設定も複雑となり実用
的でない。またこれを避けるため前記実験(B)の如
き絶縁保護層の条件を緩め障壁の高さを低くして
若干の導電性をもたせれば一時的には良いのであ
るが、表面保護能力が低下して長時間の使用には
耐えられない。
前述のように、従来の感光体の問題点は、感光
層の禁制帯幅と保護層の禁制帯幅の違いからくる
障壁の高さとその急峻な変化及び界面に阻止蓄積
されるキヤリヤによる空間電荷領域の発生による
ことが判つた。そのため本発明者等は、保護層の
禁制帯幅をａ−Si感光層界面Ｓから感光体の表面
に向かつて次第に大きくなるように変化させれば
界面での障壁の高さは低くなると同時に変化もゆ
るやかとなり、従つて空間電荷領域の幅も広く分
散させることになるから蓄積電荷密度も下げら
れ、その結果として導電チヤネルも形成しにくく
なることを見出したのである。
層の禁制帯幅と保護層の禁制帯幅の違いからくる
障壁の高さとその急峻な変化及び界面に阻止蓄積
されるキヤリヤによる空間電荷領域の発生による
ことが判つた。そのため本発明者等は、保護層の
禁制帯幅をａ−Si感光層界面Ｓから感光体の表面
に向かつて次第に大きくなるように変化させれば
界面での障壁の高さは低くなると同時に変化もゆ
るやかとなり、従つて空間電荷領域の幅も広く分
散させることになるから蓄積電荷密度も下げら
れ、その結果として導電チヤネルも形成しにくく
なることを見出したのである。
実施例
上述した新たな知見に基づき製作した本発明の
電子写真用感光体におけるエネルギー帯構造を、
第３図及び第４図で模式的に示してある。両図と
も符号１〜３，EC，EF及びEVは第１図と同一で
ある。表面保護層３は、水素を含むアモルフアス
窒化シリコン膜で形成されており、その組成比
Si／Ｎが、表面保護層３とアモルフアスシリコン
感光層２との界面Ｓから表面保護層３表面に向か
つて徐々に小さくなるよう構成してある。この構
成によつた感光体のエネルギー帯構造では、表面
保護層３の平衡状態におけるアモルフアスシリコ
ン感光層２との界面Ｓの障壁の高さが、界面Ｓの
平衡状態におけるアモルフアスシリコン感光層２
の伝導帯の底部ECの高さ以上である。また、表
面保護層３における禁制帯幅が表面保護層３とア
モルフアスシリコン感光層２との界面Ｓから表面
保護層３表面に向かつて第３図に図示するように
連続的に、あるいは第４図に図示するように段階
的に大きくなつている。このようにすることによ
つて、本発明の電子写真用感光体表面近傍のアモ
ルフアス窒化シリコン膜の組成は、Si3N4の化学
量論的組成に近づくので、表面保護の目的も完全
に果たし得るのである。
電子写真用感光体におけるエネルギー帯構造を、
第３図及び第４図で模式的に示してある。両図と
も符号１〜３，EC，EF及びEVは第１図と同一で
ある。表面保護層３は、水素を含むアモルフアス
窒化シリコン膜で形成されており、その組成比
Si／Ｎが、表面保護層３とアモルフアスシリコン
感光層２との界面Ｓから表面保護層３表面に向か
つて徐々に小さくなるよう構成してある。この構
成によつた感光体のエネルギー帯構造では、表面
保護層３の平衡状態におけるアモルフアスシリコ
ン感光層２との界面Ｓの障壁の高さが、界面Ｓの
平衡状態におけるアモルフアスシリコン感光層２
の伝導帯の底部ECの高さ以上である。また、表
面保護層３における禁制帯幅が表面保護層３とア
モルフアスシリコン感光層２との界面Ｓから表面
保護層３表面に向かつて第３図に図示するように
連続的に、あるいは第４図に図示するように段階
的に大きくなつている。このようにすることによ
つて、本発明の電子写真用感光体表面近傍のアモ
ルフアス窒化シリコン膜の組成は、Si3N4の化学
量論的組成に近づくので、表面保護の目的も完全
に果たし得るのである。
アモルフアスシリコン感光層２の生成方法及び
厚みは、前述したのと同じである。すなわち、導
電性基板１上に、SiH4ガス、N2ガス、B2H6ガス
を用いてプラズマCVD法により、アモルフアス
シリコン感光層２を形成する。アモルフアスシリ
コン感光層２の暗抵抗率は、1012Ω・cm以上であ
る。
厚みは、前述したのと同じである。すなわち、導
電性基板１上に、SiH4ガス、N2ガス、B2H6ガス
を用いてプラズマCVD法により、アモルフアス
シリコン感光層２を形成する。アモルフアスシリ
コン感光層２の暗抵抗率は、1012Ω・cm以上であ
る。
表面保護層３であるアモルフアス窒化シリコン
膜の形成は、最初に生成条件を前述の実験例(B)と
同じ条件に設定し、連続的に条件を変えて組成を
変化させた。最終的には、生成条件は前述した実
験例(A)と同一条件になるようにして行い、アモル
フアス窒化シリコン膜を1500Åの厚みに形成し
た。このアモルフアス窒化シリコン膜の組成比
Si／Ｎは、表面に向かつて1.2から0.8までほぼ連
続的に変化していた。
膜の形成は、最初に生成条件を前述の実験例(B)と
同じ条件に設定し、連続的に条件を変えて組成を
変化させた。最終的には、生成条件は前述した実
験例(A)と同一条件になるようにして行い、アモル
フアス窒化シリコン膜を1500Åの厚みに形成し
た。このアモルフアス窒化シリコン膜の組成比
Si／Ｎは、表面に向かつて1.2から0.8までほぼ連
続的に変化していた。
この感光体を用いて複写試験をした結果、１枚
目より鮮明な画像が得られ、連続コピーに対して
も何らの問題も生じなかつた。また長期の間欠耐
久試験においても10万枚目まで問題となるような
欠陥は全く発生せず、長寿命の点でも完全に満足
のいくものであつた。
目より鮮明な画像が得られ、連続コピーに対して
も何らの問題も生じなかつた。また長期の間欠耐
久試験においても10万枚目まで問題となるような
欠陥は全く発生せず、長寿命の点でも完全に満足
のいくものであつた。
種々実験の結果、アモルフアス窒化シリコン膜
の厚みは500〜10000Åの範囲で、また、そのバン
ドギヤツプは2.0〜5.0eVの間で拡がるようにすれ
ば、上記と同様効果が得られることが判つた。
の厚みは500〜10000Åの範囲で、また、そのバン
ドギヤツプは2.0〜5.0eVの間で拡がるようにすれ
ば、上記と同様効果が得られることが判つた。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明の感光
体は、表面保護層の禁制帯幅を感光層表面から感
光体表面へ向かつて徐々に大きくなるよう形成さ
れているので、長期間の使用にも充分に耐え、し
かも画質の低下を生じさせることなく良好な複写
が達成できるのである。また、表面保護層により
感光層を充分安定して保護しえ感光体の長寿命化
も実現し得るものである。
体は、表面保護層の禁制帯幅を感光層表面から感
光体表面へ向かつて徐々に大きくなるよう形成さ
れているので、長期間の使用にも充分に耐え、し
かも画質の低下を生じさせることなく良好な複写
が達成できるのである。また、表面保護層により
感光層を充分安定して保護しえ感光体の長寿命化
も実現し得るものである。
本発明をアモルフアス窒化シリコンを中心に述
べたが、アモルフアス酸化シリコンやアモルフア
ス炭化シリコンなど他の種の絶縁保護層にも適用
されることは勿論である。
べたが、アモルフアス酸化シリコンやアモルフア
ス炭化シリコンなど他の種の絶縁保護層にも適用
されることは勿論である。
第１図は従来のａ−Si感光体を示すもので、同
図ａはその一部断面図、同図ｂ乃至ｄはエネルギ
ー帯構造を示す図である。第２図は感光体の帯電
特性、解像力、残留電位を説明するための波形図
であり、同図ａは画像ボケがない場合の波形、同
図ｂは画像ボケがある場合の波形を示す。第３図
及び第４図は本発明のａ−Si感光体層の禁制帯幅
の変化状態を示す図であり、第３図は連続的な変
化状態を、第４図は階段状に変化している状態を
示す。 １……導電性基板、２……ａ−Si感光層、３…
…表面保護層又は絶縁保護層、EF……フエルミ
準位、EV……価電子帯の頂部、EC……伝導帯の
底部、VS……一様電位、Ｓ……界面。
図ａはその一部断面図、同図ｂ乃至ｄはエネルギ
ー帯構造を示す図である。第２図は感光体の帯電
特性、解像力、残留電位を説明するための波形図
であり、同図ａは画像ボケがない場合の波形、同
図ｂは画像ボケがある場合の波形を示す。第３図
及び第４図は本発明のａ−Si感光体層の禁制帯幅
の変化状態を示す図であり、第３図は連続的な変
化状態を、第４図は階段状に変化している状態を
示す。 １……導電性基板、２……ａ−Si感光層、３…
…表面保護層又は絶縁保護層、EF……フエルミ
準位、EV……価電子帯の頂部、EC……伝導帯の
底部、VS……一様電位、Ｓ……界面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上に形成したアモルフアスシリコン感光
層上に表面保護層を有するアモルフアスシリコン
電子写真用感光体において、前記表面保護層の厚
みが500〜10000Åの範囲にあり、前記表面保護層
の平衡状態における前記アモルフアスシリコン感
光層との界面の障壁の高さが前記界面の平衡状態
における前記アモルフアスシリコン感光層の伝導
帯の底部の高さ以上であるとともに、前記表面保
護層の禁制帯幅が前記界面から前記表面保護層表
面へ向かつて漸次大きくなるように構成されてい
ることを特徴とする電子写真用感光体。 ２ 表面保護層が水素を含むアモルフアス窒化シ
リコンでなり、その組成比Si／Ｎが0.75〜10の範
囲になされるとともに、前記組成比Si／Ｎが前記
表面保護層とアモルフアスシリコン感光層との界
面から前記表面保護層表面へ向かつて漸次小さく
なるようになされていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の電子写真用感光体。 ３ アモルフアスシリコン感光層はSiH4ガス、
N2ガス及びB2H6ガスを用いプラズマCVD法で形
成され、1012Ω・cm以上の暗抵抗を有しているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子
写真用感光体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59144032A JPS6123158A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 電子写真用感光体 |
| DE19853524606 DE3524606A1 (de) | 1984-07-11 | 1985-07-10 | Fotorezeptor fuer elektrofotografie |
| NL8501988A NL191498C (nl) | 1984-07-11 | 1985-07-11 | Fotoreceptor voor elektrofotografie. |
| US07/039,795 US4778741A (en) | 1984-07-11 | 1987-04-15 | Photoreceptor for electrophotography |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59144032A JPS6123158A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 電子写真用感光体 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4231942A Division JPH0786693B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 電子写真用感光体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6123158A JPS6123158A (ja) | 1986-01-31 |
| JPH0514898B2 true JPH0514898B2 (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=15352738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59144032A Granted JPS6123158A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 電子写真用感光体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4778741A (ja) |
| JP (1) | JPS6123158A (ja) |
| DE (1) | DE3524606A1 (ja) |
| NL (1) | NL191498C (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4795691A (en) * | 1986-04-17 | 1989-01-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Layered amorphous silicon photoconductor with surface layer having specific refractive index properties |
| US4851367A (en) * | 1988-08-17 | 1989-07-25 | Eastman Kodak Company | Method of making primary current detector using plasma enhanced chemical vapor deposition |
| US6188452B1 (en) * | 1996-07-09 | 2001-02-13 | Lg Electronics, Inc | Active matrix liquid crystal display and method of manufacturing same |
| US20130341623A1 (en) | 2012-06-20 | 2013-12-26 | International Business Machines Corporation | Photoreceptor with improved blocking layer |
| JP6301866B2 (ja) * | 2015-03-17 | 2018-03-28 | 東芝メモリ株式会社 | 半導体製造方法 |
Citations (7)
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| JPS57119359A (en) * | 1981-01-16 | 1982-07-24 | Canon Inc | Photoconductive member |
| JPS5821257A (ja) * | 1981-07-30 | 1983-02-08 | Seiko Epson Corp | 電子写真感光体の製造方法 |
| JPS58145951A (ja) * | 1982-02-24 | 1983-08-31 | Stanley Electric Co Ltd | アモルフアスシリコン感光体 |
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| JPS60169854A (ja) * | 1984-02-14 | 1985-09-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 静電潜像担持体 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2095030B (en) * | 1981-01-08 | 1985-06-12 | Canon Kk | Photoconductive member |
| US4539283A (en) * | 1981-01-16 | 1985-09-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Amorphous silicon photoconductive member |
| US4490453A (en) * | 1981-01-16 | 1984-12-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member of a-silicon with nitrogen |
| US4464451A (en) * | 1981-02-06 | 1984-08-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic image-forming member having aluminum oxide layer on a substrate |
| US4490454A (en) * | 1982-03-17 | 1984-12-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member comprising multiple amorphous layers |
| US4666808A (en) * | 1983-04-01 | 1987-05-19 | Kyocera Corp. | Amorphous silicon electrophotographic sensitive member |
| DE3420741C2 (de) * | 1983-06-02 | 1996-03-28 | Minolta Camera Kk | Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial |
| JPS6014248A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | 電子写真用感光体 |
| US4544617A (en) * | 1983-11-02 | 1985-10-01 | Xerox Corporation | Electrophotographic devices containing overcoated amorphous silicon compositions |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP59144032A patent/JPS6123158A/ja active Granted
-
1985
- 1985-07-10 DE DE19853524606 patent/DE3524606A1/de active Granted
- 1985-07-11 NL NL8501988A patent/NL191498C/xx not_active IP Right Cessation
-
1987
- 1987-04-15 US US07/039,795 patent/US4778741A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56115573A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photoconductive element |
| JPS5711351A (en) * | 1980-06-25 | 1982-01-21 | Shunpei Yamazaki | Electrostatic copying machine |
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| JPS58145951A (ja) * | 1982-02-24 | 1983-08-31 | Stanley Electric Co Ltd | アモルフアスシリコン感光体 |
| JPS60135955A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-19 | Fujitsu Ltd | アモルフアスシリコン感光体 |
| JPS60169854A (ja) * | 1984-02-14 | 1985-09-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 静電潜像担持体 |
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