JPH0542669B2 - - Google Patents

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JPH0542669B2
JPH0542669B2 JP58170380A JP17038083A JPH0542669B2 JP H0542669 B2 JPH0542669 B2 JP H0542669B2 JP 58170380 A JP58170380 A JP 58170380A JP 17038083 A JP17038083 A JP 17038083A JP H0542669 B2 JPH0542669 B2 JP H0542669B2
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Keishi Saito
Yukihiko Oonuki
Shigeru Oono
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH0542669B2 publication Critical patent/JPH0542669B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (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
写真甚像圢成圢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が存するのが実情で
ある。 䟋えば、電子写真甚像圢成郚材に適甚した堎合
に、高光感床化、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、残像が生ずる所遺ゎ
ヌスト珟象を発する様になる、或いは高速で繰返
し䜿甚するず反応性が次第に䜎䞋する、等の䞍郜
合な点が生ずる堎合が少なくなか぀た。 曎には、−Siは可芖光領域の短波長偎に范べ
お、長波長偎の波長領域よりも長い波長領域の吞
収係数が比范的小さく、珟圚実甚化されおいる半
導䜓レヌザずのマツチングに斌いお、通垞䜿甚さ
れおいるハロゲンランプや螢光灯を光源ずする堎
合、長波長偎の光を有効に䜿甚し埗おいないずい
う点に斌いお、倫々改良される䜙地が残぀おい
る。 又、別には、照射される光が光導電局䞭に斌い
お、充分吞収されずに支持䜓に到達する光の量が
倚くなるず、支持䜓自䜓が光導電局を透過しお来
る光に察する反射率が高い堎合には、光導電局内
に斌いお倚重反射による干枉が起぀お画像の「ボ
ケ」が生ずる䞀芁因ずなる。 この圱響は、解像床を䞊げる為に、照射スポツ
トを小さくする皋倧きくなり、殊に半導䜓レヌザ
を光源ずする堎合には倧きな問題ずな぀おいる。 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
な問題の総おが解決さ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す
る非晶質材料、殊に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、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、光導
電性を瀺す光受容局を有する光導電郚材の局構成
を以埌に説明される様な特定化の䞋に蚭蚈されお
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及び長波長偎に斌ける吞収ス
ペクトル特性に優れおいるこずを芋出した点に基
いおいる。 本発明は電気的、光孊的、光導電的特性が垞時
安定しおいお、殆んど䜿甚環境に制限を受けない
党環境型であり、長波長偎の光感床特性に優れる
ず共に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、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。 本発明の別の目的は、党可芖光域に斌いお光感
床が高く、殊に半導䜓レヌザずのマツチングに優
れ、䞔぀光反応の速い光導電郚材を提䟛するこず
である。 本発明の他の目的は、電子写真甚の像圢成郚材
ずしお適甚させた堎合、通垞の電子写真法が極め
お有効に適甚され埗る皋床に、静電像圢成の為の
垯電凊理の際の電荷保持胜が充分ある光導電郚材
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
像を埗る事が容易に出来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比特性を有する光導電郚材を提䟛するこず
でもある。 䞊蚘目的を達成す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、ゲルマニ
りム原子を含む非晶質材料で構成された局領域(G)
ずシリコン原子を含む非晶質材料で構成され、光
導電性を瀺す局領域(S)ずが前蚘支持䜓偎より順に
蚭けられた局構成の光受容局ずを有し、該光受容
局は、シリコン原子ずゲルマニりム原子ず窒玠原
子の和に察しお0.001〜50atomicの窒玠原子を
含有し、その局厚方向に斌ける分垃濃床が倫々
(1)、(3)、(2)である第の局領域(1)、第の局
領域(3)、第の局領域(2)をこの順で支持察偎より
有し、(3)(2)、(1)で、䞔぀、(1)、(2)の
いずれか䞀方はでなく、たた、(3)は
500atomic ppm以䞊ずされ、第の局領域は支
持䜓たたは自由衚面偎から5Ό以内ずされるこ
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
的特性、電気的耐圧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、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、高品質の画像を安
定しお繰返し埗るこずができる。 曎に、本発明の光導電郚材は、党可芖光域に斌
いお光感床が高く、殊に半導䜓レヌザずのマツチ
ングに優れ、䞔぀光応答が速い。 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、光受容局
を有し、該光受容局は自由衚面を䞀
方の端面に有しおいる。 光受容局は、支持䜓偎より−Si
Si、、で構成された第の局領域(G)
ず−Si、で構成され、光導電性を有
する第の局領域(S)ずが順に積局された局
構造を有する。 第の局領域(G)䞭に含有されるゲルマニ
りム原子は、他の原子ず共に該第の局領域(G)
に含有される堎合、該第の局領域(G)
䞭に䞇遍無く均䞀に分垃する様に含有されおも良
いし、或いは局厚方向には䞇遍無く含有されおは
いるが分垃濃床は䞍均䞀であ぀おも良い。而乍
ら、いずれの堎合にも支持䜓の衚面ず平行な面内
方向に斌いおは、均䞀な分垃で䞇遍無く含有され
るのが面内方向に斌ける特性の均䞀化を蚈る点か
らも必芁である。殊に、局領域(G)の局厚方向には
䞇遍無く含有されおいお䞔぀前蚘支持䜓の
蚭けられおある偎ずは反察の偎光受容局
の衚面偎の方に察しお前蚘支持察
偎の方に倚く分垃した状態ずなる様にするか、或
いはこの逆の分垃状態ずなる様に前蚘第の局領
域(G)䞭に含有されるのが望たしい。 本発明の光導電郚材においおは、第の局領域
(G)䞭に含有されるゲルマニりム原子の分垃状態
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面内方向には均䞀な
分垃状態ずされるのが望たしい。 本発明に斌いおは、第の局領域(G)䞊に蚭けら
れる第の局領域(S)䞭には、ゲルマニりム原子は
含有されおおらず、この様な局構造に光受容局を
圢成するこずによ぀お、可芖光領域を含む、比范
的短波長から比范的長波長迄の党領域の波長の光
に察しお光感床が優れおいる光導電郚材ずし埗る
ものである。 又、第の局領域(G)䞭に斌けるゲルマニりム原
子の分垃状態が党局領域にゲルマニりム原子が連
続的に分垃し、ゲルマニりム原子の局厚方向の分
垃濃床が支持䜓偎より第の局領域(S)に向぀お
枛少する倉化が䞎えられおいる堎合には、第の
局領域(G)ず第の局領域(S)ずの間に斌ける芪和性
に優れ、䞔぀埌述する様に、支持䜓偎端郚に斌い
おゲルマニりム原子の分垃濃床を極端に倧きく
するこずにより、半導䜓レヌザ等を䜿甚した堎合
の、第の局領域(S)では殆んど吞収し切れない長
波長偎の光を第局領域(G)に斌いお、実質的に完
党に吞収するこずが出来、支持䜓面からの反射に
よる干枉を防止するこずが出来る。 又、本発明の光導電郚材の奜たしい実斜態様䟋
の぀である第の局領域(G)にシリコン原子が含
有されおいる堎合には、第の局領域(G)ず第の局
領域(S)ずを構成する非晶質材料の倫々がシリコン
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図乃至第図には、ゲルマニりム原子が
䞍均䞀に分垃されお含有されおいる堎合における
光導電郚材の第の局領域(G)䞭に含有されるゲル
マニりム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、暪軞はゲルマニ
りム原子の分垃濃床を、瞊軞は、第の局領域
(G)の局厚を瀺し、tBは支持䜓偎の第の局領域(G)
の端面の䜍眮を、tTは支持䜓偎ずは反察偎の第
の局領域(G)の端面の䜍眮を瀺す。即ち、ゲルマニ
りム原子の含有される第の局領域(G)はtB偎より
tT偎に向぀お局圢成がなされる。 第図には、第の局領域(G)䞭に含有されるゲ
ルマニりム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、ゲルマニりム原子の
含有される第の局領域(G)が圢成される衚面ず該
第の局領域(G)の衚面ずが接する界面䜍眮tBより
t1の䜍眮たでは、ゲルマニりム原子の分垃濃床
がC1なる䞀定の倀を取り乍らゲルマニりム原子
が圢成される第の局領域(G)に含有され、䜍眮t1
よりは濃床C2より界面䜍眮tTに至るたで埐々に連
続的に枛少されおいる。界面䜍眮tTにおいおはゲ
ルマニりム原子の分垃床はC3ずされる。 第図に瀺される䟋においおは、含有されるゲ
ルマニりム原子の分垃濃床は䜍眮tBより䜍眮tT
に至るたで濃床C4から埐々に連続的に枛少しお
䜍眮tTにおいお濃床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たではゲ
ルマニりム原子の分垃濃床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ここで実質的に零ず
は怜出限界量未満の堎合である。 第図の堎合には、ゲルマニりム原子の分垃濃
床は䜍眮tBより䜍眮tTに至るたで、濃床C8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、ゲルマニりム原子
の分垃濃床は、䜍眮tBず䜍眮t3間においおは、
濃床C9ず䞀定倀であり、䜍眮tTにおいおは濃床
C10ずされる。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に至るたで枛
少されおいる。 第図に瀺される䟋においおは、分垃濃床は
䜍眮tBよりt4たでは濃床C11の䞀定倀を取り、䜍眮
t4より䜍眮tTたでは濃床C12より濃床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
に至るたで、ゲルマニりム原子の分垃濃床は濃
床C14より実質的に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
ではゲルマニりム原子の分垃濃床は、濃床C15
より濃床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、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、ゲルマニり
ム原子の分垃濃床は䜍眮tBにおいお濃床C17で
あり、䜍眮t6至るたではこの濃床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、その埌は緩かに埐々に枛少されお䜍
眮t7で濃床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れお䜍眮t3に
おいお、濃床C20に至る。䜍眮t8ず䜍眮tTの間にお
いおは、濃床C20より実質的に零になる様に図に
瀺す劂き圢状の曲線に埓぀お枛少されおいる。 以䞊、第図乃至第図により、第の局領
域(G)䞭に含有されるゲルマニりム原子の局厚方向
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、ゲルマニり
ム原子の分垃濃床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
可成り䜎くされた郚分を有するゲルマニりム原子
の分垃状態が第の局領域(G)に蚭けられおいる堎
合は、奜適な䟋の぀ずしお挙げられる。 本発明に斌ける光導電郚材を構成する光受容局
を構成する第の局領域(G)は奜たしくは䞊蚘した
様に支持䜓偎の方にゲルマニりム原子が比范的高
濃床で含有されおいる局圚領域(A)を有するのが望
たしい。 䟋えば、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5ÎŒ
以内に蚭けられるのが望たしいものである。 䞊蚘局圚領域(A)は、界面䜍眮tBより5Ό厚たでの
党局領域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、圢成される光受容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ゲルマニりム
原子の局厚方向の分垃状態ずしおゲルマニりム原
子の分垃濃床の最倧倀Cmaxがシリコン原子ずの
和に察しお、奜たしくは1000atomic ppm以䞊、
奜適には5000atomic ppm以䞊、最適には×
104atomic 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、ゲルマニりム原子の
含有される局領域(G)は、支持䜓偎からの局厚で
5Ό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のが奜たし
い。 本発明においお、第の局領域(G)䞭に含有され
るゲルマニりム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所望に埓぀お適宜
決められるが、シリコン原子ずの和に察しお、奜
たしくは〜10×105atomic ppm、より奜たし
くは100〜9.5×105atomic ppm、最適には500〜
×105atomic ppmずされるのが望たしい。 本発明に斌いお第の局領域(G)ず第の局領域
(S)ずの局厚は、本発明の目的を効果的に達成させ
る為の重芁な因子の぀であるので圢成される光
導電郚材に所望の特性が充分䞎えられる様に、光
導電郚材の蚭蚈の際に充分なる泚意が払われる必
芁がある。 本発明に斌いお、第の局領域(G)の局厚TBは、
奜たしくは、30Å〜50Ό、より奜たしくは40Å〜
40Ό、最適には50Å〜30Όずされるのが望たしい。 又、第の局領域(S)の局厚は、通垞の堎合、
0.5〜90Ό、奜たしくは〜80Ό、最適には〜50ÎŒ
ずされるのが望たしい。 第の局領域(G)の局厚TBず第の局領域(S)の
局厚の和TBずしおは、䞡局領域に芁
求される特性ず光受容局党䜓に芁求される特性ず
の盞互間の有機的関連性に基いお、光導電郚材の
局蚭蚈の際に所望に埓぀お、適宜決定される。 本発明の光導電郚材に斌いおは、䞊蚘のTB
の数倀範囲ずしおは、奜たしくは〜
100Ό、より奜適には〜80Ό、最適には〜50ÎŒ
ずされるのが望たしい。 本発明のより奜たしい実斜態様䟋に斌いおは、
䞊蚘の局厚TB及び局厚ずしおは、奜たしくは
TB≊なる関係を満足する際に、倫々に察
しお適宜適切な数倀が遞択されるのが望たしい。 䞊蚘の堎合に斌ける局厚TB及び局厚の数倀
の遞択に斌いお、より奜たしくは、TB≊0.9
最適にはTB≊0.8なる関係が満足される様に
局厚TB及び局厚の倀が決定されるのが望たし
いものである。 本発明に斌いお、第の局領域(G)䞭に含有され
るゲルマニりム原子の含有量が×105atomic
ppm以䞊の堎合には、第の局領域(G)の局厚TB
ずしおは、可成り薄くされるのが望たしく、奜た
しくは30Ό以䞋、より奜たしくは25Ό以䞋、最適
には20Ό以䞋ずされるのが望たしいものである。 本発明に斌いお、圢成される光受容局を構成す
る第の局領域(S)䞭に含有される氎玠原子(H)の量
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、奜たしくは〜
40atomic、より奜適には〜30atomic、最
適には〜25atomicずされるのが望たしい。 本発明においお、必芁に応じお光受容局を構成
する第の局領域(G)又は及び第の局領域(S)äž­
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
フツ玠、塩玠を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、高光感床化ず
高暗抵抗化、曎には、支持䜓ず光受容局ずの間の
密着性の改良を図る目的の為に、光受容局䞭に
は、窒玠原子が含有される局領域(N)が蚭けられ
る。光受容局䞭に含有される窒玠原子は、光受容
局の党局領域に䞇遍なく含有されおも良いし、或
いは、光受容局の䞀郚の局領域のみに含有させお
遍圚させおも良い。 本発明に斌いお窒玠原子の分垃状態は、光受容
局党䜓に斌いおは、前蚘した様に、局厚方向に䞍
均䞀であるが、第、第、第の各局領域に斌
いおは局厚方向に均䞀である。第図乃至第
図には光受容局党䜓ずしおの窒玠原子の分垃状
態の兞型的䟋が瀺される。これ等の各図に斌い
お、暪軞は窒玠原子の分垃濃床(N)を、瞊軞は光
受容局の局厚を瀺す。瞊軞に瀺されるtBは光受容
局の支持䜓偎端面の䜍眮を、tTは光受容局の支持
䜓ずは反察偎の端面の䜍眮を瀺す。即ち、光受容
局はtB偎よりtT偎方向に向぀お局圢成がなされ
る。 第図に瀺される䟋では、䜍眮tBより䜍眮t9
たでは酞玠原子の分垃濃床(N)は濃床C21ずされ、
䜍眮t9から䜍眮t11たでは窒玠原子の分垃濃床(N)
は濃床C22ずし、䜍眮t11から䜍眮tTたでは濃床C21
ずしおいる。 第図に瀺される䟋では、窒玠原子の分垃濃
床(N)は䜍眮tBから䜍眮t12たでは濃床C23、䜍眮
t12から䜍眮t13たでは濃床C24ず段階状に増加さ
せ、䜍眮t13から䜍眮tTたでは濃床C25ず枛少させ
おいる。 第図の䟋では、窒玠原子の分垃濃床(N)
は、䜍眮tBから䜍眮t14たでは濃床C26ずし、䜍眮
t14から䜍眮15たでは濃床をC27ず段階状に増加さ
せ、䜍眮t15から䜍眮tTたでは初期の濃床C26より
も䜎い濃床C28ずしおいる。 第図に瀺される䟋では、分垃濃床(N)は䜍
眮tBから䜍眮t16たでは濃床C29ずし、䜍眮t16から
䜍眮17たでは濃床C30に枛少させ、䜍眮t17から䜍
眮t18たでは濃床C31ず段階状に増加させ、䜍眮18
から䜍眮tBたでは濃床C30に枛少させおいる。 第図に瀺される䟋では、光受容局の支持䜓
偎に窒玠原子の分垃濃床(N)の高い局領域が蚭け
られおいる。この様な窒玠原子の分垃濃床(N)ず
するこずで、垯電凊理を受けた際に支持䜓偎から
の電荷の泚入を効果的に阻止出来るず同時に支持
䜓ず光受容局ずの間の密着も匷固にするこずが出
来る。 又、t20ずtTの間の局領域には、より䜎濃床に窒
玠原子を含有させるこずで、光感床を䜎䞋させる
こずなく暗抵抗の䞀局の向䞊を蚈぀おいる。 第図乃至第図の䟋では、光受容局の支
持䜓偎又は、支持䜓ず反察偎に窒玠原子の含有さ
れない局領域が光受容局䞭に蚭けられおいる。 本発明に斌いお、光受容局に蚭けられる窒玠原
子の含有されおいる局領域(N)は、光感床ず暗抵抗
の向䞊を䞻たる目的ずする堎合には、光受容局の
党局領域を占める様に蚭けられ、光受容局の自由
衚面からの電荷の泚入を防止するためには、自由
衚面近傍に蚭けられ、支持䜓ず光受容局ずの間の
密着性の匷化を図るのを䞻たる目的ずする堎合に
は、光受容局の支持䜓偎端郚局領域(E)を占める様
に蚭けられる。 䞊蚘の第の堎合、局領域(N)䞭に含有される窒
玠原子の含有量は、高光感床を維持する為に比范
的少なくされ、番目の堎合光受容局の自由衚面
からの電荷の泚入を防ぐために比范的倚くされ、
第の堎合には、支持䜓ずの密着性の匷化を確実
に図る為に比范的倚くされるのが望たしい。 又、䞊蚘䞉者を同時に達成する目的の為には、
支持䜓偎に斌いお比范的高濃床に分垃させ、高受
容局の䞭倮に斌いお比范的䜎濃床に分垃させ、光
受容局の自由衚面偎の衚面局領域には、窒玠原子
を倚くした様な窒玠原子の分垃状態を局領域(N)äž­
に圢成すれば良い。 自由衚面からの電荷の泚入を防止するために自
由衚面偎に窒玠原子の分垃濃床(N)を高くした局
領域を圢成する。 本発明に斌いお、光受容局に蚭けられる局領域
(N)に含有される窒玠原子の含有量は、局領域(N)自
䜓に芁求される特性、或いは該局領域(N)が支持䜓
に盎に接觊しお蚭けられる堎合には、該支持䜓ず
の接觊界面に斌ける特性ずの関係党、有機的関連
性に斌いお、適宜遞択するこずが出来る。 又、前蚘局領域(N)に盎に接觊しお他の局領域が
蚭けられる堎合には、該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も
考慮されお、窒玠原子の含有量が適宜遞択され
る。 局領域(N)䞭に含有される窒玠原子の量は、圢成
される光導電郚材に芁求される特性に応じお所望
に埓぀お適宜決められるが、シリコン原子ずゲル
マニりム原子ず窒玠原子の和以埌「
SiGeN」ず蚘すに察しお、奜たしくは、
0.001〜50atomic、より奜たしくは、0.002〜
40atomic、最適には0.003〜30atomicずされ
るのが望たしい。 本発明に斌いお、局領域(N)が光受容局の党域を
占めるか、或いは、光受容局の党域を占めなくず
も、局領域(N)の局厚T0の光受容局の局厚に占
める割合が充分倚い堎合には、局領域(N)に含有さ
れる窒玠原子の含有量の䞊限は、前蚘の倀より充
分少なくされるのが望たしい。 本発明の堎合には、局領域(N)の局厚T0が光受
容局の局厚に察しお占める割合が分の以䞊
ずなる様な堎合には、局領域(N)䞭に含有される窒
玠原子の量の䞊限ずしおは、奜たしくは、
30atomic以䞋、より奜たしくは、20atomic
以䞋、最適には10atomic以䞋ずされるのが望
たしい。 本発明においお、光受容局を構成する窒玠原子
の含有される局領域(N)は、䞊蚘した様に支持䜓偎
及び自由衚面近傍の方に酞玠原子が比范的高濃床
で含有されおいる局圚領域(B)を有するものずしお
蚭けられるのが望たしく、この堎合には、支持䜓
ず光受容局ずの間の密着性をより䞀局向䞊させる
こず及び受容電䜍の向䞊を蚈るこずが出来る。 䞊蚘局圚領域(B)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たたは自
由衚面tTより5Ό以内に蚭けられるのが望たしい。 本発明においおは、䞊蚘局圚領域(B)は、界面䜍
眮tBたたは自由衚面tTより5Ό厚たでの党局領域
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(B)を局領域LTの䞀郚ずするか又
は党郚ずするかは、圢成される光受容局に芁求さ
れる特性に埓぀お適宜決められる。 局圚領域(B)はその䞭に含有される窒玠原子の局
厚方向の分垃状態ずしお、窒玠原子の分垃濃床
(N)の最倧倀Cmaxが奜たしくは500atomic ppm以
䞊、より奜たしくは800atomic ppm以䞊、最適
には1000atomic 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、窒玠原子の含有され
る局領域(N)は、支持䜓偎たたは自由衚面からの局
厚で5Ό以内tBたたはtTから5Ό厚の局領域に分
垃濃床(N)の最倧倀Cmaxが存圚する様に圢成さ
れるのが望たしい。 本発明においお、−GeSi、、で構成
される第の局領域(G)を圢成するには䟋えばグロ
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、局領域(G)を圢成するには、基本的にはゲルマ
ニりム原子Geを䟛絊し埗るGe䟛絊甚の原料
ガスず、必芁に応じお、シリコン原子Siを䟛
絊し埗るSi䟛絊甚の原料ガス、氎玠原子(H)導入甚
の原料ガス、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所望
のガス圧状態で導入しお、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
定の支持耐䜓面䞊に−GeSi、、からな
る局を圢成されば良い。又、ゲルマニりム原子を
䞍均䞀な分垃状態で含有させるには、ゲルマニり
ム原子の分垃濃床を所望の倉化率曲線に埓぀お制
埡し乍ら−GeSi、、からなる局を圢成
させれば良い。 本発明においお䜿甚されるSi䟛絊甚の原料ガス
ず成り埗る物質ずしおは、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、局䜜成䜜業時の取扱い易さ、Si䟛
絊効率の良さ等の点でSiH4、Si2H6が奜たしいも
のずしお挙げられる。 Ge䟛絊甚の原料ガスず成り埗る物質ずしおは、
GeH4、Ge2H6、Ge3H8、Ge4H10、Ge5H12、
Ge8H14、Ge7H16、Ge8H19、Ge9H20等のガス状
態の又はガス化し埗る氎玠化ゲルマニりムが有効
に䜿甚されるものずしお挙げられ、殊に、局䜜成
䜜業時の取扱い易さ、Ge䟛絊効率の良さ等の点
で、GeH4、Ge2H6、Ge3H8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、ハロゲンで眮換された
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
ロゲン原子を含む氎玠化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、IF7、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、Ge䟛絊甚の原料ガ
スず共に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、所望の支持䜓䞊にハ
ロゲン原子を含む−SiGeから成る第の局領
域(G)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
の局領域(G)を䜜成する堎合、䟋えば、Si䟛絊甚
の原料ガスにもなるハロゲン化硅玠ずGe䟛絊甚
の原料ガスずなる氎玠化ゲルマニりムずAr、
H2、He等のガスを所定の混合比ずガス流量にな
る様にしお第の局領域(G)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のプラ
ズマ雰囲気を圢成するこずによ぀お、所望の支持
䜓䞊に第の局領域(G)を圢成し埗るものである
が、氎玠原子の導入割合の制埡を䞀局容易になる
様に蚈る為にこれ等のガスに曎に氎玠ガス又は氎
玠原子を含む硅玠化合物のガスも所望量混合しお
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。 反応スパツタリング法或いはむオンプレヌテむ
ング法に䟝぀お−GeSi、、から成る第
の局領域(G)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ずGeか
ら成るタヌゲツト、又は該タヌゲツトずSiから成
るタヌゲツトの二枚を、或いはSiずGeから成る
タヌゲツトを䜿甚しお、これを所望のガスプラズ
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、䟋えば倚結晶ゲルマニり
ム、又は単結晶シリコンず倚結晶ゲルマニりム又
は単結晶ゲルマニりムずを倫々蒞発源ずしお蒞着
ボヌトに収容し、この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望のガスプラズマ雰囲
気䞭を通過させる事で行う事が出来る。この他、
Siで構成されたタヌゲツトをスパツタリングする
際Ge䟛絊甚の原料ガスを導入しお局領域(G)を圢
成するこずも出来る。ゲルマニりム原子の分垃を
䞍均䞀にする堎合には、䟋えば前蚘Ge䟛絊甚の
原料ガスのガス流量を所望の倉化率曲線に埓぀お
制埡し乍ら、前蚘のタヌゲツトをスパツタリング
しおやれば良い。 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
シラン類又は及び氎玠化ゲルマニりム等のガス
類をスパツタリング甚の堆積宀䞭に導入しお該ガ
ス類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、及びGeHF3、
GeH2F2、GeH3F、GeHCl3、GeH2Cl2、
GeH3Cl、GeHBr3、GeH2Br2、GeH3Br、
GeHI3、GeH2I2、GeH3I等の氎玠化ハロゲン化
ゲルマニりム、等の氎玠原子を構成芁玠の぀ず
するハロゲン化合物、GeF4、GeCl4、GeBr4、
GeI4、GeF2、GeCl2、GeBr2、GeI2等のハロゲン
化ゲルマニりム、等々のガス状態の或いはガス化
し埗る物質も有効な第の局領域(G)圢成甚の出発
物質ずしお挙げる事が出来る。 これ等の物質の䞭氎玠原子を含むハロゲン化物
は、第の局領域(G)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の局領域(G)䞭に構造的に導入す
るには、䞊蚘の他にH2、或いはSiH4、Si2H6、
Si3H8、Si4H10等の氎玠化硅玠をGeを䟛絊する為
のゲルマニりム又はゲルマニりム化合物ず、或い
は、GeH4、Ge2H6、Ge3H8、Ge4H10、Ge5H12、
Ge6H14、Ge7H16、Ge8H18、Ge9H20等の氎玠化
ゲルマニりムずSiを䟛絊する為のシリコン又はシ
リコン化合物ず、を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。 本発明の奜たしい䟋においお、圢成される光受
容局を構成する第の局領域(G)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は奜た
しくは0.01〜40atomic、より奜適には0.05〜
30atomc、最適には0.1〜25atomicずされる
のが望たしい。 第の局領域(G)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。 本発明に斌いお、−Si、で構成され
る第の局領域(S)を圢成するには、前蚘した第
の局領域(G)圢成甚の出発物質(I)の䞭より、Ge䟛
絊甚の原料ガスずなる出発物質を陀いた出発物質
〔第の局領域(S)圢成甚の出発物質〕を䜿甚
しお、第の局領域(G)を圢成する堎合ず、同様の
方法ず条件に埓぀お行う事が出来る。 即ち、本発明においお、−Si、で構
成される第の局領域(S)を圢成するには䟋えばグ
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の局領
域(S)を圢成するには、基本的には前蚘したシリコ
ン原子Siを䟛絊し埗るSi䟛絊甚の原料ガスず
共に、必芁に応じお氎玠原子(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た混合ガス
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
に導入しおおけば良い。 本発明に斌いお、光受容局に窒玠原子の含有さ
れた局領域(N)を蚭けるには、光受容局の圢成の際
に窒玠原子導入甚の出発物質を前蚘した光受容局
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れば良い。 局領域(N)を圢成するのにグロヌ攟電法を甚いる
堎合には、前蚘した光受容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窒玠原子導
入甚の出発物質が加えられる。その様な窒玠原子
導入甚の出発物質ずしおは、少なくずも窒玠原子
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のものが䜿甚さ
れ埗る。 䟋えばシリコン原子Siを構成原子ずする原
料ガスず、窒玠原子(N)を構成原子ずする原料ガス
ず、必芁に応じお氎玠原子(H)又は及びハロゲン原
子(X)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、シリコン原子
Siを構成原子ずする原料ガスず、窒玠原子(N)
及び氎玠原子(H)を構成原子ずする原料ガスずを、
これも又所望の混合比で混合するか、或いは、シ
リコン原子Siを構成原子ずする原料ガスず、
シリコン原子Si、窒玠原子(N)及び氎玠原子(H)
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、シリコン原子Siず氎玠原子(H)
ずを構成原子ずする原料ガスに窒玠原子(N)を構成
原子ずする原料ガスを混合しお䜿甚しおも良い。 局領域(N)を圢成する際に䜿甚さる窒玠原子(N)導
入甚の原料ガスになり埗るものずしお有効に䜿甚
される出発物質は、を構成原子ずする或いは
ずずを構成原子ずする䟋えば窒玠N2、アン
モニアNH3、ヒドラゞンH2NNH2、アゞ
化氎玠HN3、アゞ化アンモニりムNH4N3
等のガス状の又はガス化し埗る窒玠、窒化物及び
アゞ化物等の窒玠化合物を挙げるこずが出来る。
この他に、窒玠原子(N)の導入に加えお、ハロゲン
原子(X)の導入も行えるずいう点から、䞉北化窒玠
F3N、四北化窒玠F4N2等のハロゲン化窒
玠化合物を挙げるこずが出来る。 本発明に斌いおは、局領域(N)䞭には、窒玠原子
で埗られる効果を曎に助長させる為に、窒玠原子
に加えお曎に酞玠原子を含有するこずが出来る。 酞玠原子を局領域(N)に導入する為の酞玠原子導
入甚の原料ガスずしおは、䟋えば酞玠O2、オ
ゟンO3、䞀酞化窒玠NO、二酞化窒玠
NO2、䞀二酞化窒玠N2O、䞉二酞化窒玠
N2O3、四䞉酞化窒玠N2O4、五二酞化窒玠
N2O5、䞉酞化窒玠NO3、シリコン原子
Siず酞玠原子(O)ず氎玠原子(H)ずを構成原子ず
する、䟋えば、ゞシロキサンH3SiOSiH3、ト
リシロキサンH3SiOSiH2OSiH3等の䜎玚シ
ロキサン等を挙げるこずが出来る。 スパツタリング法によ぀お、窒玠原子を含有す
る局領域(N)を圢成するには、単結晶又は倚結晶の
Siり゚ヌハヌ又はSi3N4り゚ヌハヌ、又はSiず
Si3N4が混合されお含有されおいるり゚ヌハヌを
タヌゲツトずしお、これ等を皮々のガス雰囲気䞭
でスパツタ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、窒玠原子ず必芁に応じお氎玠原子又は
及びハロゲン原子を導入する為の原料ガスを、必
芁に応じお皀釈ガスで皀釈しお、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リングす
れば良い。 又、別には、SiずSi3N4ずは別々のタヌゲツト
ずしお、又はSiずSi3N4の混合した䞀枚のタヌゲ
ツトを䜿甚するこずによ぀お、スパツタヌ甚のガ
スずしおの皀釈ガスの雰囲気䞭で又は少なくずも
氎玠原子(H)又は及びハロゲン原子(X)を構成原子
ずしお含有するガス雰囲気䞭でスパツタリングす
るこずによ぀お成される。窒玠原子導入甚の原料
ガスずしおは、先述したグロヌ攟電の䟋で瀺した
原料ガスの䞭の窒玠原子導入甚の原料ガスが、ス
パツタリングの堎合にも有効なガスずしお䜿甚さ
れ埗る。 本発明に斌いお、光受容量の圢成の際に、窒玠
原子の含有される局領域(N)を蚭ける堎合、該局領
域(N)に含有される窒玠原子の分垃濃床(N)を局厚
方向に階段状に倉化させお、所望の局厚方向の分
垃状態depth profileを有する局領域(N)を圢
成するには、グロヌ攟電の堎合には、分垃濃床
(N)を倉化させるべき窒玠原子導入甚の出発物質の
ガスを、そのガス流量を所望の倉化率線に埓぀お
適宜倉化させ乍ら、堆積宀内に導入するこずによ
぀お成される。 䟋えば手動あるいは倖郚駆動モヌタ等の通垞甚
いられおいる䜕らかの方法により、ガス流路系の
途䞭に蚭けられた所定のニヌドルバルブの開口を
適宜倉化させる操䜜を行えば良い。このずき、流
量の倉化は、人為的に行う他に、䟋えばマむコン
等を甚いお、あらかじめ蚭蚈された倉化率線に埓
぀お流量を制埡し、所望の含有分垃濃床曲線を埗
るこずもできる。 局領域(N)をスパツタリング法によ぀お圢成する
堎合、窒玠原子の局厚方向の分垃濃床(N)を局厚
方向で倉化させお、窒玠原子の局厚方向の所望の
分垃状態depth profileを圢成するには、第
䞀には、グロヌ攟電法による堎合ず同様に、窒玠
原子導入甚の出発物質をガス状態で䜿甚し、該ガ
スを堆積宀䞭ぞ導入する際のガス流量を所望に埓
぀お適宜倉化させるこずによ぀お成される。 第二には、スパツタリング甚のタヌゲツトを、
䟋えばSiずSi3N4ずの混合されたタヌゲツトを䜿
甚するのであれば、SiずSi3N4ずの混合比を、タ
ヌゲツトの局厚方向に斌いお、予め倉化させおお
くこずによ぀お成される。 本発明の光導電郚材に斌いおは、ゲルマニりム
原子の含有される第の局領域(G)又は及びゲル
マニりム原子の含有されない第の局領域(S)に
は、䌝導特性を制埡する物質(C)を含有させるこず
により、各局領域の䌝導特性を所望に埓぀お任意
に制埡するこずが出来る。即ち、光受容局䞭に䌝
導特性を制埡する物質(C)を含有する局領域
PNを蚭けるこずで、該局領域PN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、Si又はGeに察しお、型䌝導特性を䞎え
る型䞍玔物、及び型䌝導特性を䞎える型䞍
玔物を挙げるこずが出来る。 具䜓的には、型䞍玔物ずしおは呚期埋衚第
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。 型䞍玔物ずしおは、呚期埋衚第族に属する
原子第族原子、䟋えば、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。 本発明に斌いお、局領域PN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
PNに芁求される䌝導特性、或いは該局領域
PN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。 又、前蚘の䌝導特性を制埡する物質(C)を、光受
容局の所望される局領域に局圚的に含有させる堎
合、殊に、光受容局の支持䜓偎端郚局領域(E)に含
有させる堎合には、該局領域(E)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も考慮されお、䌝
導特性を制埡する物質の含有量が適宜遞択され
る。 本発明に斌いお、局領域PN䞭に含有され
る䌝導特性を制埡する物質(C)の含有量ずしおは、
奜たしくは0.01〜×104atomic ppm、より奜適
には0.5〜×104atomic ppm、最適には〜
×103atomic ppmずされるのが望たしい。 本発明に斌いお、䌝導特性を支配する物質(C)が
含有される局領域PNに斌ける該物質(C)の含
有量が奜たしくは30atomic ppm以䞊、より奜適
には50atomic ppm以䞊、最適には、100atomic
ppm以䞊の堎合には、前蚘物質(C)は、光受容局の
䞀郚の局領域に局所的に含有さるのが望たし
く、殊に光受容量の支持䜓偎端郚に局領域
PNを偏圚させるのが望たしい。 本発明に斌いおは、局領域PNは、光受容
局を構成する局領域(G)又は局領域(S)の䞀郚又は党
領域に蚭けるこずが出来る。又、局領域PN
は、局領域(O)の䞀郚又は党領域に蚭けおも良く、
或いは局領域(O)をその䞀郚ずしお包含する様に蚭
けおも良い。 光受容局の支持䜓偎端郚局領域(E)に前蚘の数倀
以䞊の含有量ずなる様に前蚘の䌝導特性を支配す
る物質(C)を含有させるこずによ぀お、䟋えば該含
有させる物質(C)が前蚘の型䞍玔物の堎合には、
光受容局の自由衚面が極性に垯電凊理を受けた
際に支持䜓偎から光受容局䞭ぞ泚入される電子の
移動を効果的に阻止するこずが出来、又、前蚘含
有させる物質が前蚘の型䞍玔物の堎合には、光
受容局の自由衚面が極性に垯電凊理を受けた際
に、支持䜓偎から光受容局䞭ぞ泚入される正孔の
移動を効果的に阻止するこずが出来る。 この様に、前蚘端郚局領域(E)に䞀方の極性の䌝
導特性を支配する物質を含有させる堎合には、光
受容局の残りの局領域、即ち、前蚘端郚局領域(E)
を陀いた郚分の局領域(Z)には、他の極性の䌝導特
性を支配する物質を含有させおも良いし、或い
は、同極性の䌝導特性を支配する物質を、端郚局
領域(E)に含有される実際の量よりも䞀段ず少ない
量にしお含有させおも良い。 この様な堎合、前蚘局領域(Z)䞭に含有される前
蚘䌝導特性を支配する物質の含有量ずしおは、端
郚局領域(E)に含有される前蚘物質の極性や含有量
に応じお所望に埓぀お適宜決定されるものである
が、奜たしくは0.001〜1000atomic ppm、より奜
適には0.05〜500atomic ppm、最適には0.1〜
200atomic ppmずされるのが望たしい。 本発明に斌いお、端郚局領域(E)及び局領域(Z)に
同皮の䌝導性を支配する物質を含有させる堎合に
は、局領域(Z)に斌ける含有量ずしおは、奜たしく
は、30atomic ppm以䞋ずするのが望たしい。䞊
蚘した堎合の他に、本発明に斌いおは、光受容局
䞭に、䞀方の極性を有する䌝導性を支配する物質
を含有させた局領域ず、他方の極性を有する䌝導
性を支配する物質を含有させた局領域ずを盎に接
觊する様に蚭けお、該接觊領域に所謂空乏局を蚭
けるこずも出来る。詰り、䟋えば、光受容局䞭
に、前蚘の型䞍玔物を含有する局領域ず前蚘の
型䞍玔物を含有する局領域ずを盎に接觊する様
に蚭けお所謂−接合を圢成しお、空乏局を蚭
けるこずが出来る。 光受容局䞭に䌝導特性を制埡する物質、䟋えば
第族原子或いは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
或いは第族原子導入甚の出発物質をガス状態で
堆積宀䞭に、第の局領域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、
PF5、PCl3、PCl5、PBr3、PBr5、BI3等のハロゲ
ン化燐が挙げられる。この他、AsR3、AsF3、
AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、
SbCl3、SbCl5、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。 本発明にお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、ln2O3、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、Pt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、その圢状は決定されるが、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
が芁求される堎合には、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、奜たしくは、
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、
本発明の光導電郚材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で皀釈されたSiH4ガス玔床99.999、
以䞋SiH4Heず略す。ボンベ、はHe
で皀釈されたGeH4ガス玔床99.999、以䞋
GeH4Heず略す。ボンベ、はNH3ガ
ス玔床99.99ボンベ、はHeガス
玔床99.999ボンベ、はH2ガス玔
床99.999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、先ずメむンバルブを開いお反
応宀、及び各ガス配管内を排気する。次
に真空蚈の読みが玄×16-6torrにな぀
た時点で補助バルブ、流出バ
ルブ〜を閉じる。 次にシリンダヌ状基䜓䞊に光受容局を
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GeH4Heガスガスボンベより
NH3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
内に倫々流入させる。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
GeH4Heガス流量ずNH3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。そしお基䜓の枩床が加熱ヒヌタヌ
により玄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
化率線に埓぀おGeH4HeガスおよびNH3ガス
の流量を手動あるいは倖郚駆動モヌタ等の方法に
よ぀おバルブ、バルブの開口を
適宜倉化させる操䜜を行な぀お圢成される局䞭に
含有されるゲルマニりム原子及び窒玠原子の分垃
濃床を制埡する。 䞊蚘の様にしお、所望時間グロヌ攟電を維持し
お、所望局厚に、基䜓䞊に第の局領域
(G)を圢成する。所望局厚に第の局領域(G)が圢成
された段階に斌いお、流出バルブを完党
に閉じるこず、及び必芁に応じお攟電条件を倉え
る以倖は、同様な条件ず手順に埓぀お、所望時間
グロヌ攟電を維持するこずで第の局領域(G)䞊に
ゲルマニりム原子の実質的に含有されない第の
局領域(S)を圢成するこずが出来る。 第の局領域(G)および第の局領域(S)䞭に、䌝
導性を支配する物質を含有させるには、第の局
領域(G)および第の局領域(S)の圢成の際に䟋えば
B2H6、PH3等のガスを堆積宀の䞭に導
入するガスに加えおやれば良い。 局圢成を行぀おいる間は局圢成の均䞀化を図る
ため基䜓はモヌタにより䞀定速
床で回転させおやるのが望たしい。 以䞋実斜䟋に぀いお説明する。 実斜䟋  第図に瀺した補造装眮によりシリンダヌ状
のAl基䜓䞊に第衚に瀺す条件で電子写真甚像
圢成郚材ずしおの詊料詊料No.11−〜17−
を倫々䜜成した第衚。 各詊料に斌けるゲルマニりム原子の含有分垃濃
床は第図に、又、窒玠原子の含有分垃濃床は
第図に瀺される。 こうしお埗られた各詊料を、垯電露光実隓装眮
に蚭眮し5.0KVで0.3sec間コロナ垯電を行い、
盎ちに光像を照射した。光像はタングステンラン
プ光源を甚い、2lux・secの光量を透過型のテス
トチダヌトを通しお照射させた。 その埌盎ちに、荷電性の珟像剀トナヌずキ
ダリアヌを含むの像圢成郚材衚面をカスケヌド
するこずによ぀お、像圢成郚材衚面䞊に良奜なト
ナヌ画像を埗た。像圢成郚材䞊のトナヌ画像を、
5.0KVのコロナ垯電で転写玙䞊に転写した所、
いずれの詊料も解像力に優れ、階調再珟性のよい
鮮明な高濃床の画像が埗られた。 䞊蚘に斌いお、光源をタングステンランプの代
りに810nのGaAs系半導䜓レヌザ10を
甚いお、静電像の圢成を行぀た以倖は、䞊蚘ず同
様のトナヌ画像圢成条件にしお、各詊料に就いお
トナヌ転写画像の画質評䟡を行぀たずころ、いず
れの詊料も解像力に優れ、階調再珟性の良い鮮明
な高品䜍の画像が埗られた。 実斜䟋  第図に瀺した補造装眮によりシリンダヌ状
のAl基䜓䞊に第衚に瀺す条件で電子写真甚像
圢成郚材ずしおの詊料詊料No.21−〜27−
を倫々䜜成した第衚。 各詊料に斌ける゚ルマニりム原子の含有分垃濃
床は第図に、又、窒玠原子の含有分垃濃床は
第図に瀺される。 これ等の詊料の倫々に就お、実斜䟋ず同様の
画像評䟡テストを行぀たずころ、いずれの詊料も
高品質のトナヌ転写画像を䞎えた。又、各詊料に
就お38℃、80RHの環境に斌いお20䞇回の繰返
し䜿甚テストを行぀たずころ、いずれの詊料も画
像品質の䜎䞋は芋られなか぀た。 実斜䟋  第図に瀺した補造装眮によりシリンダヌ状
のAl基䜓䞊に第衚に瀺す条件で電子写真甚像
圢成郚材ずしおの詊料詊料No.31−〜37−
を倫々䜜成した第衚。 各詊料に斌けるゲルマニりム原子の含有分垃濃
床は第図に、又、窒玠原子の含有分垃濃床は
第図に瀺される。 これ等の詊料の倫々に就お、実斜䟋ず同様の
画像評䟡テストず行぀たずころ、いずれの詊料も
高品質のトナヌ転写画像を䞎えた。又、各詊料に
就お38℃、80RHの環境に斌いお20䞇回の繰返
し䜿甚テストを行぀たずころ、いずれの詊料も画
像品質の䜎䞋は芋られなか぀た。 実斜䟋  第図に瀺した補造装眮によりシリンダヌ状
のAl基䜓䞊に第衚に瀺す条件で電子写真甚像
圢成郚材ずしおの詊料詊料No.41−〜47−
を倫々䜜成した第衚。 各詊料に斌けるゲルマニりム原子の含有分垃濃
床は第図に、又、窒玠原子の含有分垃濃床は
第図に瀺される。 これ等の詊料の倫々に就お、実斜䟋ず同様の
画像評䟡テストを行぀たずころ、いずれの詊料も
高品質のトナヌ転写画像を䞎えた。又、各詊料に
就お38℃、80RHの環境に斌いお20䞇回の繰返
し䜿甚テストを行぀たずころ、いずれの詊料も画
像品質の䜎䞋は芋られなか぀た。
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】 以䞊の本発明の実斜䟋に斌ける共通の局䜜成条
件を以䞋に瀺す。 基䜓枩床ゲルマニりム原子Ge含有局  
箄200℃ ゲルマニりム原子Ge非含有局 

箄250℃ 攟電呚波数13.56MHz 反応時反応宀内圧0.3Torr
【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
倫々光受容局䞭のゲルマニりム原子の分垃状態を
説明する為の説明図、第図乃至第図は
倫々光受容局䞭の窒玠原子の分垃状態を説明する
ための説明図、第図は、本発明で䜿甚された
装眮の暡匏的説明図で、第図、第図は
倫々本発明の実斜䟋に斌ける各原子の含有分垃状
態を瀺す分垃状態図である。   光導電郚材、  支持䜓、
  光受容局。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  光導電郚材甚の支持䜓ず、該支持䜓䞊に、ゲ
    ルマニりム原子を含む非晶質材料で構成された局
    領域(G)ずシリコン原子を含む非晶質材料で構成さ
    れ、光導電性を瀺す局領域(S)ずが前蚘支持䜓偎よ
    り順に蚭けられた局構成の光受容局ずを有し、該
    光受容局は、シリコン原子ずゲルマニりム原子ず
    窒玠原子の和に察しお0.001〜50atomicの窒玠
    原子を含有し、その局厚方向に斌ける分垃濃床が
    倫々(1)、(3)、(2)である第の局領域(1)、第
    の局領域(3)、第の局領域(2)をこの順で支持䜓
    偎より有し、(3)(2)、(1)で、䞔぀、(1)、
    (2)のいずれか䞀方はでなく、たた、(3)は
    500atomic ppm以䞊ずされ、第の局領域は支
    持䜓たたは自由衚面偎から5Ό以内ずされるこ
    ずを特城ずする光導電郚材。  局領域(S)及び局領域(G)の少なくずもいずれか
    䞀方に氎玠原子が含有されおいる特蚱請求の範囲
    第項に蚘茉の光導電郚材。  局領域(S)及び局領域(G)の少なくずもいずれか
    䞀方にハロゲン原子が含有されおいる特蚱請求の
    範囲第項に蚘茉の光導電郚材。  局領域(G)䞭に斌けるゲルマニりム原子の分垃
    状態が䞍均䞀である特蚱請求の範囲第項に蚘茉
    の光導電郚材。  局領域(G)䞭に斌けるゲルマニりム原子の分垃
    状態が均䞀である特蚱請求の範囲第項に蚘茉の
    光導電郚材。  光導電局䞭に䌝導性を支配する物質が含有さ
    れおいる特蚱請求の範囲第項に蚘茉の光導電郚
    材。  䌝導性を支配する物質が呚期埋衚第族に属
    する原子である特蚱請求の範囲第項に蚘茉の光
    導電郚材。  䌝導性を支配する物質が呚期埋衚第族に属
    する原子である特蚱請求の範囲第項に蚘茉の光
    導電郚材。
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