JPH0690530B2

JPH0690530B2 - 光受容部材

Info

Publication number: JPH0690530B2
Application number: JP22445985A
Authority: JP
Inventors: 充本田; 啓一村井; 恭介小川; 淳小池
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-10-08
Filing date: 1985-10-08
Publication date: 1994-11-14
Anticipated expiration: 2009-11-14
Also published as: JPS62222261A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の属する技術分野〕本発明は、光（ここでは広義の光で紫外線、可視光線、
赤外線、Ｘ線、γ線等を示す）の様な電磁波に感受性の
ある光受容部材に関する。さらに詳しくは、レーザー光
などの可干渉性光を用いるのに適した光受容部材に関す
る。

〔従来技術の説明〕

デジタル画像情報を画像として記録する方法として、デ
ジタル画像情報に応じて変調したレーザー光で光受容部
材を光学的に走査することにより静電潜像を形成し、次
いで該潜像を現像するか、更に必要に応じて転写、定着
などの処理を行なう、画像を記録する方法が知られてお
り、中でも電子写真法による画像形成法では、レーザー
として、小型で安価なHe−Neレーザーあるいは半導体レ
ーザー（通常は650〜820nmの発光波長を有する）を使用
して像記録を行なうのが一般である。

ところで、半導体レーザーを用いる場合に適した電子写
真用の光受容部材としては、その光感度領域の整合性が
他の種類の光受容部材と比べて優れているのに加えて、
ビツカーズ硬度が高く、公害の問題が少ない等の点から
評価され、例えば特開昭54-86341号公報や特開昭56-837
46号公報にみられるようなシリコン原子を含む非晶質材
料（以後「ａ−Si」と略記する）から成る光受容部材が
注目されている。

しかしながら、前記光受容部材については、光受容層を
単層構成のａ−Si層とすると、その高光感度を保持しつ
つ、電子写真用として要求される10¹²Ωcm以上の暗抵抗
を確保するには、水素原子やハロゲン原子、或いはこれ
等に加えてボロン原子とを特定の量範囲で層中に制御さ
れた形で構造的に含有させる必要性があり、ために層形
成に当つて各種条件を厳密にコントロールすることが要
求される等、光受容部材の設計についての許容度に可成
りの制約がある。そしてそうした設計上の許容度の問題
をある程度低暗抵抗であつても、その高光感度を有効に
利用出来る様にする等して改善する提案がなされてい
る。即ち、例えば、特開昭54-121743号公報、特開昭57-
4053号公報、特開昭57-4172号公報にみられるように光
受容層を伝導特性の異なる層を積層した二層以上の層構
成として、光受容層内部に空乏層を形成したり、或いは
特開昭57-52178号、同52179号、同52180号、同58159
号、同58160号、同58161号の各公報にみられるように支
持体と光受容層の間、又は／及び光受容層の上部表面に
障壁層を設けた多層構造としたりして、見掛け上の暗抵
抗を高めた光受容部材が提案されている。

ところがそうした光受容層が多層構造を有する光受容部
材は、各層の層厚にばらつきがあり、これを用いてレー
ザー記録を行う場合、レーザー光が可干渉性の単色光で
あるので、光受容層のレーザー光照射側自由表面、光受
容層を構成する各層及び支持体と光受容層との層界面
（以後、この自由表面及び層界面の両者を併せた意味で
「界面」と称する。）より反射して来る反射光の夫々が
干渉を起してしまうことがしばしばある。

この干渉現象は、形成される可視画像に於いて、所謂、
干渉縞模様となつて現われ、画像不良の原因となる。殊
に階調性の高い中間調の画像を形成する場合にあつて
は、識別性の著しく劣つた阻画像を与えるところとな
る。

また重要な点として、使用する半導体レーザー光の波長
領域が長波長になるにつれ光受容層に於ける該レーザー
光の吸収が減少してくるので、前記の干渉現象が顕著に
なるという問題がある。

即ち、例えば２若しくはそれ以上の層（多層）構成のも
のであるものにおいては、それらの各層について干渉効
果が起り、それぞれの干渉が相乗的に作用し合つて干渉
縞模様を呈するところとなり、それがそのまゝ転写部材
に影響し、該部材上に前記干渉縞模様に対応した干渉縞
が転写、定着され可視画像に現出して不良画像をもたら
してしまうといつた問題がある。

こうした問題を解消する策として、（ａ）支持体表面を
ダイヤモンド切削して、±500Å〜±10000Åの凹凸を設
けて光散乱面を形成する方法（例えば特開昭58-162975
号公報参照）、（ｂ）アルミニウム支持体表面を黒色ア
ルマイト処理したり、或いは、樹脂中にカーボン、着色
顔料、染料を分散したりして光吸収層を設ける方法（例
えば特開昭57-165845号公報参照）、（ｃ）アルミニウ
ム支持体表面を梨地状のアルマイト処理したり、サンド
ブラストにより砂目状の微細凹凸を設けたりして、支持
体表面に光散乱反射防止層を設ける方法（例えば特開昭
57-16554号公報参照）等が提案されてはいる。

これ等の提案方法は、一応の結果はもたらすものの、画
像上に現出する干渉縞模様を完全に解消するに十分なも
のではない。

即ち、（ａ）の方法については、支持体表面に特定ｔの
凹凸を多数設けていて、それにより光散乱効果による干
渉縞模様の現出が一応それなりに防止はされるものの、
光散乱としては依然として正反射光成分が残存するた
め、該正反射光による干渉縞模様が残存してしまうこと
に加えて、支持体表面での光散乱効果により照射スポツ
トに拡がりが生じ、実質的な解像度低下をきたしてしま
う。

（ｂ）の方法については、黒色アルマイト処理では、完
全吸収は不可能であり、支持体表面での反射光は残存し
てしまう。また、着色顔料分散樹脂層を設ける場合は、
ａ−Si層を形成する際、樹脂層より脱気現象が生じ、形
成される光受容層の層品質が著しく低下すること、樹脂
層がａ−Si層形成の際のプラズマによつてダメージを受
けて、本来の吸収機能を低減させると共に、表面状態の
悪化によるその後のａ−Si層の形成に悪影響を与えるこ
と等の問題点を有する。

（ｃ）の方法については、例えば入射光についてみれば
光受容層の表面でその一部が反射されて反射光となり、
残りは、光受容層の内部に進入して透過光となる。透過
光は、支持体の表面に於いて、その一部は、光散乱され
て拡散光となり、残りが正反射されて反射光となり、そ
の一部が出射光となつて外部に出ては行くが、出射光
は、反射光と干渉する成分であつて、いずれにしろ残留
するため依然として干渉縞模様が完全に消失はしない。

ところで、この場合の干渉を防止するについて、光受容
層内部での多重反射が起らないように、支持体の表面の
拡散性を増加させる試みもあるが、そうしたところでか
えつて光受容層内で光が拡散してハレーシヨンを生じて
しまい、結局は解像度が低下してしまう。

特に、多層構成の光受容部材においては、支持体表面を
不規則的に荒しても、第１層での表面での反射光、第２
層での反射光、支持体表面での正反射光の夫々が干渉し
て、光受容部材の各層厚にしたがつた干渉縞模様が生じ
る。従つて、多層構成の光受容部材においては、支持体
表面を不規則に荒すことでは、干渉縞を完全に防止する
ことは不可能である。

又、サンドブラスト等の方法によつて支持体表面を不規
則に荒す場合は、その粗面度がロツト間に於いてバラツ
キが多く、且つ同一ロツトに於いても粗面度に不均一が
あつて、製造管理上問題がある。加えて、比較的大きな
突起がランダムに形成される機会が多く、斯かる大きな
突起が光受容層の局所的ブレークダウンをもたらしてし
まう。

又、支持体表面を単に規則的に荒したところで、通常、
支持体の表面の凹凸形状に沿つて、光受容層が堆積する
ため、支持体表面の凹凸の傾斜面と光受容層の凹凸の傾
斜面とが平行になり、その部分では入射光は、明部、暗
部をもたらすところとなり、また、光受容層全体では光
受容層の層厚の不均一性があるため明暗の縞模様が現わ
れてしまう。従つて、支持体表面を規則的に荒しただけ
では、干渉縞模様の発生を完全に防ぐことはできない。

又、表面を規則的に荒した支持体上に多層構成の光受容
層を堆積させた場合にも、支持体表面での正反射光と、
光受容層表面での反射光との干渉の他に、各層間の界面
での反射光による干渉が加わるため、一層構成の光受容
部材の干渉縞模様発現度合より一層複雑となる。

〔発明の目的〕

本発明は、主としてｓ−Siで構成された光受容層を有す
る光受容部材について、上述の諸問題を排除し、各種要
求を満たすものにすることを目的とするものである。

すなわち、本発明の主たる目的は、電気的、光学的、光
導電的特性が使用環境に殆んど依存することなく実質的
に常時安定しており、耐光疲労に優れ、繰返し使用に際
しても劣化現象を起こさず耐久性、耐湿性に優れ、残留
電位が全く又は殆んど観測されなく、製造管理が容易で
ある、ａ−Siで構成された光受容層を有する光受容部材
を提供することにある。

本発明の別の目的は、全可視光域において光感度が高
く、とくに半導体レーザーとのマツチング性に優れ、且
つ光応答の速い、ａ−Siで構成された光受容層を有する
光受容部材を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、高光感度性、高SN比特性及び
高電気的耐圧性を有する、ａ−Siで構成された光受容層
を有する光受容部材を提供することにある。

本発明の他の目的は、支持体上に設けられる層と支持体
との間や積層される層の各層間に於ける密着性に優れ、
構造配列的に厳密で安定的であり、層品質の高い、ａ−
Siで構成された光受容層を有する光受容部材を提供する
ことにある。

本発明の更に他の目的は、可干渉性単色光を用いる画像
形成に適し、長期の繰り返し使用にあつても、干渉縞模
様と反転現像時の斑点の現出がなく、且つ画像欠陥や画
像のボケが全くなく、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、高品質画像を得ることのでき
る、ａ−Siで構成された光受容層を有する光受容部材を
提供することにある。

〔発明の構成〕

本発明者らは、従来の光受容部材についての前述の諸問
題を克服して、上述の目的を達成すべく鋭意研究を重ね
た結果、下述する知見を得、該知見に基づいて本発明を
完成するに至つた。

即ち、本発明の光受容部材は、支持体上に、シリコン原
子と、ゲルマニウム原子又はスズ原子の少なくとも一方
と、酸素原子、炭素原子及び窒素原子の中から選ばれる
少なくとも一種とを含有する非晶質材料で構成された第
一の層と、シリコン原子と、酸素原子、炭素原子及び窒
素原子の中から選ばれる少なくとも一種とを含有する第
二の層とを有する光受容層を備えた光受容部材であっ
て、前記支持体の表面に、窪みの幅Ｄが500μｍ以下で
窪みの曲率半径Ｒと幅Ｄとが0.035≦D/Rとされた複数の
球状痕跡窪みによる凹凸を有することを特徴とする。

ところで、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果得た知見
は、概要、支持体上に複数の層を有する光受容部材にお
いて、前記支持体表面に、複数の球状痕跡窪みによる凹
凸を設けることにより、画像形成時に現われる干渉縞模
様の問題が解消されるというものである。

この知見は、本発明者らが試みた各種の実験により得た
事実関係に基づくものである。

このところを、理解を容易にするため、図面を用いて以
下に説明する。

第１図は、本発明に係る光受容部材100の層構成を示す
模式図であり、微小な複数の球状痕跡窪みによる凹凸形
状を有する支持体101上に、その凹凸の傾斜面に沿つ
て、第一の層102及び自由表面104を有する第二の層103
を備えた光受容部材を示している。

第２及び３図は、本発明の光受容部材において干渉縞模
様の問題が解消されるところを説明するための図であ
る。

第３図は、表面を規則的に荒した支持体上に、多層構成
の光受容層を堆積させた従来の光受容部材の一部を拡大
して示した図である。該図において、301は第一の層、3
02は第二の層、303は自由表面、304は第一の層と第二の
層の界面をそれぞれ示している。第３図に示すごとく、
支持体表面を切削加工等の手段により単に規則的に荒し
ただけの場合、通常は、支持体の表面の凹凸形状に沿つ
て光受容層が形成されるため、支持体表面の凹凸の傾斜
面と光受容層の凹凸の傾斜面とが平行関係をなすところ
となる。

このことが原因で、例えば、光受容層が第一の層301
と、第二の層302との２つの層からなる多層構成のもの
である光受容部材においては、例えば次のような問題が
定常的に惹起される。即ち、第一の層と第二の層との界
面304及び自由表面303とが平行関係にあるため、界面30
4での反射光Re₁と自由表面での反射光Re₂とは方向が一
致し、第二の層の層厚に応じた干渉縞が生じる。

第２図は、第１図の一部を拡大した図であつて、第２図
に示すごとく、本発明の光受容部材は支持体表面に複数
の微小な球状痕跡窪みによる凹凸形状が形成されてお
り、その上の光受容層は、該凹凸形状に沿つて堆積する
ため、例えば光受容層が第一の層201と第二の層202との
二層からなる多層構成の光受容部材にあつては、第一の
層201と第二の層202との界面204、及び自由表面203は、
各々、前記支持体表面の凹凸形状に沿つて、球状痕跡窪
みによる凹凸形状に形成される。界面204に形成される
球状痕跡窪みの曲率半径をR₁、自由表面に形成される球
状痕跡窪みの曲率半径をR₂とすると、R₁とR₂とはR₁≠R₂
となるため、界面204での反射光と、自由表面203での反
射光とは、各々異なる反射角度を有し、即ち、第２図に
おけるθ_１、θ_２がθ_１≠θ_２であつて、方向が異なる
うえ、第２図に示すl₁、l₂、l₃を用いてl₁＋l₂−l₃で表わ
されるところの波長のずれも一定とはならずに変化する
ため、いわゆるニユートンリング現象に相当するシエア
リング干渉が生起し、干渉縞は窪み内で分散されるとこ
ろとなる。これにより、こうした光受容部材を介して現
出される画像は、ミクロ的には干渉縞が仮に現出されて
いたとしても、それらは視覚にはとられられない程度の
ものとなる。

即ち、かくなる表面形状を有する支持体の使用は、その
上に多層構成の光受容層を形成してなる光受容部材にあ
つて、該光受容層を通過した光が、層界面及び支持体表
面で反射し、それらが干渉することにより、形成される
画像が縞模様となることを効率的に防止し、優れた画像
を形成しうる光受容部材を得ることにつながる。

ところで、本発明の光受容部材の支持体表面の球状痕跡
窪みによる凹凸形状の曲率半径Ｒ及び幅Ｄは、こうした
本発明の光受容部材における干渉縞の発生を防止する作
用効果を効率的に達成するためには重要な要因である。
本発明者らは、各種実験を重ねた結果以下のところを究
明した。即ち、曲率半径Ｒ及び幅Ｄが次式：を満足する場合には、各々の痕跡窪み内にシエアリング
干渉によるニユートンリングが0.5本以上存在すること
となる。さらに次式：を満足する場合には、各々の痕跡窪み内にシエアリング
干渉によるニユートンリングが１本以上存在することと
なる。

こうしたことから、光受容部材の全体に発生する干渉縞
を、各々の痕跡窪み内に分散せしめ、光受容部材におけ
る干渉縞の発生を防止するためには、前記を0.035、好ましくは0.055以上とすることが望ましい。

また、痕跡窪みによる凹凸の幅Ｄは、大きくとも500μ
ｍ程度以下、好ましくは200μｍ以下、より好ましくは1
00μｍ以下とするのが望ましい。

上述のような特定の表面形状の支持体上に形成される本
発明の光受容部材の光受容層は、第一の層と第二の層と
からなり、該第一の層は、シリコン原子とゲルマニウム
原子又はスズ原子の少なくともいずれか一方と、酸素原
子、炭素原子及び窒素原子の中から選ばれる少くとも一
種と、好ましくはさらに水素原子（Ｈ）又はハロゲン原
子（Ｘ）の少なくともいずれか一方とを含有するアモル
フアス材料〔以下、「ａ−Si（Ge,Sn）（O,C,N）（H,
X）」と表記する。〕で構成され、さらに必要に応じて
伝導性を制御する物質を含有せしめることができる。そ
して、該第一の層は、多層構造を有することもあり、特
に好ましくは伝導性を制御する物質を含有する電荷注入
阻止層を構成層の１つとして有するか、または／及び、
障壁層を構成層の１つとして有するものである。

また、前記第二の層は、シリコン原子と、酸素原子、炭
素原子、及び窒素原子の中から選ばれる少くとも一種
と、好ましくはさらに水素原子（Ｈ）及びハロゲン原子
（Ｘ）の少なくともいずれか一方とを含有するアモルフ
アス材料〔以下、「ａ−Si（O,C,N）（H,X）」と表記す
る。〕で構成される。

本発明の第一の層及び第二の層の作成については、本発
明の前述の目的を効率的に達成するために、その層厚を
光学的レベルで正確に制御する必要があることから、グ
ロー放電法、スパツタリング法、イオンプレーテイング
法等の真空堆積法が通常使用されるが、これらの他、光
CVO法、熱CVO法等を採用することもできる。

以下、第１図に示した本発明の光受容部材の具体的構成
について詳しく説明する。

第１図は、本発明の光受容部材の層構成を説明するため
に模式的に示した図であり、図中、100は光受容部材、1
01は支持体、102は第一の層、103は第二の層、104は自
由表面を示す。

支持体本発明の光受容部材における支持体101は、その表面が
光受容部材に要求される解像力よりも微小な凹凸を有
し、しかも該凹凸は、複数の球状痕跡窪みによるもので
ある。

以下に、本発明の光受容部材における支持体の表面の形
状及びその好適な製造例を、第４及び５図により説明す
るが、本発明の光受容部材における支持体の形状及びそ
の製造法は、これらによつて限定されるものではない。

第４図は、本発明の光受容部材における支持体の表面の
形状の典型的一例を、その凹凸形状の一部を部分的に拡
大して模式的に示すものである。

第４図において401は支持体、402は支持体表面、403は
剛体真球、404は球状痕跡窪みを示している。

さらに第４図は、該支持体表面形状を得るのに好ましい
製造方法の１例をも示すものでもある。即ち、剛体真球
403を、支持体表面402より所定高さの位置より自然落下
させて支持体表面402に衝突させることにより、球状窪
み404を形成しうることを示している。そして、ほぼ同
一径Ｒ′の剛体真球403を複数個用い、それらを同一の
高さｈより、同時あるいは逐時、落下させることによ
り、支持体表面402に、ほぼ同一曲率半径Ｒ及び同一幅
Ｄを有する複数の球状痕跡窪み404を形成することがで
きる。

第５図は、前述のごとくして、表面に複数の球状痕跡窪
みによる凹凸形状の形成された支持体の、いくつかの典
型例を示すものである。

第５（Ａ）図に示す例では、支持体501の表面502の異な
る部位に、ほぼ同一の径の複数の球体503、503、…をほ
ぼ同一の高さより規則的に落下させてほぼ同一の曲率半
径及びほぼ同一の幅の複数の痕跡窪み604、604、…を互
いに重複し合うように密に生じせしめて規則的に凹凸形
状を形成したものである。なおこの場合、互いに重複す
る窪み504、504、…を形成するには、球体503の支持体
表面502への衝突時期が、互いにずれるように球体503、
503、…を自然落下せしめる必要のあることはいうまで
もない。

また、第５（Ｂ）図に示す例では、異なる径を有する二
種類の球体503、503′…をほぼ同一の高さ又は異なる高
さから落下させて、支持体501の表面502に、二種の曲率
半径及び二種の幅の複数の窪み504、504′…を互いに重
複し合うように密に生じせしめて、表面の凹凸の高さが
不規則な凹凸を形成したものである。

更に、第５（Ｃ）図（支持体表面の正面図および断面
図）に示す例では、支持体501の表面502に、ほぼ同一の
径の複数の球体503、503、…をほぼ同一の高さより不規
則に落下させ、ほぼ同一の曲率半径及び複数種の幅を有
する複数の窪み504、504、…を互いに重複し合うように
生じせしめて、不規則な凹凸を形成したものである。

以上のように、剛体真球を支持体表面に落下させること
により、球状痕跡窪みによる凹凸形状を形成することが
できるが、この場合、剛体真球の径、落下させる高さ、
剛体真球と支持体表面の硬度、あるいは、落下させる球
体の量等の諸条件を適宜選択することにより、支持体表
面に所望の曲率半径及び幅を有する複数の球状痕跡窪み
を、所定の密度で形成することができる。即ち、上記諸
条件を選択することにより、支持体表面に形成される凹
凸形状の凹凸の高さや凹凸のピツチを、目的に応じて自
在に調整でき、表面に所望の凹凸形状を有する支持体を
得ることができる。

そして、光受容部材の支持体を凹凸形状表面のものにす
るについて、施盤、フライス盤等を用いたダイヤモンド
バイトにより切削加工して作成する方法の提案がなされ
ていてそれなりに有効な方法ではあるが、該方法にあつ
ては切削油の使用、切削により不可避的に生ずる切粉の
除去、切削面に残存してしまう切削油の除去が不可欠で
あり、結局は加工処理が煩雑であつて効率のよくない等
の問題を伴うところ、本発明にあつては、支持体の凹凸
表面形状を前述したように球状痕跡窪みにより形成する
ことから上述の問題は全くなくして所望の凹凸形状表面
の支持体を効率的且つ簡便に作成できる。

本発明に用いる支持体101は、導電性のものであつて
も、また電気絶縁性のものであつてもよい。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、Pb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、セルロース、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、紙等が挙げられる。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
表面を導電処理し、該導電処理された表面側に光受容層
を設けるのが望ましい。

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、I
TO（In₂O₃＋SnO₂）等から成る薄膜を設けることによつ
て導電性を付与し、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、Tl、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、その表面に導電性を付与する。支持体の形状は、円
筒状、ベルト状、板状等任意の形状であることができる
が、用途、所望によつて、その形状は適宜に決めること
のできるものである。例えば、第１図の光受容部材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、所望通りの光受容部材
を形成しうる様に適宜決定するが、光受容部材として可
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可能な限り薄くすることができる。
しかしながら、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。

次に、本発明の光受容部材を電子写真用の光受容部材と
して用いる場合について、その支持体表面の製造装置の
１例を第6A図及び第６（Ｂ）図を用いて説明するが、本
発明はこれによつて限定されるものではない。

電子写真用、光受容部材の支持体としては、アルミニウ
ム合金等に通常の押出加工を施してボートホール管ある
いはマンドレル管とし、更に引抜加工して得られる引抜
管に、必要に応じて熱処理や調質等の処理を施した円筒
状（シリンダー状）基体を用い、該円筒状基体に第６
（Ａ）、（Ｂ）図に示した製造装置を用いて、支持体表
面に凹凸形状を形成せしめる。支持体表面に前述のよう
な凹凸形状を形成するについて用いる球体としては、例
えば、ステンレス、アルミニウム、鋼鉄、ニツケル、真
鍮等の金属、セラミツク、プラスチツク等の各種剛体球
を挙げることができ、とりわけ耐久性及び低コスト化等
の理由により、ステンレス及び鋼鉄の剛体球が好まし
い。そしてそうした球体の硬度は、支持体の硬度よりも
高くても、あるいは低くてもよいが、球体を繰返し使用
する場合には、支持体の硬度よりも高いものであること
が望ましい。

第6A、第6B図は製造装置全体の断面略図であり、601は
支持体作成用のアルミニウムシリンダーであり、該シリ
ンダー601は、予め表面を適宜の平滑度に仕上げられて
いてもよい。シリンダー601は、回転軸602によつて軸支
されており、モーター等の適宜の駆動手段603で駆動さ
れ、ほぼ軸芯のまわりで回転可能にされている。回転速
度は、形成する球状痕跡窪みの密度及び剛体真球の供給
量等を考慮して、適宜に決定され、制御される。

604は、剛体真球605を自然落下させるための落下装置で
あり、剛体真球605を貯留し、落下させるためのボール
フイーダー606、フイーダー606から剛体真球605が落下
しやすいように揺動させる振動機607、シリンダーに衝
突して落下する剛体真球605を回収するための回収槽60
8、回収槽608で回収された剛体真球605をフイーダー606
まで管輸送するためのボール送り装置609、送り装置609
の途中で剛体真球を液洗浄するための洗浄装置610、洗
浄装置610にノズル等を介して洗浄液（溶剤等）を供給
する液だめ611、洗浄に用いた液を回収する回収槽612な
どで構成されている。

フイーダー606から自然落下する剛体真球の量は、落下
口613の開閉度、振動機607による揺動の程度等により適
宜調節される。

第一の層本発明の光受容部材においては、前述の支持体101上に
第一の層102を設けるものであり、該第一の層は、シリ
コン原子とゲルマニウム原子又はスズ原子の少なくとも
いずれか一方と、酸素原子、炭素原子及び窒素原子の中
から選ばれる少なくとも一種と、好ましくはさらに水素
原子又はハロゲン原子の少なくともいずれか一方を含有
する非晶質材料で構成され、さらに、該第一の層102に
は、必要に応じて伝導性を制御する物質を含有せしめる
ことが可能である。

第一の層中に含有せしめるハロゲン原子（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、特にフツ素、塩素を好適なものとして挙げることが
できる。そして、第一の層102中に含有せしめる水素原
子（Ｈ）の量又はハロゲン原子（Ｘ）の量又は水素原子
とハロゲン原子の量の和（Ｈ＋Ｘ）は通常の場合１〜40
atomic％、好適には５〜30atomic％とするのが望まし
い。

また、本発明において、第一の層の層厚は、本発明の目
的を効率的に達成するには重要な要因の１つであつて、
光受容部材に所望の特性が与えられるように、光受容部
材の設計の際には充分な注意を払う必要があり、通常は
１〜100μとするが、好ましくは１〜80μ、より好まし
くは２〜50μとする。

ところで、本発明の光受容部材の第一の層にゲルマニウ
ム原子及び／又はスズ原子を含有せしめる目的は、主と
して該光受容部材の長波長側における吸収スペクトル特
性を向上せしめることにある。

即ち、前記第一の層中にゲルマニウム原子又は／及びス
ズ原子を含有せしめることにより、本発明の光受容部材
は、各種の優れた特性を示すところのものとなるが、中
でも特に可視光領域をふくむ比較的短波長から比較的長
波長迄の全領域の波長の光に対して光感度が優れ光応答
性の速いものとなる。そしてこのことは、半導体レーザ
ーを光源とした場合に特に顕著である。

本発明における第一の層においては、ゲルマニウム原子
又は／及びスズ原子は、第一の層の全層領域に均一な分
布状態で含有せしめるか、あるいは不均一な分布状態で
含有せしめるものである。

（ここで均一な分布状態とは、ゲルマニウム原子又は／
及びスズ原子の分布濃度が、第一の層の支持体表面と平
行な面方向において均一であり、第一の層の層厚方向に
も均一であることをいい、又、不均一な分布状態とは、
ゲルマニウム原子又は／及びスズ原子の分布濃度が、第
一の層の支持体表面と平行な面方向には均一であるが、
第一の層の層厚方向には不均一であることをいう。）そして本発明の第一の層においては、特に、支持体側の
端部にゲルマニウム原子及び／又はスズ原子を比較的多
量に均一な分布状態で含有する層を設けるか、あるいは
自由表面側よりも支持体側の方に多く分布した状態とな
る様にゲルマニウム原子又は／及びスズ原子を含有せし
めることが望ましく、こうした場合、支持体側の端部に
おいてゲルマニウム原子又は／及びスズ原子の分布濃度
を極端に大きくすることにより、半導体レーザー等の長
波長の光源を用いた場合に、光受容層の自由表面側に近
い構成層又は層領域においては殆んど吸収しきれない長
波長の光を、光受容層の支持体と接する構成層又は層領
域において実質的に完全に吸収されるため、支持体表面
からの反射光による干渉が防止されるようになる。

前述のごとく、本発明の第一の層にはゲルマニウム原子
又は／及びスズ原子を全層中に均一に分布せしめること
もでき、また層厚方向に連続的かつ不均一に分布せしめ
ることもできるが、以下、層厚方向の分布状態の典型的
な例のいくつかを、ゲルマニウム原子を例として、第７
乃至15図により説明する。

第７図乃至第15図において、横軸はゲルマニウム原子の
分布濃度Ｃを、縦軸は、第一の層の層厚を示し、t_Bは支
持体側の第一の層の端面の位置を、t_Tは支持体側とは反
対側の第二の層側の端面の位置を示す。即ち、ゲルマニ
ウム原子の含有される第一の層はt_B側よりt_T側に向つて
層形成がなされる。

尚、各図に於いて、層厚及び濃度の表示はそのままの値
で示すと各々の図の違いが明確でなくなる為、極端な形
で図示しておりこれらの図はあくまでも理解を容易にす
るための説明のための模式的なものである。

第７図には、第一の層中に含有されるゲルマニウム原子
の層厚方向の分布状態の第１の典型例が示される。

第７図に示される例では、ゲルマニウム原子の含有され
る第一の層が形成される支持体表面と第一の層とが接す
る界面位置t_Bよりt₁の位置までは、ゲルマニウム原子の
分布濃度Ｃが濃度C₁なる一定の値を取り乍らゲルマニウ
ム原子が第一の層に含有され、位置t₁よりは濃度C₂より
界面位置t_Tに至るまで徐々に連続的に減少されている。
位置t_Tにおいてはゲルマニウム原子の分布濃度Ｃは実質
的に零とされる。

（ここで実質的に零とは検出限界量未満の場合であ
る。）第８図に示される例においては、含有されるゲルマニウ
ム原子の分布濃度Ｃは位置t_Bより位置t_Tに至るまで濃度
C₃から徐々に連続的の減少して位置t_Tにおいて濃度C₄と
なる様な分布状態を形成している。

第９図の場合には、位置t_Bより位置t₂までは、ゲルマニ
ウム原子の分布濃度Ｃは濃度C₅と一定位置とされ、位置
t₂と位置t_Tとの間において、徐々に連続的に減少され、
位置t_Tにおいて、分布濃度Ｃは実質的に零とされてい
る。

第10図の場合には、ゲルマニウム原子の分布濃度Ｃは位
置t_Bより位置t_Tに至るまで、濃度C₆より初め連続的に徐
々に減少され、位置t₃よりは急速に連続的に減少されて
位置t_Tにおいて実質的に零とされている。

第11図に示す例に於ては、ゲルマニウム原子の分布濃度
Ｃは、位置t_Bと位置t₄間においては、濃度C₇と一定値で
あり、位置t_Tに於ては分布濃度Ｃは零とされる。位置t₄
と位置t_Tとの間では、分布濃度Ｃは一次関数的に位置t₄
より位置t_Tに至るまで減少されている。

第12図に示される例においては、分布濃度Ｃは位置t_Bよ
り位置t₅までは濃度C₈の一定値を取り、位置t₅より位置
t_Tまでは濃度C₉より濃度C₁₀まで一次関数的に減少する
分布状態とされている。

第13図に示す例においては、位置t_Bより位置t_Tに至るま
で、ゲルマニウム原子の分布濃度Ｃは濃度C₁₁より一次
関数的に減少されて、零に至つている。

第14図においては、位置t_Bより位置t₆に至るまではゲル
マニウム原子の分布濃度Ｃは、濃度C₁₂より濃度C₁₃まで
一次関数的に減少され、位置t₆と位置t_Tとの間において
は、濃度C₁₃の一定値とされた例が示されている。

第15図に示される例において、ゲルマニウム原子の分布
濃度Ｃは、位置t_Bにおいて濃度C₁₄であり、位置t₇に至
るまではこの濃度C₁₄より初めはゆつくりと減少され、t
₇位置付近においては、急激に減少されて位置t₇では濃
度C₁₅とされる。

位置t₇と位置t₈との間においては、初め急激に減少され
て、その後は、緩やかに徐々に減少されて位置t₈で濃度
C₁₆となり、位置t₈と位置t₉との間では、徐々に減少さ
れて位置t₉において、濃度C₁₇に至る。位置t₉と位置t_T
との間においては濃度C₁₇より実質的に零になる様に図
に示す如き形状の曲線に従つて減少されている。

以上、第７図乃至第15図により、第一の層中に含有され
るゲルマニウム原子又は／及びスズ原子の層厚方向の分
布状態の典型例の幾つかを説明した様に、本発明の光受
容部材においては、支持体側において、ゲルマニウム原
子又は／及びスズ原子の分布濃度Ｃの高い部分を有し、
端面t_T側においては、前記分布濃度Ｃは支持体側に比べ
てかなり低くされた部分を有するゲルマニウム原子又は
／及びスズ原子の分布状態が第一の層に設けられている
のが望ましい。

即ち、本発明における光受容部材を構成する第一の層
は、好ましくは上述した様に支持体側の方にゲルマニウ
ム原子又は／及びスズ原子が比較的高濃度で含有されて
いる局在領域を有するのが望ましい。

本発明の光受容部材に於ては、局在領域は、第７図乃至
第15図に示す記号を用いて説明すれば、界面位置t_Bより
５μ以内に設けられるのが望ましい。

そして、上記局在領域は、界面位置t_Bより５μ厚までの
全層領域とされる場合もあるし、又、該層領域の一部と
される場合もある。

局在領域を層領域の一部とするか又は全部とするかは、
形成される光受容層に要求される特性に従つて適宜決め
られる。

局在領域はその中に含有されるゲルマニウム原子又は／
及びスズ原子の層厚方向の分布状態としてゲルマニウム
原子又は／及びスズ原子の分布濃度の最大値C_maxがシリ
コン原子に対して、好ましくは1000atomic ppm以上、よ
り好適には5000atomic ppm以上、最適には１×10⁴atomi
c ppm以上とされる様な分布状態となり得る様に層形成
されるのが望ましい。

即ち、本発明の光受容部材においては、ゲルマニウム原
子又は／及びスズ原子の含有される第一の層は、支持体
側からの層厚で５μ以内（t_Bから５μ厚の層領域）に分
布濃度の最大値C_maxが存在する様に形成されるのが好ま
しいものである。

本発明の光受容部材において、第一の層中に含有せしめ
るゲルマニウム原子又は／及びスズ原子の含有量は、本
発明の目的を効果的に達成しうる様に所望に従つて適宜
決める必要があり、通常は１〜６×10⁵atomic ppmとす
るが、好ましくは10〜３×10⁵atomic ppm、より好まし
くは１×10²〜２×10⁵atomic ppmとする。

また、本発明の光受容部材の第一の層に、酸素原子、炭
素原子及び窒素原子の中から選ばれる少くとも一種を含
有せしめる目的は、主として該光受容部材の高光感度化
と高暗抵抗化、そして支持体と第一の層との間の密着性
の向上にある。

本発明の第一の層においては、酸素原子、炭素原子及び
窒素原子の中から選ばれる少くとも一種を含有せしめる
場合、層厚方向に均一な分布状態で含有せしめるか、あ
るいは層厚方向に不均一な分布状態で含有せしめるか
は、前述の目的とするところ乃至期待する作用効果によ
つて異なり、したがつて、含有せしめる量も異なるとこ
ろとなる。

すなわち、光受容部材の高光感度化と高暗抵抗化を目的
とする場合には、第一の層の全層領域に均一な分布状態
で含有せしめ、この場合、第一の層に含有せしめる炭素
原子、酸素原子、窒素原子の中から選ばれる少くとも一
種の量は比較的少量でよい。

また、支持体と第一の層との密着性の向上を目的とする
場合には、第一の層の支持体側端部の一部の層領域に均
一に含有せしめるか、あるいは、第一の層の支持体側端
部において、炭素原子、酸素原子、及び窒素原子の中か
ら選ばれる少くとも一種の分布濃度が高くなるような分
布状態で含有せしめ、この場合、第一の層に含有せしめ
る酸素原子、炭素原子、及び窒素原子の中から選ばれる
少くとも一種の量は、支持体との密着性の向上を確実に
図るために、比較的多量にされる。

本発明の光受容部材において、第一の層に含有せしめる
酸素原子、炭素原子、及び窒素原子の中から選ばれる少
くとも一種の量は、しかし、上述のごとき第一の層に要
求される特性に対する考慮の他、支持体との接触界面に
おける特性等、有機的関連性にも考慮をはらつて決定さ
れるものであり、通常は0.001〜50atomic％、好ましく
は0.002〜40atomic％、最適には0.003〜30atomic％とす
る。

ところで、第一の層の全層領域に含有せしめるか、ある
いは、含有せしめる一部の層領域の層厚の第一の層の層
厚中に占める割合が大きい場合には、前述の含有せしめ
る量の上限を少なめにされる。すなわち、その場合、例
えば、含有せしめる層領域の層厚が、第一の層の層厚の
2/5となるような場合には、含有せしめる量は通常30ato
mic％以下、好ましくは20atomic％以下、最適には10ato
mic％以下にされる。

次に、本発明の第一の層に含有せしめる酸素原子、炭素
原子、及び窒素原子の中から選ばれる少くとも一種の量
が、支持体側においては比較的多量であり、支持体側の
端部から第二の層側の端部に向かつて減少し、第一の層
の第二の層側の端部付近においては、比較的少量となる
が、あるいは実質的にゼロに近くなるように分布せしめ
る場合の典型的な例のいくつかを、第16図乃至第24図に
よつて説明する。しかし、本発明はこれらの例によつて
限定されるものではない。以下、炭素原子、酸素原子の
中から選ばれる少くとも一種を「原子（O,C,N）」と表
記する。

第16乃至24図において、横軸は原子（O,C,N）の分布濃
度Ｃを、縦軸は第一の層の層厚を示し、t_Bは支持体と第
一の層との界面位置を、t_Tは第一の層の第二の層との界
面の位置を示す。

第16図は、第一の層中に含有せしめる原子（O,C,N）の
層厚方向の分布状態の第一の典型例を示している。該例
では、原子（O,C,N）を含有する第一の層と支持体との
界面位置t_Bより位置t₁までは、原子（O,C,N）の分布濃
度ＣがC₁なる一定値をとり、位置t₁より第二の層との界
面位置t_Tまでは原子（O,C,N）の分布濃度Ｃが濃度C₂か
ら連続的に減少し、位置t_Tにおいては原子（O,C,N）の
分布濃度がC₃となる。

第17図に示す他の典型例の１つでは、第一の層に含有せ
しめる原子（O,C,N）の分布濃度Ｃは、位置t_Bから位置t
_Tにいたるまで、濃度C₄から連続的に減少し、位置t_Tに
おいて濃度C₅となる。

第18図に示す例では、位置t_Bから位置t₂までは原子（O,
C,N）の分布濃度Ｃが濃度C₆なる一定値を保ち、位置t₂
から位置t_Tにいたるまでは、原子（O,C,N）の分布濃度
Ｃは濃度C₇から徐々に連続的に減少して位置t_Tにおいて
は原子（O,C,N）の分布濃度Ｃは実質的にゼロとなる。

第19図に示す例では、原子（O,C,N）の分布濃度Ｃは位
置t_Bより位置t_Tにいたるまで、濃度C₈から連続的に徐々
に減少し、位置t_Tにおいては原子（O,C,N）の分布濃度
Ｃは実質的にゼロとなる。

第20図に示す例では、原子（O,C,N）の分布濃度Ｃは位
置t_Bより位置t₃の間においては濃度C₉の一定値にあり、
位置t₃から位置t_Tの間においては、濃度C₉から濃度C₁₀
となるまで、一次関数的に減少する。

第21図に示す例では、原子（O,C,N）の分布濃度Ｃは、
位置t_Bより位置t₄にいたるまでは濃度C₁₁の一定値にあ
り、位置t₄により位置t_Tにいたるまでは濃度C₁₂から濃
度C₁₃となるまで一次関数的に減少する。

第22図に示す例においては、原子（O,C,N）の分布濃度
Ｃは、位置t_Bから位置t_Tにいたるまで、濃度C₁₄から実
質的にゼロとなるまで一次関数的に減少する。

第23図に示す例では、原子（O,C,N）の分布濃度Ｃは、
位置t_Bから位置t₅にいたるまで濃度C₁₅から濃度C₁₆とな
るまで一次関数的に減少し、位置t₅から位置t_Tまでは濃
度C₁₆の一定値を保つ。

最後に、第24図に示す例では、原子（O,C,N）の分布濃
度Ｃは、位置t_Bにおいて濃度C₁₇であり、位置t₅から位
置t₆までは、濃度C₁₇からはじめはゆつくり減少して、
位置t₆付近では急激に減少し、位置t₆では濃度C₁₈とな
る。次に、位置t₆から位置t₇までははじめのうちは急激
に減少し、その後は緩かに徐々に減少し、位置t₇におい
ては濃度C₁₉となる。更に位置t₇と位置t₈の間では極め
てゆつくりと徐々に減少し、位置t₈において濃度C₂₀と
なる。また更に、位置t₈から位置t_Tにいたるまでは濃度
C₂₀から実質的にゼロとなるまで徐々に減少する。

第16図〜第24図に示した例のごとく、第一の層の支持体
側の端部に原子（O,C,N）の分布濃度Ｃの高い部分を有
し、第一の層の第二の層側の端部においては、該分布濃
度Ｃがかなり低い部分を有するか、あるいは実質的にゼ
ロに近い濃度の部分を有する場合にあつては、第一の層
の支持体側の端部に原子（O,C,N）の分布濃度が比較的
高濃度である局在領域を設けること、好ましくは該局在
領域を支持体表面と第一の層との界面位置t_Bから５μ以
内に設けることにより、支持体と第一の層との密着性の
向上をより一層効率的に達成することができる。

前記局在領域は、原子（O,C,N）を含有せしめる第一の
層の支持体側の端部の一部層領域の全部であつても、あ
るいは一部であつてもよく、いずれにするかは、形成さ
れる第一の層に要求される特性に従つて適宜決める。

局在領域に含有せしめる原子（O,C,N）の量は、原子
（O,C,N）の分子濃度Ｃの最大値が500atomic ppm以上、
好ましくは800atomic ppm以上、最適には1000atomic pp
m以上となるような分布状態とするのが望ましい。

更に、本発明の光受容部材においては必要に応じて第一
の層に伝導性を制御する物質を、全層領域又は一部の層
領域に均一又は不均一な分布状態で含有せしめることが
できる。

前記伝導性を制御する物質としては、半導体分野におい
ていういわゆる不純物を挙げることができ、Ｐ型伝導性
を与える周期律表第III族に属する原子（以下単に「第I
II族原子」と称す。）、又は、ｎ型伝導性を与える周期
律表第Ｖ族に属する原子（以下単に「第Ｖ族原子」と称
す。）が使用される。具体的には、第III族原子として
は、Ｂ（硼素）、Al（アルミニウム）、Ga（ガリウ
ム）、In（インジウム）、Tl（タリウム）等を挙げるこ
とができるが、特に好ましいものは、Ｂ、Gaである。ま
た第Ｖ族原子としては、Ｐ（燐）、As（砒素）、Sb（ア
ンチモン）、Bi（ビスマン）等を挙げることができる
が、特に好ましいものは、Ｐ、Sbである。

本発明の第一の層に伝導性を制御する物質である第III
族原子又は第Ｖ族原子を含有せしめる場合、全層領域に
含有せしめるか、あるいは一部の層領域に含有せしめる
かは、後述するように目的とするところ乃至期待する作
用効果によつて異なり、含有せしめる量も異なるところ
となる。

すなわち、第一の層の伝導型又は／及び伝導率を制御す
ることを主たる目的にする場合には、光受容層の全層領
域中に含有せしめ、この場合、第III族原子又は第Ｖ族
原子の含有量は比較的わずかでよく、通常は１×10^-3〜
１×10³atomic ppmであり、好ましくは５×10^-2〜５×1
0²atomic ppm、最適には１×10^-1〜２×10²atomic ppm
である。

また、支持体と接する一部の層領域に第III族原子又は
第Ｖ族原子を均一な分布状態で含有せしめるか、あるい
は層厚方向における第III族原子又は第Ｖ族原子の分布
濃度が、支持体と接する側において高濃度となるように
含有せしめる場合には、こうした第III族原子又は第Ｖ
族原子を含有する構成層あるいは第III族原子を高濃度
に含有する層領域は、電荷注入阻止層として機能すると
ころとなる。

即ち、第III族原子を含有せしめた場合には、光受容層
の自由表面が極性の帯電処理を受けた際に、支持体側
から光受容層中へ注入される電子の移動をより効率的に
阻止することができ、又、第Ｖ族原子を含有せしめた場
合には、光受容層の自由表面が極性に帯電処理を受け
た際に、支持体側から光受容層中へ注入される正孔の移
動をより効率的に阻止することができる。そして、こう
した場合の含有量は比較的多量であつて、具体的には、
30〜５×10⁴atomic ppm、好ましくは50〜１×10⁴atomic
ppm、最適には１×10²〜5×10³atomic ppmとする。さ
らに、該電荷注入阻止層としての効果を効率的に奏する
ためには、第III族原子を含有する支持体側の端部に設
けられる層又は層領域の層厚をｔとし、光受容層の層厚
をＴとした場合、t/T≦0.4の関係が成立することが望ま
しく、より好ましくは該関係式の値が0.35以下、最適に
は0.3以下となるようにするのが望ましい。また、該層
又は層領域の層厚ｔは、一般的には３×10^-3〜10μとす
るが、好ましくは４×10^-3〜８μ、最適には５×10^-3〜
５μとするのが望ましい。

第一の層に含有せしめる第III族原子又は第Ｖ族原子の
量が、支持体側においては比較的多量であつて、支持体
側から第二の層側に向つて減少し、第二の層側の端面付
近においては、比較的少量となるかあるいは実質的にゼ
ロに近くなるように第III族原子又は第Ｖ族原子を分布
させる場合の典型的な例は、前述の第一の層に酸素原
子、炭素原子又は窒素原子のうちの少なくともいずれか
１つを含有せしめる場合に例示した第16乃至24図のと同
様な例によつて説明することができるが、本発明はこれ
らの例によつて限定されるものではない。

そして、第16図〜第24図に示した例のごとく、第一の層
の支持体側に近い側に第III族原子又は第Ｖ族原子の分
布濃度Ｃの高い部分を有し、第二の層の第二の層に近い
側においては、該分布濃度Ｃがかなり低い濃度の部分あ
るいは実質的にゼロに近い濃度の部分を有する場合にあ
つては、支持体側に近い部分に第III族原子又は第Ｖ族
原子の分布濃度が比較的高濃度である局在領域を設ける
こと、好ましくは該局在領域を支持体表面と接触する界
面位置から５μ以内に設けることにより、第III族原子
又は第Ｖ族原子の分布濃度が高濃度である層領域が電荷
注入阻止層を形成するという前述の作用効果がより一層
効果的に奏される。

以上、第III族原子又は第Ｖ族原子の分布状態につい
て、個々に各々の作用効果を記述したが、所望の目的を
達成しうる特性を有する光受容部材を得るについては、
これらの第III族原子又は第Ｖ族原子の分布状態および
第一の層に含有せしめる第III族原子又は第Ｖ族原子の
量を、必要に応じて適宜組み合わせて用いるものである
ことは、いうまでもない。例えば、第一の層の支持体側
の端部に電荷注入阻止層を設けた場合、電荷注入阻止層
以外の第一の層中に、電荷注入阻止層に含有せしめた伝
導性を制御する物質の極性とは別の極性の伝導性を制御
する物質を含有せしめてもよく、あるいは、同極性の伝
導性を制御する物質を、電荷注入阻止層に含有される量
よりも一段と少ない量にして含有せしめてもよい。

さらに、本発明の光受容部材においては、支持体側の端
部に設ける構成層として、電荷注入阻止層の代わりに、
電気絶縁性材料から成るいわゆる障壁層を設けることも
でき、あるいは、該障壁層と電荷注入阻止層との両方を
構成層とすることもできる。こうした障壁層を構成する
材料としては、Al₂O₃、SiO₂、Si₃N₄等の無機電気絶縁材
料やポリカーボネート等の有機電気絶縁材料を挙げるこ
とができる。

第二の層本発明の光受容部材の第二の層103は、上述の第一の層1
02上に設けられ、自由表面104を有する層、すなわち表
面層であり、酸素原子、炭素原子又は窒素原子のうちの
少なくともいずれか１つを均一な分布状態で含有するア
モルフアスシルコン〔以下、「ａ−Si（O,C,N）（H,
X）」と表記する。」で構成されている。

本発明の光受容部材に第二の層103を設ける目的は、耐
湿性、連続繰返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特
性、および耐久性等を向上させることにあり、これらの
目的は、第二の層を構成するアモルフアス材料に、酸素
原子、炭素原子又は窒素原子のうちの少なくともいずれ
か１つを含有せしめることにより構成される。

又、本発明の光受容部材においては、第一の層102と第
二の層103を構成するアモルフアス材料の各々が、シリ
コン原子という共通した構成原子を有しているので、第
一の層102と第二の層103との界面において化学的安定性
が確保できる。

第二の層103中には、酸素原子、炭素原子又は窒素原子
を均一な分布状態で含有せしめるものであるが、これら
の原子含有せしめる量の増加に伴つて、前述の諸特性は
向上する。しかし、多すぎると層品質が低下し、電気的
および機械的特性も低下する。こうしたことから、これ
らの原子の含有量は、通常0.001〜90atomic ％、好まし
くは１〜90atomic ％、最適には10〜80atomic ％とす
る。

第二の層にも、水素原子又はハロゲン原子の少なくとも
いずれか１方を含有せしめることが望ましく、第二の層
中に含有せしめる水素原子（Ｈ）の量、又はハロゲン原
子（Ｘ）の量あるいは水素原子とハロゲン原子の量の和
（Ｈ＋Ｘ）は、通常１〜40atomic ％、好ましくは５〜3
0atomic ％、最適には５〜25atomic ％とする。

第二の層103は、所望通りの特性が得られるように注意
深く形成する必要がある。即ち、シリコン原子、および
酸素原子、炭素原子及び窒素原子の中から選ばれる少な
くとも一種、あるいはさらに、水素原子又は／及びハロ
ゲン原子を構成原子とする物質は、各構成原子の含有量
やその他の作成条件によつて、形態は結晶状態から非晶
質状態までをとり、電気的物性は導電性から、半導電
性、絶縁性までを、さらに光電的性質は光導電的性質か
ら非光導電的性質までを、各々示すため、目的に応じた
所望の特性を有する第二の層103を形成しうるように、
各構成原子の含有量や作成条件等を選ぶことが重要であ
る。

例えば、第二の層103の電気的耐圧性の向上を主たる目
的として設ける場合には、第二の層103を構成する非晶
質材料は、使用条件下において電気絶縁的挙動の顕著な
ものとして形成する。又、第二の層103を連続繰返し使
用特性や使用環境特性の向上を主たる目的として設ける
場合には、第二の層103を構成する非晶質材料は、前述
の電気的絶縁性の度合はある程度緩和するが、照射する
光に対してある程度の感度を有するものとして形成す
る。

また、本発明において、第二の層の層厚も本発明の目的
を効率的に達成するための重要な要因の１つであり、所
期の目的に応じて適宜決定されるものであるが、該層に
含有せしめる酸素原子、炭素原子、窒素原子、ハロゲン
原子、水素原子の量、あるいは第二の層に要求される特
性に応じて相互的かつ有機的関連性の下に決定する必要
がある。更に、生産性や量産性をも加味した経済性の点
においても考慮する必要もある。こうしたことから、第
二の層の層厚は通常は３×10^-3〜30μとするが、より好
ましくは４×10^-3〜20μ、特に好ましくは５×10^-3〜10
μとする。

本発明の光受容部材は前記のごとき層構成としたことに
より、前記したアモルフアスシルコンで構成された光受
容層を有する光受容部材の諸問題の総てを解決でき、特
に、可干渉性の単色光であるレーザー光を光源として用
いた場合にも、干渉現象による形成画像における干渉縞
模様の現出を顕著に防止し、きわめて良質な可視画像を
形成することができる。

また、本発明の光受容部材は、全可視光域に於いて光感
度が高く、また、特に長波長側の光感度特性に優れてい
るため殊に半導体レーザーとのマツチングに優れ、且つ
光応答が速く、さらに極めて優れた電気的、光学的、光
導電的特性、電気的耐圧性及び使用環境特性を示す。

殊に、電子写真用光受容部材として適用させた場合に
は、画像形成への残留電位の影響が全くなく、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、繰返し使用特性に長け、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
質の画像を安定して繰返し得ることができる。

次に本発明の光受容層の形成方法について説明する。

本発明の光受容層を構成する非晶質材料はいずれもグロ
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行わ
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、作製される光受容部材に所望される
特性等の要因によつて適宜選択されて採用されるが、所
望の特性を有する光受容部材を製造するに当つての条件
の制御が比較的容易であり、シリコン原子と共に炭素原
子及び水素原子の導入を容易に行い得る等のことからし
て、グロー放電法或いはスパツタリング法が好適であ
る。そして、グロー放電法とスパツタリング法とを同一
装置系内で併用して形成してもよい。

グロー放電法によつてａ−SiGe（H,X）で構成される光
受容層を形成するには、シリコン原子（Si）を供給しう
るSi供給用の原料ガスと、ゲルマニウム原子（Ge）を供
給しうるGe供給用の原料ガスと、水素原子（Ｈ）又は／
及びハロゲン原子（Ｘ）を供給しうる水素原子（Ｈ）又
は／及びハロゲン原子（Ｘ）供給用の原料ガスを、内部
を減圧にしうる堆積室内に所望のガス圧状態で導入し、
該堆積室内にグロー放電を生起せしめて、予め所定位置
に設置してある所定の支持体表面上に、ａ−SiGe（H,
X）で構成される層を形成する。

前記Si供給用の原料ガスとなりうる物質としては、Si
H₄、Si₂H₆、Si₃H₈、Si₄H₁₀等のガス状態の又はガス化しう
る水素化硅素（シラン類）が挙げられ、特に、層作成作
業時の取扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点から、SiH₄
およびSi₂H₆が好ましい。

また、前記Ge供給用の原料ガスとなりうる物質として
は、GeH₄、Ge₂H₆、Ge₃H₈、Ge₄H₁₀、Ge₅H₁₂、Ge₆H₁₄、Ge₇H₁₆、G
e₈H₁₈、Ge₉H₂₀等のガス状態の又はガス化しうる水素化ゲ
ルマニウムを用いることができる。特に、層作成作業時
の取扱い易さ、Ge供給効率の良さ等の点から、GeH₄、Ge₂
H₆、およびGe₃H₈が好ましい。

更に、前記ハロゲン原子供給用の原料ガスとなりうる物
質としては、多くのハロゲン化合物があり、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
うるハロゲン化合物を用いることができる。具体的に
は、フツ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲンガス、Br
F、ClF、ClF₃、BrF₃、BrF₅、IF₃、IF₇、ICl、IBr等のハロゲ
ン間化合物、およびSiF₄、Si₂F₆、SiCl₄、SiBr₄等のハロゲ
ン化硅素等が好ましいものとして挙げられる。

上述のごときハロゲン原子を含む硅素化合物のガス状態
のもの又はガス化しうるものを原料ガスとしてグロー放
電法により形成する場合には、Si原子供給用原料ガスと
しての水素化硅素ガスを使用することなく、所定の支持
体上にハロゲン原子を含有するａ−Siで構成される層を
形成することができるので、特に有効である。

グロー放電法を用いて光受容層を形成する場合には、基
本的には、Si供給用の原料ガスとなるハロゲン化硅素と
Ge供給用の原料となる水素化ゲルマニウムとAr、H₂、He
等のガスとを所定の混合比とガス流量になるようにして
堆積室に導入し、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り、支持体上に光受
容層を形成するものであるが、電気的あるいは光電的特
性の制御という点で極めて有効であるところの水素原子
（Ｈ）の含有量の制御を一層容易にするためには、これ
等のガスに更に水素原子供給用の原料ガスを混合するこ
ともできる。該水素原子供給用のガスとしては、水素ガ
スあるいは、SiH₄、Si₂H₆、Si₃H₈、Si₄H₁₀等の水素化硅素
のガスが用いられる。また、水素原子供給用ガスとし
て、HF、HCl、HBr、HI等のハロゲン化物、SiH₂F₂、SiH₂I
₂、SiH₂Cl₂、SiHCl₃、SiH₂Br₂、SiHBr₃等のハロゲン置換水
素化硅素等のガス状態のあるいはガス化しうるものを用
いた場合には、ハロゲン原子（Ｘ）の導入と同時に水素
原子（Ｈ）も導入されるので、有効である。

スパツタリング法によつてａ−SiGe（H,X）で構成され
る光受容層を形成するには、シリコンから成るターゲツ
トと、ゲルマニウムから成るターゲツトとの二枚を、あ
るいは、シリコンとゲルマニウムからなるターゲツトを
用い、これ等を所望のガス雰囲気中でスパツタリングす
ることによつて行なう。

イオンプレーテイング法を用いて光受容層を形成する場
合には、例えば、多結晶シリコン又は単結晶シリコンと
多結晶ゲルマニウム又は単結晶ゲルマニウムとを夫々蒸
発源として蒸着ボートに収容し、この蒸発源を抵抗加熱
法あるいはエレクトロンビーム法（E.B.法）等によつて
加熱蒸発させ、飛翔蒸発物を所望のガスプラズマ雰囲気
中を通過せしめることで行ない得る。

スパツタリング法およびイオンプレーテイング法のいず
れの場合にも、形成する層中にハロゲン原子を含有せし
めるには、前述のハロゲン化物又は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、該ガスのプラズ
マ雰囲気を形成すればよい。又、水素原子を導入する場
合には、水素原子供給用の原料ガス、例えばH₄あるいは
前記した水素化シラン類又は／及び水素化ゲルマニウム
等のガス類をスパツタリング用の堆積室内に導入してこ
れ等のガス類のプラズマ雰囲気を形成すればよい。さら
にハロゲン原子供給用の原料ガスとしては、前記のハロ
ゲン化物或いはハロゲンを含む硅素化合物が有効なもの
として挙げられるが、その他に、HF、HCl、HBr、HI等の
ハロゲン化水素、SiH₂F₂、SiH₂I₂、SiH₂Cl₂、SiHCl₃、SiH₂B
r₂、SiHBr₃等のハロゲン置換水素化硅素、およびGeHF₃、G
eH₂F₂、GeH₃F、GeHCl₃、GeH₂Cl₂、GeH₃Cl、GeHBr₃、GeH₂Br₂、G
eH₃Br、GeHI₃、GeH₂I₂、GeH₃I等の水素化ハロゲン化ゲルマ
ニウム等、GeF₄、GeCl₄、GeBr₄、GeI₄、GeF₂、GeCl₂、GeBr₂、G
eI₂等のハロゲン化ゲルマニウム等々のガス状態の又は
ガス化しうる物質も有効な出発物質として使用できる。

本発明の好ましい例において、形成される光受容層を構
成する第一の層中に含有される水素原子（Ｈ）の量又は
ハロゲン原子（Ｘ）の量又は水素原子とハロゲン原子の
量の和（Ｈ＋Ｘ）は、好ましくは0.01〜40atomic ％、
より好適には0.05〜30atomic ％、最適には0.1〜25atom
ic ％とされるのが望ましい。

グロー放電法、スパツタリング法あるいはイオンプレー
テイング法を用いて、スズ原子を含有するアモルフアス
シリコン（以下、「ａ−SiSn（H,X）」と表記する。）
で構成される光受容層を形成するには、上述のａ−SiGe
（H,X）で構成される層の形成の際に、ゲルマニウム原
子供給用の出発物質を、スズ原子（Sn）供給用の出発物
質にかえて使用し、形成する層中へのその量を制御しな
がら含有せしめることによつて行なう。

前記スズ原子（Sn）供給用の原料ガスとなりうる物質と
しては、水素化スズ（SnH₄）やSnF₂、SnF₄、SnCl₂、SnCl₄、
SnBr₂、SnBr₄、SnI₂、SnI₄等のハロゲン化スズ等のガス状
態の又はガス化しうるものを用いることができ、ハロゲ
ン化スズを用いる場合には、所定の支持体上にハロゲン
原子を含有するａ−Siで構成される層を形成することが
できるので、特に有効である。なかでも層作成作業時の
取扱い易さ、Sn供給効率の良さ等の点から、SnCl₄が好
ましい。

そして、SnCl₄をスズ原子（Sn）供給用の出発物質とし
て用いる場合、これをガス化するには、固体状のSnCl₄
を加熱するとともに、Ar、He等の不活性ガスを吹き込
み、該不活性ガスを用いてバブリングするのが望まし
く、こうして生成したガスを、内部を減圧にした堆積室
内に所望のガス圧状態で導入する。

グロー放電法を用いて、酸素原子、炭素原子、又は窒素
原子を含有するａ−SiGe（H,X）、ａ−SiSn（H,X）又は
ａ−SiGeSn（H,X）で構成される層又は一部の層領域を
形成するには、上述のａ−SiGe（H,X）又は／及びａ−S
iSn（H,X）で構成される層の形成の際に、原子（O,C,
N）導入用の出発物質を、ａ−SiGe（H,X）又は／及びａ
−SiSn（H,X）形成用の出発物質とともに使用して、形
成する層中へのそれらの量を制御しながら含有せしめる
ことによつて行なう。

そのような原子（O,C,N）導入用の出発物質としては、
少なくとも原子（O,C,N）を構成原子とするガス状の物
質又はガス化し得る物質であれば、殆んどのものが使用
できる。

具体的には酸素原子（Ｏ）導入用の出発物質として、例
えば、酸素（O₂）、オゾン（O₃）、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（N₂
O₅）、三酸化窒素（NO₃）、シリコン原子（Si）と酸素
原子（Ｏ）と水素原子（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（H₃S
iOSiH₂OSiH₃）等の低級シロキサン等が挙げられ、炭素
原子（Ｃ）導入用の出発物質としては、例えば、メタン
（CH₄）、エタン（C₂H₆）、プロパン（C₃H₈）、ｎ−ブ
タン（ｎ−C₄H₁₀）、ペンタン（C₅H₁₂）等の炭素数１〜
５の飽和炭化水素、エチレン（C₂H₄）、プロピレン（C₃
H₆）、ブテン−１（C₄H₈）、ブテン−２（C₄H₈）、イソ
ブチレン（C₄H₈）、ペンテン（C₅H₁₀）等の炭素数２〜
５のエチレン系炭化水素、アセチレン（C₂H₂）、メチル
アセチレン（C₃H₄）、ブチン（C₄H₆）等の炭素数２〜４
のアセチレン系炭化水素等が挙げられ、窒素原子（Ｎ）
導入用の出発物質としては、例えば、窒素（N₂）、アン
モニア（NH₃）、ヒドラジン（H₂NNH₂）、アジ化水素（H
N₃）、アジ化アンモニウム（NH₄N₃）、三弗化窒素（F
₃N）、四弗化窒素（F₄N）等が挙げられる。

また、スパツタリング法を用いて原子（O,C,N）を含有
するａ−SiGe（H,X）、ａ−SiSn（H,X）またはａ−SiGe
Sn（H,X）で構成される層を形成する場合には、原子
（O,C,N）導入用の出発物質としては、グロー放電法の
際に列挙した前記のガス化可能な出発物質の外に、固体
化出発物質として、SiO₂、Si₃N₄、カーボンブラツク等を
挙げることが出来る。これ等は、Si等のターゲツトとし
ての形で使用することができる。

グロー放電法、スパツタリング法あるいはイオンプレー
テイング法を用いて、第III族原子又は第Ｖ族原子を含
有するａ−SiGe（H,X）又は／及びａ−SiSn（H,X）で構
成される層又は一部の層領域を形成するには、上述のａ
−SiGe（H,X）又は／及びａ−SiSn（H,X）で構成される
層の形成の際に、第III族原子又は第Ｖ族原子導入用の
出発物質を、ａ−SiGe（H,X）又は／及びａ−SiSn（H,
X）形成用の出発物質とともに使用して、形成する層中
へのそれらの量を制御しながら含有せしめることによつ
て行なう。

第III族原子導入用の出発物質として具体的には硼素原
子導入用としては、B₂H₆、B₄H₁₀、B₅H₉、B₅H₁₁、B₆H₁₀、B₆H
₁₂、B₁₀H₁₄等の水素化硼素、BF₃、BCl₃、BBr₃等のハロゲン
化硼素等が挙げられる。この他、AlCl₃、CaCl₃、Ga(C
H₃)₃、InCl₃、TlCl₃等も挙げることができる。

第Ｖ族原子導入用の出発物質として、具体的には燐原子
導入用としては、PH₃、P₂H₄等の水素化燐、PH₄I、PF₃、P
F₅、PCl₃、PCl₅、PBr₃、PBr₅、PI₃等のハロゲン化燐が挙げら
れる。この他、AsH₃、AsF₃、AsCl₃、AsBr₃、AsF₅、SbH₃、Sb
F₃、SbF₅、SbCl₃、SbCl₅、BiH₃、BiCl₃、BiBr₃等も第Ｖ族原子
導入用の出発物質の有効なものとして挙げることができ
る。

グロー放電法、スパツタリング法あるいはイオンプレー
テイング法を用いて、酸素原子、炭素原子又は窒素原子
のうちの少なくともいずれか１つを含有するアモルフア
スシリコン、即ち、ａ−Si（O,C,N）（H,X）で構成され
る第二の層103を形成するには、ａ−Si（O,C,N）（H,
X）形成用の出発物質を使用して、上述の原子（O,C,N）
を含むａ−SiGe（H,X）又は／及びａ−SiSn（H,X）で構
成される第一の層を形成する場合と同様にして行なう。

例えば酸素原子を含有する層又は層領域をグロー放電法
により形成するには、シリコン原子（Si）を構成原子と
する原料ガスと、酸素原子（Ｏ）を構成原子とする原料
ガスと、必要に応じて水素原子（Ｈ）又は及びハロゲン
原子（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、シリコン原子（Si）を構
成原子とする原料ガスと、酸素原子（Ｏ）及び水素原子
（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、シリコン原子（Si）を構
成原子とする原料ガスと、シリコン原子（Si）、酸素原
子（Ｏ）及び水素原子（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できる。

又、別には、シリコン原子（Si）と水素原子（Ｈ）とを
構成原子とする原料ガスに酸素原子（Ｏ）を構成原子と
する原料ガスを混合して使用してもよい。

そのような酸素原子導入用の出発物質としては酸素原子
を構成原子とするガス状態の又はガス化しうる物質をガ
ス化したものであれば、いずれのものであつてもよい。

酸素原子導入用の出発物質としては具体的には、例えば
酸素（O₂）、オゾン（O₃）、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（N₂
O₃）、四二酸化窒素（N₂O₄）、五二酸化窒素（N₂O₅）、
三酸化窒素（NO₃）、シリコン原子（Si）と酸素原子
（Ｏ）と水素原子（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（H₃SiOSi
H₂OSiH₃）等の低級シロキサン等を挙げることができ
る。

スパツタリング法によつて、酸素原子を含有する層を形
成するには、単結晶又は多結晶のSiウエーハ又はSiO₂ウ
エーハ、又はSiとSiO₂が混合されて含有されているウエ
ーハ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よい。

例えば、Siウエーハ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、スパツタリング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ウエーハをスパ
ツタリングすればよい。

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の混合した一つのターゲツトを使用すること
によつて、スパツタリング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水素原子（Ｈ）又は／及びハ
ロゲン原子（Ｘ）を構成原子として含有するガス雰囲気
中でスパツタ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、
スパツタリングの場合にも有効なガスとして使用でき
る。

また、例えば炭素原子を含有する第二の層をグロー放電
法により形成するには、シリコン原子（Si）を構成原子
とする原料ガスと、炭素原子（Ｃ）を構成原子とする原
料ガスと、必要に応じて水素原子（Ｈ）又は／及びハロ
ゲン原子（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、又はシリコン原子（Si）を
構成原子とする原料ガスと、炭素原子（Ｃ）及び水素原
子（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、或いはシリコン原子（Si）を構
成原子とする原料ガスと、シリコン原子（Si）、炭素原
子（Ｃ）及び水素原子（Ｈ）を構成原子とする原料ガス
を混合するか、更にまた、シリコン原子（Si）と水素原
子（Ｈ）を構成原子とする原料ガスと炭素原子（Ｃ）を
構成原子とする原料ガスを混合して使用する。

このような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１〜４の飽和炭化水素、炭素
数２〜４のエチレン系炭化水素、炭素数２〜３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（C₄
H₈）、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（C
₃H₄）、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(C
H₃)₄、Si(C₂H₅)₄等のケイ化アルキルを挙げることができ
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も使用できる。

スパツタリング法によつてａ−SiC（H,X）で構成される
第二の層を形成するには、単結晶又は多結晶のSiウエー
ハ又はＣ（グラフアイト）ウエーハ、又はSiとＣが混合
されて含有されているウエーハをターゲツトとして、こ
れ等を所望のガス雰囲気中でスパツタリングすることに
よつて行う。

例えばSiウエーハをターゲツトとして使用する場合に
は、炭素原子、および水素原子又は／及びハロゲン原子
を導入するための原料ガスを、必要に応じてAr、He等の
希釈ガスで稀釈して、スパツタリング用の堆積室内に導
入し、これ等のガスのガスプラズマを形成してSiウエー
ハをスパツタリングすればよい。

又、SiとＣとは別々のターゲツトとするか、あるいはSi
とＣの混合した１枚のターゲツトとして使用する場合に
は、スパツタリング用のガスとして水素原子又は／及び
ハロゲン原子導入用の原料ガスを、必要に応じて稀釈ガ
スで稀釈して、スパツタリング用の堆積室内に導入し、
ガスプラズマを形成してスパツタリングすればよい。該
スパツタリング法に用いる各原子の導入用の原料ガスと
しては、前述のグロー放電法に用いる原料ガスがそのま
ま使用できる。

更に、例えば窒素原子を含有するアモルフアスシリコン
で構成される第二の層をグロー放電法により形成するに
は、シリコン原子（Si）を構成原子とする原料ガスと、
窒素原子（Ｎ）を構成原子とする原料ガスと、必要に応
じて水素原子（Ｈ）又は及びハロゲン原子（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、シリコン原子（Si）を構成原子とする原料
ガスと、窒素原子（Ｎ）及び水素原子（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
かして使用することができる。

又、別には、シリコン原子（Si）と水素原子（Ｈ）とを
構成原子とする原料ガスに窒素原子（Ｎ）を構成原子と
する原料ガスを混合して使用してもよい。

その様な窒素原子導入用の出発物質としては、少なくと
も窒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であれば、いずれのものであ
つてもよい。

窒素原子導入用の出発物質としては、具体的には、窒素
原子を構成原子とするかあるいは窒素原子と水素原子を
構成原子とする、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できる。この他に、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でき、これらのハロゲン化窒素化合
物を用いる場合、窒素原子（Ｎ）の導入に加えて、ハロ
ゲン原子（Ｘ）導入もできる。

スパツタリング法によつて、窒素原子を含有する層領域
を形成するには、単結晶又は多結晶のSiウエーハ又はSi
₃N₄ウエーハ、又はSiとSi₃N₄が混合されて含有されてい
るウエーハ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よい。

例えば、Siウエーハ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を、必要に応じて稀釈ガスで稀
釈して、スパツタリング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ウエーハをスパ
ツタリングすればよい。

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の混合した一枚のターゲツトを使用する
ことによつて、スパツタリング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水素原子（Ｈ）又は／及
びハロゲン原子（Ｘ）を構成原子として含有するガス雰
囲気中でスパツタリングすることによつて成される。窒
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窒素原子導入用の原料ガス
が、スパツタリングの場合にも有効なガスとして使用で
きる。

以上記述したように、本発明の光受容部材の光受容層
は、グロー放電法、スパツタリング法等を用いて形成す
るが、光受容層に含有せしめるゲルマニウム原子又は／
及びスズ原子、第III族原子又は第Ｖ族原子、酸素原
子、炭素原子又は窒素原子、あるいは水素原子又は／及
びハロゲン原子の各々の含有量の制御は、堆積室内へ流
入する、各々の原子供給用出発物質のガス流量あるいは
各々の原子供給用出発物質間のガス流量比を制御するこ
とにより行われる。

また、第一の層および第二の層形成時の支持体温度、堆
積室内のガス圧、放電パワー等の条件は、所望の特性を
有する光受容部材を得るためには重要な要因であり、形
成する層の機能に考慮をはらつて適宜選択されるもので
ある。さらに、これらの層形成条件は、第一の層および
第二の層に含有せしめる上記の各原子の種類及び量によ
つても異なることもあることから、含有せしめる原子の
種類あるいはその量等にも考慮をはらつて決定する必要
もある。

具体的には窒素原子、酸素原子、炭素原子等を含有せし
めたａ−Si（H,X）からなる第二の層を形成する場合に
は、支持体温度は、通常50〜350℃とするが、特に好ま
しくは50〜250℃とする。堆積室内のガス圧は、通常0.0
1〜1Torrとするが、特に好ましくは0.1〜0.5Torrとす
る。また、放電パワーは0.005〜50W/cm²とするのが通常
であるが、より好ましくは0.01〜30W/cm²、特に好まし
くは0.01〜20W/cm²とする。

ａ−SiGe（H,X）からなる第一の層を形成する場合、あ
るいは第III族原子又は第Ｖ族原子を含有せしめたａ−S
iGe（H,X）からなる第一の層を形成する場合について
は、支持体温度は、通常50〜350℃とするが、より好ま
しくは50〜300℃、特に好ましくは100〜300℃とする。
そして、堆積室内のガス圧は、通常0.01〜5Torrとする
が、好ましくは、0.001〜3Torrとし、特に好ましくは0.
1〜1Torrとする。また、放電パワーは0.005〜50W/cm²と
するのが通常であるが、好ましくは0.01〜30W/cm²と
し、特に好ましくは0.01〜20W/cm²とする。

しかし、これらの、層形成を行うについての支持体温
度、放電パワー、堆積室内のガス圧の具体的条件は、通
常には個々に独立しては容易には決め難いものである。
したがつて、所望の特性の非晶質材料層を形成すべく、
相互的且つ有機的関連性に基づいて、層形成の至適条件
を決めるのが望ましい。

ところで、本発明の光受容層に含有せしめるゲルマニウ
ム原子又は／及びスズ原子、原子（O,C,N）、第III族原
子又は第Ｖ族原子、あるいは水素原子又は／及びハロゲ
ン原子の分布状態を均一とするためには、光受容層を形
成するに際して、前記の諸条件を一定に保つことが必要
である。

また、本発明において、光受容層の形成の際に、該層中
に含有せしめるゲルマニウム原子又はスズ原子、原子
（O,C,N）あるいは第III族原子又は第Ｖ族原子の分布濃
度を層厚方向に変化させて所望の層厚方向の分布状態を
有する光受容層を形成するには、グロー放電法を用いる
場合であれば、ゲルマニウム原子又は／及びスズ原子、
原子（O,C,N）、あるいは第III族原子又は第Ｖ族原子導
入用の出発物質のガスの堆積室内に導入する際のガス流
量を、所望の変化率に従つて適宜変化させ、その他の条
件を一定に保ちつつ形成する。そして、ガス流量を変化
させるには、具体的には、例えば手動あるいは外部駆動
モータ等の通常用いられている何らかの方法により、ガ
ス流路系の途中に設けられた所定のニードルバルブの開
口を漸次変化させる操作を行えばよい。このとき、流量
の変化率は線型である必要はなく、例えばマイコン等を
用いて、あらかじめ設計された変化率曲線に従つて流量
を制御し、所望の含有率曲線を得ることもできる。

また、光受容層をスパツタリング法を用いて形成する場
合、ゲルマニウム原子又はスズ原子、原子（O,C,N）、
あるいは第III族原子又は第Ｖ族原子の層厚方向の分布
濃度を層厚方向で変化させて所望の層厚方向の分布状態
を形成するには、グロー放電法を用いた場合と同様に、
ゲルマニウム原子又はスズ原子、原子（O,C,N）あるい
は第III族原子又は第Ｖ族原子導入用の出発物質をガス
状態で使用し、該ガスを堆積室内へ導入する際のガス流
量を所望の変化率に従つて変化させる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例１乃至13に従つて、より詳細に説
明するが、本発明はこれ等によつて限定されるものでは
ない。

各実施例においては、光受容層をグロー放電法を用いて
形成した。第25図はグロー放電法による本発明の光受容
部材の製造装置である。

図中の2502、2503、2504、2505、2506のガスボンベに
は、本発明の夫々の層を形成するための原料ガスが密封
されており、その１例として、たとえば、2502はSiF₄ガ
ス（純度99.999％）ボンベ、2503はH₂で稀釈されたB₂H₆
ガス（純度99.999％、以下B₂H₆／H₂と略す。）ボンベ、
2504はCH₄ガス（純度99.999％）ボンベ、2505はGeF₄ガ
ス（純度99.999％）ボンベ、2506は不活性ガス（He）ボ
ンベである。そして、2506′はSnCl₄が入つた密封容器
である。

これらのガスを反応室2501に流入させるにはガスボンベ
2502〜2506のバルブ2522〜2526、リークバルブ2535が閉
じられていることを確認し又、流入バルブ2512〜2516、
流出バルブ2517〜2521、補助バルブ2532、2533が開かれ
ていることを確認して、先ずメインバルブ2534を開いて
反応室2501、ガス配管内を排気する。次に真空Alシリン
ダー2537上に第一の層及び第二の層を形成する場合の１
例を以下に記載する。

まず、ガスボンベ2502よりSiF₄ガス、ガスボンベ2503よ
りB₂H₆／H₂ガス、ガスボンベ2504よりCH₄ガス、ガスボ
ンベ2505よりGeF₄ガスの夫々をバルブ2522、2523、252
4、2525を開いて出口圧ゲージ2527、2528、2529、2530
の圧を1Kg/cm²に調整し、流入バルブ2512、2513、252
4、2515を徐々に開けて、マスフロコントローラ2507、2
508、2509、2510内に流入させる。引き続いて流出バル
ブ2517、2518、2519、2520、補助バルブ2532を徐々に開
いてガスを反応室2501内に流入される。このときのSiF₄
ガス流量、GeF₄ガス流量、CH₄ガス流量、B₂H₆／H₂ガス
流量の比が所望の値になるように流出バルブ2517、251
8、2519、2520を調整し、又、反応室2501内の圧力が所
望の値になるように真空計2536の読みを見ながらメイン
バルブ2534の開口を調整する。そして基体シリンダー25
37の温度が加熱ヒーター2538により50〜400℃の範囲の
温度に設定されていることを確認された後、電源2540を
所望の電力に設定して反応室2501内にグロー放電を生起
せしめるとともに、マイクロコンピユーター（図示せ
ず）を用いて、あらかじめ設計された流量変化率線に従
つて、SiF₄ガス、GeF₄ガス、CH₄ガス及びB₂H₆／H₂ガス
のガス流量を制御しながら、基体シリンダー2537上に先
ず、シリコン原子、ゲルマニウム原子、炭素原子及び硼
素原子を含有する第一の層を形成する。

上記と同様の操作により、第一の層上に第二の層を形成
するには、例えばSiF₄ガス、及びCH₄ガスの夫々を、必
要に応じてHe、Ar、H₂等の稀釈ガスで稀釈して、所望の
ガス流量で反応室2501内に流入し、所望の条件に従つ
て、グロー放電を生起せしめることによつて成される。

夫々の層を形成する際に必要なガスの流出バルブ以外の
流出バルブは全て閉じることは言うまでもなく、又夫々
の層を形成する際、前層の形成に使用したガスが反応室
2501内、流出バルブ2517〜2521から反応室2501内に至る
ガス配管内に残留することを避けるために、流出バルブ
2517〜2521を閉じ補助バルブ2532、2533を開いてメイン
バルブ2534を全開して系内を一旦高真空に排気する操作
を必要に応じて行う。

また、第一の層中にスズ原子を含有せしめる場合にあつ
て、原料ガスとしてSnCl₄を出発物質としたガスを用い
る場合には、2606′に入れられた固体状SnCl₄を加熱手
段（図示せず）を用いて加熱するとともに、該SnCl₄中
にAr、He等の不活性ガスボンベ2506よりAr、He等の不活
性ガスを吹き込み、バブリングする。発生したSnCl₄の
ガスは、前述のSiF₄ガス、GeF₄ガス、CH₄ガス、B₂H₆／H
₂ガス等と同様の手順により反応室内に流入させる。

試験例径2mmのSUSステンレス製剛体真球を用い、前述の第６図
に示した装置を用い、アルミニウム合金製シリンダー
（径60mm、長さ298mm）の表面を処理し、凹凸を形成さ
せた。

真球の径Ｒ′、落下高さｈと痕跡窪みの曲率半径Ｒ、幅
Ｄとの関係を調べたところ、痕跡窪みの曲率半径Ｒと幅
Ｄとは、真球の径Ｒ′と落下高さｈ等の条件により決め
られることが確認された。また、痕跡窪みのピツチ（痕
跡窪みの密度、また凹凸のピツチ）は、シリンダーの回
転速度、回転数乃至は剛体真球の落下量等を制御して所
望のピツチに調整することができることが確認された。

実施例１試験例と同様にアルミニウム合金製シリンダーの表面を
処理し、第1A表上欄に示すＤ、及びを有するシリンダー状Al支持体（シリンダーNo.101〜10
6）を得た。

次に該Al支持体（シリンダーNo.101〜106）上に、以下
の第1B表に示す条件で、第25図に示した製造装置により
光受容層を形成した。

なお、第一の層中に含有せしめる硼素原子は、B₂H₆／Si
F₄＋GeF₄≒100ppmであつて、該層の全層について約200p
pmドーピングされているようになるべく導入した。

これらの光受容部材について、第26図に示す画像露光装
置を用い、波長780nm、スポツト径80μｍのレーザー光
を照射して画像露光を行ない、現像、転写を行なつて画
像を得た。得られた画像の干渉縞の発生状況は第1A表下
欄に示すとおりであつた。

なお、第26（Ａ）図は露光装置の全体を模式的に示す平
面略図であり、第26（Ｂ）図は露光装置の全体を模式的
に示す側面略図である。図中、2601は光受容部材、2602
は半導体レーザー、2603はｆθレンズ、2604はポリゴン
ミラーを示している。

次に、比較として、従来のダイヤモンドバイトにより表
面処理されたアルミニウム合金製シリンダー（No.7）
（径60mm、長さ298mm、凹凸ピツチ100μｍ、凹凸の深さ
３μｍ）を用いて、前述と同様にして光受容部材を作製
した。得られた光受容部材を電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、支持体表面と光受容層の層界面及び光受容層の表面
とは平行をなしていた。この光受容部材を用いて、前述
と同様にして画像形成をおこない、得られた画像につい
て前述と同様の評価を行なつた。その結果は、第1A表下
欄に示すとおりであつた。

実施例２第2B表に示す層形成条件に従つて光受容層を形成した以
外はすべて実施例１と同様にして、Al支持体（シリンダ
ーNo.101〜107）上に光受容層を形成した。

得られた光受容部材について、実施例１と同様にして画
像を形成したところ、得られた画像における干渉縞の発
生状況は、第2A表下欄に示すとおりであつた。

実施例３〜13 実施例１のAl支持体（シリンダーNo.103〜106）上に、
第３〜13表に示す層形成条件に従つて光受容層を形成し
た以外はすべて実施例１と同様にして光受容部材を作製
した。

なお、実施例３〜６、８〜11において、第一の層形成時
における使用ガスのガス流量は、各各、第27〜30、31〜
34図に示す流量変化曲線に従つて、マイクロコンピユー
ター制御により自動的に調整した。また各実施例におい
て、第一の層中に含有せしめる硼素原子は実施例１と同
様の条件で導入した。

得られた光受容部材について、実施例１と同様にして画
像形成をおこなつた。

得られた画像は、いずれも干渉縞の発生が観察されず、
そして極めて良質のものであつた。

〔発明の効果の概略〕本発明の光受容部材は前記のごとき層構成としたことに
より、前記したアモルフアスシリコンで構成された光受
容層を有する光受容部材の諸問題の総てを解決でき、特
に、可干渉性の単色光であるレーザー光を光源として用
いた場合にも、干渉現象による形成像における干渉縞模
様の現出を顕著に防止し、きわめて良質な可視画像を形
成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光受容部材の１例を模式的に示した図
であり、第２及び３図は、本発明の光受容部材における
干渉縞の発生の防止の原理を説明するための部分拡大図
であり、第２図は、支持体表面に球状痕跡窪みによる凹
凸が形成された光受容部材において、干渉縞の発生が防
止しうることを示す図、第３図は、従来の表面を規則的
に荒した支持体上に光受容層を堆積させた光受容部材に
おいて、干渉縞が発生することを示す図である。第４及
び５図は、本発明の光受容部材の支持体表面の凹凸形状
及び該凹凸形状を作製する方法を説明するための模式図
である。第６図は、本発明の光受容部材の支持体に設け
られる凹凸形状を形成するのに好適な装置の一構成例を
模式的に示す図であつて、第６（Ａ）図は正面図、第６
（Ｂ）図は縦断面図である。第７〜15図は、本発明の第
一の層中におけるゲルマニウム原子又はスズ原子の層厚
方向の分布状態を表わす図であり、第16〜24図は、本発
明の第一の層中における酸素原子、炭素原子及び窒素原
子の中から選ばれる少くとも一種、および第III族原子
又は第Ｖ族原子の層厚方向の分布状態を表わす図であ
り、各図において、縦軸は第一の層の層厚を示し、横軸
は各原子の分布濃度を表わしている。第25図は、本発明
の光受容部材の第一の層及び第二の層を製造するための
装置の１例で、グロー放電法による製造装置の模式的説
明図である。第26図はレーザー光による画像露光装置を
説明する図である。第27乃至34図は、本発明の第一の層
形成におけるガス流量の変化状態を示す図であり、縦軸
は第一の層の層厚、横軸は使用ガスのガス流量を示して
いる。第１乃至第３図について、 100……光受容部材、101……支持体、102、201、301…
…第一の層、103、202、302……第二の層、104、203、3
03……自由表面、204、304……第一の層と第二の層との
界面第４、５図について、 401、501……支持体、402、502……支持体表面、403、5
03、503′……剛体真球、404、504……球状痕跡窪み第６図について、 601……シリンダー、602……回転軸、603……駆動手
段、604……落下装置、605……剛体真球、606……ボー
ルフイーダー、607……振動機、608……回収槽、609…
…ボール送り装置、610……洗浄装置、611……洗浄液だ
め、612……洗浄液回収槽、613……落下口第25図において、 2501……反応室、2502〜2506……ガスボンベ、2506′…
…SnCl₄槽、2507〜2511……マスフロコントローラ、251
2〜2516……流入バルブ、2517〜2521……流出バルブ、2
522〜2526……バルブ、2527〜2531……圧力調整器、253
2、2533……補助バルブ、2534……メインバルブ、2535
……リークバルブ、2536……真空針、2537……基体シリ
ンダー、2538……加熱ヒーター、2539……モーター、25
40……高周波電源第26図において、 2601……光受容部材、2602……半導体レーザー、2603…
…ｆθレンズ、2604……ポリゴンミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 5/08 ３１４ 9223−2Ｈ３１５ 9223−2Ｈ３１７ 9223−2Ｈ (72)発明者小池淳東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭59−58436（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−31144（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−142345（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−140253（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−140247（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−138557（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−121453（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−95443（ＪＰ，Ａ) 米国特許4432220（ＵＳ，Ａ) 米国特許3269066（ＵＳ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体上に、シリコン原子と、ゲルマニウ
ム原子又はスズ原子の少なくとも一方と、酸素原子、炭
素原子及び窒素原子の中から選ばれる少なくとも一種と
を含有する非晶質材料で構成された第一の層と、シリコ
ン原子と、酸素原子、炭素原子及び窒素原子の中から選
ばれる少なくとも一種とを含有する第二の層とを有する
光受容層を備えた光受容部材であって、前記支持体の表
面に、窪みの幅Ｄが500μｍ以下で窪みの曲率半径Ｒと
幅Ｄとが0.035≦D/Rとされた複数の球状痕跡窪みによる
凹凸を有することを特徴とする光受容部材。
【請求項２】前記第二の層が、前記シリコン原子と、前
記酸素原子、炭素原子及び窒素原子の中から選ばれる少
なくとも一種とを均一な分布状態で含有する非晶質材料
で構成された特許請求の範囲第１項に記載された光受容
部材。
【請求項３】前記第一の層が、周期律表第III族または
第Ｖ族に属する原子を含有している特許請求の範囲第１
項に記載の光受容部材。
【請求項４】前記第一の層が多層構成である特許請求の
範囲第１項に記載の光受容部材。
【請求項５】前記第一の層が、周期律表第III族または
第Ｖ族に属する原子を含有する電荷注入阻止層を構成層
の１つとして有する特許請求の範囲第４項に記載の光受
容部材。
【請求項６】前記第一の層が、構成層の１つとして障壁
層を有する特許請求の範囲第４項に記載の光受容部材。
【請求項７】前記球状痕跡窪みの凹凸が、同一の曲率半
径を有する球状痕跡窪みによる凹凸である特許請求の範
囲第１項に記載の光受容部材。
【請求項８】前記球状痕跡窪みの凹凸が、同一の曲率半
径及び幅の窪みによる凹凸である特許請求の範囲第１項
に記載の光受容部材。
【請求項９】前記球状痕跡窪みが、前記支持体の表面に
複数の剛体真球を自然落下させて得られた前記剛体真球
の痕跡窪みによる凹凸である特許請求の範囲第１項に記
載の光受容部材。
【請求項１０】前記球状痕跡窪みは、ほぼ同一径の剛体
真球をほぼ同一の高さから落下させて得られた前記剛体
真球の痕跡窪みによる凹凸である特許請求の範囲第９項
に記載の光受容部材。
【請求項１１】前記支持体が、金属体である特許請求の
範囲第１項に記載の光受容部材。