JPH0785175B2

JPH0785175B2 - 超薄膜積層構造を有する光受容部材

Info

Publication number: JPH0785175B2
Application number: JP61010245A
Authority: JP
Inventors: 恵志斉藤; 靖藤岡; 達行青池
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-01-22
Filing date: 1986-01-22
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: JPS62169164A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の属する技術分野〕本発明は、電子写真用感光体等に用いられる光受容部
材、特に改善された光吸収層を有する光受容部材、及び
該光受容部材を製造するのに適したプラズマCVD法によ
る堆積膜形成装置に関する。

〔従来技術の説明〕

従来、電子写真用感光体等に用いられる光受容部材とし
ては、その光感度領域の整合性が他の種類の光受容部材
と比較して優れているのに加えて、ピツカース硬度が高
く、公害の問題が少ない等の点から、例えば特開昭54-8
6341号公報や特開昭56-83746号公報にみられるようなシ
リコン原子（Si）を母体とする非晶質材料、いわゆるア
モルフアスシリコン（以後、「ａ−Si」と呼称する。）
から成る光受容部材が注目されている。

また更に、近年、半導体レーザー（770〜800nm）を光源
とする電子写真法を用いたレーザープリンタの実用化が
試みられているところ、ａ−Si、特に好ましくは水素原
子（Ｈ）又はハロゲン原子（Ｘ）の少なくともいずれか
一方を含有するａ−Si〔以後、「ａ−Si（H,X）」と表
記する。〕で構成された感光層を有する光受容部材は、
全波長にわたり高い感度を有しており、特に長波長域に
おける光感度が、従来のセレン系感光体等に比べて優れ
ているという特徴を有していることから、該ａ−Si（H,
X）で構成された感光層を有する光受容部材は半導体レ
ーザーとのマツチング性に優れ、光応答性の速いものが
得られることが知られている。

しかし、半導体レーザーを光源として画像露光を行なつ
た場合、感光層では吸収しきれない長波長側の光が支持
表面で反射し、干渉現像の発生をひきおこすという問題
がある。

この問題を解決するため、支持体と感光層との間に長波
長側の光を吸収する層（以後、単に「光吸収層」と称
す。）を設けることが知られている。そして該光吸収層
として、ａ−Si、多結晶シリコン（以後、「poli-Si〕
と表記する。）又は両者を含むいわゆる非単結晶シリコ
ン（以後、「Non-Si」と表記する。）〔なお、微結晶質
シリコンと通称されるものはａ−Siに分類される。〕
に、ゲルマニウム原子（Ａ）又はスズ原子のいずれか一
方を含有せしめたものを使用することが提案されてい
る。該ゲルマニウム原子又はスズ原子を含有するNon-Si
〔以後、「ａ−Si（Ge,Sn）（H,X）」と表記する。〕で
構成された光吸収層を支持体と感光層との間に設けた場
合、感光層では完全に吸収しきれなかつた長波長側の光
を該層が完全に吸収するため、支持体表面からの反射光
による干渉現象の発生を防止することができるものであ
る。

ところが、Non-Si（Ge,Sn）（H,X）層は、機能的には満
足はされるものの、禁制帯中に欠陥準位を作つてしまう
という問題がある。そしてこの欠陥準位の生起は、光受
容部材を長時間使用した場合に残留電位を生じ、得られ
る画像にゴーストを生ぜしめるといつた問題がある。

また、上述の類の光受容部は、いずれにしろ所謂多層構
成のものであつて、その製造には一般にプラズマCVD法
による堆積膜形成装置が至適なものとして採用されてい
る。そして所望のそうした光受容部材を製造するに当つ
ては、一般には各々の層毎に至適な成膜条件を設定し、
その条件に従つて層形成操作を各別に行われている。し
たがつて従来のプラズマCVD法による装置によつては、
上述の電荷注入阻止層に係る問題の解決は、当該層の形
成工程の操作に問題解決の条件を設定し、その条件に従
つて当該層の成膜操作を実施することにより行われるこ
とから、それに引き続く層形成の操作を更に複雑にして
しまい、所望の多層構成の光受容部材の効率的に量産す
るとなると装置自体の改良が要求されるところである。

〔発明の目的〕

本発明は、ａ−Si（H,X）で構成されるに係る上述の問
題を解決して所望機能を奏するものにした、電子写真用
感光体等に用いられる光受容部材と、その効率的量産に
適した装置を提供することを目的とするものである。

即ち、本発明の主たる目的は、欠陥準位を有さずして、
長時間の使用によつても、残留電位やゴーストの生じな
い、優れた機能を奏する光吸収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、残留電位の問題が殆んどなく、画
像欠陥の問題がなくして、改善された電気的耐圧性を有
する電子写真用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ａ−Si（H,X）で構成される感光
層を少なくとも有する電子写真用感光体等に用いられる
光受容部材及びその製造装置について、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、先ず前記光受容部材について、その光吸収層とし
て、層厚10Å〜150Åで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を含有する
非晶質材料〔Non-Si（Ge,Sn）（H,X）〕で構成された第
１の層と、層厚10Å〜150Åでシリコン原子と、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
一種とを含有する非晶質材料で構成された第２の層を交
互に複数回積層されて構成されたものを使用した場合、
光吸収層としての前述の諸問題を解決し、長時間の使用
によつても残留電位や画像欠陥の発生のない光受容部材
が得られるという知見を得た。

即ち、Non-Si（Ge,Sn）（H,X）で構成される非単結晶材
料は、Non-Si（H,X）で構成される非単結晶材料よりも
バンドギヤツプが狭くなることを本発明者は事実として
確認しているところ、該Non-Si（Ge,Sn）（H,X）で構成
される超薄膜と、Non-Si（Ge,Sn）（H,X）とはフエルミ
レベルまたは／及びバンドギヤツプが異なる非単結晶質
材料からなる超薄膜とを交互に複数回積層した超薄膜積
層構造を有する光吸収層を用いた場合、バンドギヤツプ
の狭い非単結晶質材料からなる光吸収層が得られ、単層
構造のNon-Si（Ge,Sn）（H,X）層を光吸収層として用い
た場合に比較して、欠陥準位の発生を著しく減少させう
ることを見い出したものである。

次に、従来のプラズマCVD法による堆積膜形成装置を用
いて前記知見に則つて、光吸収層の構成原子の一部につ
いて少なくとも２種の超薄膜にしてそれらを多数回積層
せしめて光吸収層を形成するについては、克服を要する
問題のあることが判明した。

即ち、従来のプラズマCVD法による装置は、反応容器の
成膜室は要するに一つであることから、その成膜室に導
入する原料ガスは、各超薄膜を形成する毎に、所定のも
のに交換しなくてはならないところ、形成する層（膜）
はいずれにしろ超薄膜であつてその層厚は極めて薄いこ
とから、原料ガスの交換のタイミング、操作が重要であ
るが、従来装置によつてはこのところは容易には達成で
きない。即ち、各層毎に原料ガスの種類が異るだけでな
しに、その流量についても異なり、したがつて原料ガス
の種類と流量を頻繁に変化させねばならないが、従来装
置ではこのところの対応は困難である。

従来のプラズマCVD法による装置については、別の問題
として、成膜室に異なる組成の原料ガスが交互に導入さ
れるところ、不必要なガスが成膜室に残留することが許
されなく、したがつて−成膜操作が終了する毎に残留ガ
スを完全に排気する必要があつて、そのために余分の時
間が費され、所望の成膜効率を達成できないと同時に製
造される膜質に時として悪影響が生じるという問題があ
る。

本発明者らは、こうした問題を解決すべく研究を重ねた
結果次の知見を得た。即ち、プラズマCVD法による堆積
膜形成装置の反応容器を、仕切板により隔絶仕切りして
複数の成膜室を形成し、それぞれの成膜室に相応の成膜
用原料ガスを導入し、各成膜室にプラズマを生起せし
め、そこにあつて円筒状基体を回転せしめ、各個の成膜
室即ちプラズマ領域を該円筒状基体の表面が通過するよ
うにしたところ、所望の超薄膜の多数回積層が効率よく
行えて、所望の光吸収層を有する光受容部材が効率よく
製造でき、この装置によれば従来装置におけるような前
述の問題が全くなく、且つ前記光受容部材を、成膜工程
において従来装置におけるような原料ガス交換、排気等
のために成膜操作を中断することなくして、連続操作し
て製造でき、しかもその量産を可能にするという知見を
得た。

本発明は、上述の実験的に確認された知見に基づいて完
成せしめたものであり、長時間の使用によつても残留電
位や画像欠陥のない、安定した所望特性を発揮する光受
容部材、及び成膜操作を原料ガス交換、排気等のために
中断することを必要とせず、前記光受容部材の量産を可
能にする装置を提供するものである。

本発明により提供される光受容部材は、支持体と感光層
との間に、層厚10Å〜150Åで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を含
有する非晶質材料で構成された第１の層と、層厚10Å〜
150Åでシリコン原子と、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非晶
質材料で構成された第２の層を交互に複数回積層されて
構成された光吸収層を有することを特徴とする。

以下、図を用いて本発明の光受容部材について説明す
る。なお、以下の記載においては本発明の光受容部材を
電子写真用のものとしているが、本発明はこれにより限
定されるものではない。

第１図は、本発明の光受容部材の層構成の典型的な例を
模式的に示した図であり、図中、101は支持体、102は光
吸収層、103は電荷注入阻止層、104は感光層、105は表
面層をそれぞれ表わしている。

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。支持体の形状は無端
ベルト状又は円筒状とし、その厚さは、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。

本発明の光受容部材において、前述の支持体101上に設
けられるのが、本発明の特徴とする長波長吸収層102で
あり、Non-Si（Ge,Sn）（H,X）で構成される非単結晶質
材料からなる超薄膜と、Non-Si（Ge,Sn）（H,X）とはフ
エルミレベルまたは／及びバンドギヤツプが異なり欠陥
準位の少ない非単結晶質材料からなる超薄膜とが交互に
多数回積層された超薄膜積層構造を有するものである。
Non-Si（Ge,Sn）（H,X）とはフエルミレベルまたは／及
びバンドギヤツプが異なる非単結晶質材料としては、No
n-Si（Ge,Sn）（H,X）と構成原子の少なとも一部が異な
る非単結晶質材料、あるいはNon-Si（Ge,Sn）（H,X）の
構成原子の少なくとも一部の構成原子の含有量が異なる
非単結晶質材料が用いられ、例えば、Non-Si（H,X）、
酸素原子、炭素原子及び窒素原子の中から選ばれる少な
くとも一種を含有するNon-Si（H,X）等があげられる。
そして該超薄膜積層構造層を構成する夫々の超薄膜の膜
厚は10〜150Å、好ましくは10〜100Å、最適には15〜80
Åとするのが望ましい。

また、該光吸収層102中に含有せしめるゲルマニウム原
子又はスズ原子の量は、１〜9.5×10⁵atomic ppm、好ま
しくは１×10²〜９×10⁵atomic ppm、最適には５×10²
〜８×10⁵atomic ppmとするのが望ましい。

更に、該光吸収層102の層厚は、300Å〜10μ、好ましく
は400Å〜８μ、最適には500Å〜５μとするのが望まし
い。

ところで本発明の光受容部材の光吸収層は前述のごと
く、Non-Si（Ge,Sn）（H,X）、即ちａ−Si（Ge,Sn）
（H,X）又はpoly-Si（Ge,Sn）（H,X）あるいは両者の混
合物で構成されるものであるが、即ち、非単結晶材料ま
たは多結晶材料或は両者の混合物（微結晶質は非結晶質
材料に含まれる）で構成されるものであるが、poly-Si
（Ge,Sn）（H,X）で構成される層を形成するについては
種々の方法があり、例えば次のような方法があげられ
る。

その１つの方法は、基体温度を高温、具体的には400〜4
50℃に設定し、該基体上にプラズマCVD法により膜を堆
積せしめる方法である。

他の方法は、基体表面に先ずアモルフアス状の膜を形
成、即ち、基体温度を約250℃にした基体上にプラズマC
VD法により膜を形成し、該アモルフアス状の膜をアニー
リング処理することによりpoly化する方法である。該ア
ニーリング処理は、基体を400〜450℃に約20分間加熱す
るか、あるいは、レーザー光を約20分間照射することに
より行なわれる。

本発明の光受容部材において、光吸収層102と感光層104
の間に設けられる電荷注入阻止層103は、感光層104が帯
電処理を受けた際に支持体側から感光層104中に電子が
注入されることを阻止するために設けられる層であり、
該電荷注入阻止層103は、Non-Sn（H,X）にｐ型不純物ま
たはｎ型不純物と、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せしめたもので
構成されている。この電荷注入阻止層103中に含有せし
める第III族原子としては、具体的には、Ｂ（硼素）、A
l（アルミニウム）、Ga（ガリウム）、In（インジウ
ム）、Tl（タリウム）等を用いることができるが、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、
具体的には、Ｐ（燐）、As（砒素）、Sb（アンチモ
ン）、Bi（ビスマス）等を用いることができるが、特に
好ましいものはP,Asである。そして感光層102中に含有
せしめる第III族原子又は第Ｖ族原子の量は、３〜５×1
0⁴atomic ppm、好ましくは50〜１×10⁴atomic ppm、最
適には１×10²〜５×10³atomic ppmとすることが望まし
い。

また、酸素原子、炭素原子及び窒素原子の中から選ばれ
る少なくとも一種を含有せしめることにより、密着性を
向上せしめるとともに、高暗抵抗化を図かる効果が奏さ
れる。そしてこれらの原子を電荷注入阻止層102中に含
有せしめる量は、0.001〜50atomic％、好ましくは0.002
〜40atomic％、最適には0.003〜30atomic％とするのが
望ましい。

更に、本発明の光受容部材の電荷注入阻止層103の層厚
は、300Å〜10μ、好ましくは400Å〜８μ、最適には50
0Å〜５μとするのが望ましい。

ところで、本発明の光受容部材における電荷注入阻止層
103は、前述の光吸収層102と入れかえることが可能であ
り、即ち、支持体101上に、電荷注入阻止層103、光吸収
層102、感光層104及び表面層105をこの順序で設けてな
るものであつてもよい。

更に、本発明の光受容部材においては、光吸収層102を
電荷注入阻止層103としての機能を兼ねそなえた層とす
ることも可能であり、このような場合にあつては、ゲル
マニウム原子又はスズ原子と、第III族原子又は第Ｖ族
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Non-Si（H,X）で構成
される層とすればよい。

本発明の光受容部材の感光層104は、ａ−Si（H,X）で構
成され、光伝導性を有する層であつて、該層にはさら
に、第III族原子又は第Ｖ族原子又は／及び酸素原子、
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
を含有せしめることができる。

感光層104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。そして感光層10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、好ましくは
１〜40atomic％、より好ましくは５〜30atomic％とする
のが望ましい。

また、感光層104中に、第III族原子又は第Ｖ族原子を含
有せしめる目的は、感光層104の伝導性を制御すること
にある。このような第III族原子及び第Ｖ族原子として
は、前述の電荷注入阻止層103中に含有せしめるものと
同様のものを用いることができるが、感光層104に含有
せしめる場合には、電荷注入阻止層103に含有せしめた
ものとは逆の極性のものを含有せしめるか、あるいは電
荷注入阻止層103に含有せしめたものと同極性のものを
該層103に含有される量より一段と少ない量にして含有
せしめることができる。感光層104中に含有せしめる第I
II族原子又は第Ｖ族原子の量は、１×10^-3〜１×10³ato
mic ppm、好ましくは５×10^-2〜５×10²atomic ppm、最
適には１×10^-1〜２×10²atomic ppmとすることが望ま
しい。

また、感光層104中に、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を含有せしめる目的
は、感光層104の高暗抵抗化をはかるとともに、感光層1
04の膜品質を向上せしめることにある。そして、感光層
104に含有せしめるこうした原子の量は、１×10^-3〜50a
tomic％、好ましくは２×10^-3〜40atomic％、最適には
３×10^-3〜30atomic％とするのが望ましい。

また、本発明の光受容部材において、感光層104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３〜100μとするが、好ましくは５〜80
μ、最適には７〜50μとする。

本発明の光受容部材の感光層104上には、表面層105が設
けられる。該表面層105は、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を含有するａ−
Si（H,X）〔以後、「ａ−Si（O,C,N）（H,X）」と表記
する。〕又は窒素原子及び硼素原子を母体とする非晶質
材料〔以後、「ａ−BN（H,X）」と表記する。〕、ある
いは、炭素原子を母体とする非晶質材料〔以後、「ａ−
Ｃ（H,X）」と表記する。〕で構成される。

本発明の光受容部材に表面層105を設ける目的は、耐湿
性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特
性、および耐久性等を向上せしめることにる。

特に、表面層としてａ−Si（O,C,N）（H,X）で構成され
る層を用いた場合には、表面層と感光層を構成するアモ
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、表面層105と感光層104との界
面において化学的安定性が確保できる。

こうしたａ−Si（O,C,N）（H,X）で構成される表面層と
する場合、表面層中に含有せしめる酸素原子、炭素原子
又は窒素原子の量の増加に伴つて、前述の諸特性は向上
するが、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
量は、0.001〜90atomic％、好ましくは１〜90atomic
％、最適には10〜80atomic％とするのが望ましい。

また、本発明の光受容部材において、表面層105の層厚
も本発明の目的を効率的に達成するために重要な要因の
１つであり、所望の目的に応じて適宜決定されるもので
あるが、表面層に含有せしめる構成原子の量、あるいは
表面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、本発明の光受容部材の表面層の層厚は、
３×10^-3〜30μ、より好ましくは４×10^-3〜20μ、特に
好ましくは５×10^-3〜10μとする。

本発明の光受容部材は、以上のごとき層構成を有するも
のであり、Non-Si（Ge,Sn）（H,X）で構成される光吸収
層102を前述のごとき超薄膜積層構造層とすることが必
要とされるが、さらに電荷注入阻止層103、感光層104及
び表面層105の中の少なくとも一層を超薄膜積層構造層
とすることができる。

即ち、本発明の光受容部材の感光層104は第III族原子又
は第Ｖ族原子を含有するａ−Si（H,X）〔以後、「ａ−S
iM（H,X）」と表記する。（但し、Ｍは第III族原子又は
第Ｖ族原子を表わす。）〕で構成されていてもよく、あ
るいはａ−Si（O,C,N）（H,X）で構成されていてもよ
く、さらには第III族原子又は第Ｖ族原子を含有するａ
−Si（O,C,N）（H,X）〔以後、ａ−SiM（O,C,N）（H,
X）と表記する。〕で構成されていてもよいものである
が、ａ−Si（H,X）で構成される感光層中に、こうした
シリコン原子以外の構成原子を含有せしめる場合、構成
原子の少なくとも一部が異なる超薄膜を少なくとも２種
類以上の複数回積層した超薄膜積層構造とすることによ
り、バンドギヤツプを調整することができる。

このところについて第４（Ａ），（Ｂ）図を用いて説明
する。

第４（Ａ），（Ｂ）図はエネルギーバンドの説明図であ
り、図中、E_Fはフエルミエネルギー、E_Cは伝導帯端エネ
ルギー、E_Vは価電子帯端エネルギー、Egはバンドギヤツ
プを表わしている。

第４（Ｂ）図は、バンドギヤツプの異なる二種の超薄膜
を積層した場合を説明する図である。即ち、ａ−Si（H,
X）中に窒素原子、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を含有せしめた場合には、ａ−Si
（H,X）よりもバンドギヤツプが拡大することを本発明
者らは事実として確認しているところ、更に次のところ
も確認し例えば該ａ−Si（H,X）で構成される超薄膜と
ａ−Si（O,C,N）（H,X）で構成される超薄膜のように、
バンドギヤツプの異なる超薄膜層を積層すると、狭いバ
ンドギヤツプを有する超薄膜層で、量子効果により、図
中破線で示すが如き、サブバンドが形成される。該サブ
バンドは、伝導帯及び価電子帯の端部よりもエネルギー
的に高い位置に形成され、その結果、超薄膜層を積層し
た感光層のバンドギヤツプは、単層構造の感光層の場合
よりも広がることとなる。そして、第４（Ｂ）図は、ｐ
型不純物を含有するａ−Si（H,X）で構成される超薄膜
層（以後「ｐ型超薄膜層」と称する。）と、ｎ型不純物
を含有するａ−Si（H,X）で構成される超薄膜層（以後
「ｎ型超薄膜層」と称する。）とを交互に積層した場合
を説明する図である。この場合には、伝導帯側では、ｐ
型超薄膜層ではさまれたｎ型超薄膜層で、量る効果によ
り伝導帯端エネルギーE_Cよりも高いエネルギー側にサブ
バンドが形成される。また同様に、価電子帯側では、ｐ
型超薄膜層において価電子帯端エネルギーE_Vよりも高い
エネルギー側に量る効果によるサブバンドが形成され
る。それぞれのサブバンドは、伝導帯側ではｐ型超薄膜
層へ、また価電子帯側ではｎ型超薄膜層へしみだしが生
じる。その結果、光吸収は、伝導帯のサブバンドと、価
電子帯のしみだしたサブバンドの間で生じるため、ｐ型
超薄膜層とｎ型超薄膜層とを積層した感光層のバンドギ
ヤツプは、それぞれｐ型超薄膜層及びｎ型超薄膜層固有
のバンドギヤツプよりも狭くなることとなる。

以上のことから具体的には感光層104を、例えば、ａ−S
i（H,X）で構成される超薄膜層とａ−SiM（H,X）で構成
される超薄膜層とを交互に複数回積層した超薄膜層構造
層、又は、ａ−Si（H,X）で構成される超薄膜層とａ−S
i（O,C,N）（H,X）で構成される超薄構造層とを交互に
複数回積層した超薄膜積層構造層、あるいは、ａ−SiM
（H,X）で構成される超薄膜層とａ−Si（O,C,N）（H,
X）で構成される超薄膜層とを交互に複数回積層した超
薄膜積層構造層とすることができる。

また同様に、本発明の光受容部材の電荷注入阻止層103
もまた、少なくとも構成原子の一部が異なる超薄膜を少
なくとも２種類以上複数回積層してなる超薄膜積層構造
層とすることができる。例えば具体的には、電荷注入阻
止効果を奏する第III族原子又は第Ｖ族原子を含有するN
on-Si（H,X）で構成される超薄膜と、支持体との密着効
果及び高暗抵抗化等の効果を奏するNon-Si（O,C,N）
（H,X）で構成される超薄膜とを、交互に複数回積層し
てなるものとすることができる。電荷注入阻止層103と
して、酸素原子、炭素原子及び窒素原子を含有せしめた
場合の欠点として、欠陥準位の発生を招きやすく、該欠
陥準位の発生が第III族原子又は第Ｖ族原子のドーピン
グ効果を阻害することが知られているが、電荷注入阻止
層を上述のごとき超薄膜積層構造とすることにより、こ
うした欠点のない、すぐれた電荷注入阻止効果を奏する
ものとすることが可能となるものである。

更にまた、本発明の光受容部材の表面層105も超薄膜積
層構造層とすることができる。例えば具体的には、高抵
抗なａ−Si（O,C,N）（H,X）で構成される超薄膜と、ａ
−Si（H,X）で構成される超薄膜とを、交互に複数回積
層してなる層とすることができる。従来、ａ−Si（O,C,
N）（H,X）で構成される単層構造の膜は、表面層として
の機能は満足はされているものの、禁制帯中に欠陥準位
をつくつてしまい、こうした欠陥準位の発生は、長時間
の使用による残留電位の発生を招き、画像欠陥の原因と
なつていたが、前述のごとき超薄膜積層構造層とするこ
とによりこうした欠点が生じなくなり、残留電位の発生
及び画像欠陥の発生のない光受容部材を得ることとな
る。

次に、本発明の超薄膜積層構造層を有する光受容部材を
製造するのに適した、プラズマCVD法による堆積膜形成
装置について、図面により詳しく説明するが、本発明は
これらによつて限定されるものではない。

第２図は、本発明のプラズマCVD法による堆積膜形成装
置の典型例を模式的に示す図であつて、第２（Ａ）図は
装置全体の縦断面略図、第２（Ｂ）図は装置全体の横断
面略図である。

第２図において、201は、表面にシリコン原子を母体と
するアモルフアス膜を形成するための、アルミニウム製
支持体ドラムである。（以下、単に「ドラム」と称
す。）ドラム201は回転駆動機構202によつて中心軸を軸
として回転するようになつており、ドラム201の内部に
は、加熱用ヒーター203を配置する。該加熱用ヒーター2
03は、成膜前にドラムを所定温度に加熱したり、成膜中
にドラムを所定温度に保持したり、あるいは成膜後にア
ニール処理するのに用いる。

204は、カソード電極であり、アノード電極であるドラ
ム201と同軸型の対向電極をなしている。205は高周波電
源で、カソード電極204に高周波電力を供給し、アース
されているアノード電極であるドラム201との間で放電
を生起せしめるものである。206,207は碍子であり、ア
ノード電極201とカソード電極204を絶縁している。

カソード電極204と碍子206,207で形成される気密性反応
室内は、排気バルブ209,210を介して排気装置208により
排気される。211,212は排気バルブ209,210の直前に設け
られた真空計である。

ドラム201とカソード電極204との間の放電空間は、原料
ガスを通さない絶縁体で構成された２枚の仕切板213,21
4によつて２つの領域に仕切られており、該仕切板213,2
14はカソード電極204と接しているが、ドラム201とは0.
5〜数mmのわずかな間隔を保つている。

仕切板213,214によつて形成された２つの領域には、夫
々、多数の原料ガス噴出孔を有する原料ガス供給管215,
216により、原料ガスが供給されるようにされており、
該原料ガス供給管215,216の他端は、原料ガスボンベ217
〜225,227〜235に連通している。原料ガスボンベ217〜2
25,227〜235には夫々原料ガスが密封されており、例え
ばガスボンベ217,227にはSiH₄ガス、ガスボンベ218,228
にはH₂ガス、ガスボンベ219,229にはCH₄ガス、ガスボン
ベ220,230にはGeH₄ガス、ガスボンベ221,231にはN₂ボン
ベ、ガスボンベ222,232にはNOガス、ガスボンベ223,233
にはB₂H₆ガス、ガスボンベ224,234にはPH₃ガス、ガスボ
ンベ225,235にはSiF₄ガスが夫々密封されている。ガス
ボンベ217〜225,227〜235には夫々バルブ217a〜225a,22
7a〜235aが設けられており、ガス圧力レギユレター217b
〜225b,227b〜235b、流入バルブ217c〜225c,227c〜235
c、マスフロコントローラー217d〜225d,227d〜235d及び
流出バルブ217e〜225e,227e〜235eを介して夫夫原料ガ
ス供給管215,216に原料ガスを供給するようにされてい
る。

かくなる構成の本発明のプラズマCVD装置の操作につい
て、その概略を以下に記載する。

ガスボンベ217〜225,227〜235のバルブ217a〜225a,227a
〜235aが閉じていること確認し、さらに流入バルブ217c
〜225c,227c〜235c及び流出バルブ217e〜225e,227e〜23
5eが開いていることを確認し、排気バルブ209,210を開
いて反応室及び各原料ガス供給用配管内を真空排気し、
真空計211,212が約５×10_-6torrになつた時点で流出バ
ルブ217e〜225e,227e〜235eを閉じる。

次にドラム201を加熱ヒーター203で50〜400℃の所定温
度になるまで加熱する。

続いて、ガスボンベ217,227よりSiH₄ガス、同218,227よ
りH₂ガス、同219,229よりCH₄ガス、同220,230よりGeH₄
ガス、同221,231よりN₂ガス、同222,232よりNOガス、同
223,233よりH₂ガスで3000ppmに希釈されたB₂H₆ガス（以
下「B₂H₆／H₂ガス」と表記する。）、同224,234より、H
₂ガスで3000ppmに希釈されたPH₃ガス（以下「PH₃／H₂ガ
ス」と表記する。）、同225,235よりSiF₄ガスを、各々
バルブ217a〜225a,227a〜235aを開き、圧力レギユレー
タ217b〜225b,227b〜235bにより2Kg/cm²に調整した後、
流入バルブ217c〜225c,227c〜235cを徐々に開いてマス
フローコントローラー217d〜225d,227d〜235d内に夫々
流入させる。引きつづき、膜の形成に必要な原料ガスの
流出バルブを徐々に開けて、夫々のガスを２つの仕切板
213,214により仕切られたドラム201とカソード電極204
の間に形成された領域A,Bに、原料ガス導入管215,216よ
り流入させる。このとき、各領域における原料ガスの流
量が所定の値になるようにマスフローコントローラー21
7d〜225d,227d〜235dを設定するとともに、仕切板213,2
14とドラム201の間のわずかな隙間から夫々の領域に導
入された原料ガスが混ざり合うことを防止するため、領
域A,Bのガス圧が等しく所望の値になるように、真空計2
11,212を見ながら排気バルブ209,210の開口を調整す
る。そして、ドラム201の温度が所定の温度に設定され
ていることを確認し、ドラムを回転させた後、高周波電
源205によりカソード電極204に高周波電力を供給し、ド
ラム201とカソード電極204との間にグロー放電を生起せ
しめ、領域Ａと領域Ｂとで異なるプラズマ状態を形成す
る。

ヒーター203により50〜400℃の所定の温度に加熱された
ドラム201の表面は、中心軸を軸として回転し、領域Ａ
と領域Ｂを交互に通過し、これによつてドラム表面にＡ
層とＢ層が交互に積層されることとなる。

Ａ層及びＢ層の厚さは、ドラムの回転速度を上げること
で薄く、下げることで厚くし、又、Ａ層とＢ層の厚さの
比は、仕切板213,214の位置を変えることにより各領域
A,Bの通過時間の比を変え、制御することができる。

第２（Ｃ）図は、各層の厚さを所望の値にするためのド
ラムの回転速度と仕切板の位置について説明するため
の、部分拡大図である。図中、201はドラム、204はカソ
ード電極、213,214は仕切板であり、該仕切板213,214に
より、ドラム201とカソード電極204の間の空間は領域Ａ
と領域Ｂとに仕切られる。

ここで領域A,Bにおけるドラム表面の成膜速度を夫々、
ａ（Å／秒）,b（Å／秒）、領域A,Bにおけるドラムの
中心と仕切板213,214のつくる角度を夫々、360x（度）,
360（１−ｘ）（度）（但し、０＜ｘ＜１）、ドラムの
回転数をｙ（回転／秒）とすると、２つの領域A,Bで交
互に形成される層の層厚Ａ（Å）,B（Å）は、次式；で表わされる。該２つの式から、次式；が導かれる。

すなわち、成膜操作を開始する以前に仕切板の角度を、
領域Ａ側がになるように仕切板213,214を固定し、成膜操作中にお
いてドラムの回転数をに設定すればよいことがわかる。

ドラム表面に形成された膜の膜厚が所定の値になつたと
ころで高周波電源を止めて放電を中止し、流出バルブ21
7e〜225e,227e〜235eを閉じる。

以上の操作により超薄膜積層構造層の形成を行なうが、
超薄膜積層構造層以外の層を形成するには、領域A,B
に、同じ混合比の混合ガスを各領域の体積比に比例した
流量だけ流入して上述と同様の操作を行なえばよい。こ
の際、夫夫の層を形成する際に必要な原料ガスの流出バ
ルブ以外の流出バルブを全て閉じることはいうまでもな
く、また、夫々の層を形成する際、前層の形成に使用し
た原料ガスが反応室内、及び流出バルブから反応室内に
至るガス配管内に残留することを避けるために、流出バ
ルブを閉じて、排気バルブ209,210を全開にして系内を
一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行なう。

第３図に示す他の実施例装置は、第２図に示した実施例
装置の一部を変更した装置を模式的に示すものであり第
３（Ａ）図はその横断面略図、第３（Ｂ）図はその縦断
面略図である。

第３図に示す実施例装置は、仕切板213,214とドラム201
の間からの原料ガスの混入を完全に防止するため、仕切
板とドラムの間から排気する手段を付加したものであ
り、仕切板213,214の夫々に排気口236,237を設け、排気
バルブ238,239を介して排気装置208に連通させたもので
ある。第３図において、図中に示す他の符号は、すべて
第２図に示したものと同じものを示している。

〔実施例〕

以下、実施例１〜７により本発明についてより詳細に説
明するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。

なお、以下の実施例において形成された層はいずれも非
晶質材料で構成された層である。

実施例１第２図に示した製造装置を用いて、シリンダー状Al基体
表面に、第１表に示す層形成条件で層形成を行ない、第
１図に示す層構成の電子写真用光受容部材を得た。

得られた光受容部材を、帯電露光実験装置に設置して、
0.5KVで0.3秒間コロナ帯電を行ない、直ちに光像を照
射した。光像の照射はタングステンランプ光源を用い、
0.7lux・secの光量を透過型のテストチヤートを通して
行なつた。

その後直ちに荷電性の現像剤で該光受容部材表面をカ
スケード現像することにより、該光受容部材表面上に良
好なトナー画像を得た。次いで該トナー画像を0.5KV
のコロナ帯電で転写紙上に転写したところ、解像力に優
れ、階調再現性の良好な、鮮明な高濃度の画像が得られ
た。

また、この電子写真用光受容部材を用い、前述と同様に
帯電し、波長780nmの半導体レーザーにより画像露光を
行なつた。そして前記と同様に現像、転写を行なつたと
ころ、干渉縞のない鮮明な画像が得られた。

即ち、本実施例においては、光吸収層が欠陥準位を有さ
ないので、長時間の使用によっても残留電位やゴースト
を生じない優れた機能を奏することができ、なた、残留
電位の問題がほとんどないので、解像力に優れたものと
なり、画像欠陥の問題がなく、改善された電気的耐圧性
を有するので階調性が良好で鮮明な高濃度の画像が得ら
れた。

実施例２〜７各実施例において層形成条件を第２〜７表に示す条件と
した以外はすべて実施例１と同様にして、電子写真用光
受容部材を得た。

得られた夫々の光受容部材を用いて、実施例１と同様に
して、画像形成を行なつた（但し、実施例４において
は、帯電を帯電とし、荷電性の現像剤を用いて現像
し、帯電により転写した。）ところ、解像力に優れ、
階調再現性の良好な、鮮明な高濃度の画像が得られた。

以上の通り、本発明の光受容部材の光吸収層は、感光層
で吸収しきれなかった光を十分吸収できるため干渉縞の
問題を生じることなく、また欠陥準位を有さず、長時間
の使用によっても、残留電位やゴーストの生じない優れ
た機能を有するものである。

また、該光吸収像を有する本発明の電子写真用光受容部
材は、残留電位の問題がほとんどなく、画像欠陥の問題
がなく、改善された電気的耐圧性を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光受容部材の層構成の典型的な例を
模式的に示した図である。第２図は、本発明の光受容部
材を製造するための装置の典型的実施例を模式的に示す
図であり、（Ａ）図は横断面略図、（Ｂ）は縦断面略
図、（Ｃ）図は（Ａ）図の部分拡大図である。第３図
は、本発明の光受容部材を製造するための装置の他の実
施例を模式的に示す図であり、（Ａ）図は横断面略図、
（Ｂ）図は縦断面略図である。第４（Ａ），（Ｂ）図
は、超薄膜積層構造層におけるエネルギーバンドの説明
図である。第１図について 101……支持体、102……長波長光吸収層、103……電荷
注入阻止層、104……感光層、105……表面層、第２、３図について 201……ドラム、202……回転機構、203……加熱用ヒー
ター、204……カソード電極、205……高周波電源、206,
207……碍子、208……排気装置、209,210,238,239……
排気バルブ、211,212……真空計、213,214……仕切板、
215,216……原料ガス供給管、217〜225,227〜235……原
料ガスボンベ、217a〜225a,227a〜235a……バルブ、217
b〜225b,227b〜235b……ガス圧力レギユレーター、217c
〜225c,227c〜235c……流入バルブ、217d〜225d,227e〜
235d……マスフロコントローラー、217e〜225e,227e〜2
35e……流出バルブ、236,237……排気口。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体と感光層との間に、層厚10Å〜150
Åでシリコン原子と、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を含有する非晶質材料で構成
された第１の層と、層厚10Å〜150Åでシリコン原子
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非晶質材料で構成された第
２の層とを交互に複数回積層されて構成された光吸収層
を有することを特徴とする光受容部材。