JPS58127934A - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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Publication number
JPS58127934A
JPS58127934A JP57010533A JP1053382A JPS58127934A JP S58127934 A JPS58127934 A JP S58127934A JP 57010533 A JP57010533 A JP 57010533A JP 1053382 A JP1053382 A JP 1053382A JP S58127934 A JPS58127934 A JP S58127934A
Authority
JP
Japan
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layer
silicon layer
silicon
amorphous silicon
amorphous
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Pending
Application number
JP57010533A
Other languages
English (en)
Inventor
Jiyou Ebara
江原 「じよう」
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP57010533A priority Critical patent/JPS58127934A/ja
Publication of JPS58127934A publication Critical patent/JPS58127934A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/08235Silicon-based comprising three or four silicon-based layers

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真感光体に関し、特にアモルファスシリ
コンを光導電層として利用した感光体に関するものであ
る。
電子写真の作像に使用する感光体として、従来から次の
ような2種類のものが一般的である。即ちその一つは硫
化カドミウム粉体を有機樹脂で混練して基板上に塗布し
た感光体であシ、他の1つは基板上にアモルファスセレ
ン層を形成した感光体である。しかし前者は耐摩耗性が
弱く長期使用に適さないという欠点がちシ、後者は熱的
に不安定でアモルファス状態が結晶化して感光特性が著
しく劣化するという欠点があった。また両者共に有毒物
質であるため環境汚染等の問題があり、取り扱いに厳重
な注意を要するという問題があった。
このように従来か、ら実用化されている感光体は性能及
び材料がもつ性質等の点から必ずしも満足す現が望まれ
ていた0 これに対して最近アモルファスシリコンに関する研究が
活発になり、耐熱性、高い硬度及び広い波長領域の照射
光に対して高い光感度を有している、等の特性から電子
写真感光体としての利用が試みられている。
アモルファスシリコンは通常グロー放電CVD(以下G
DCVDと略す)法によって、モノシラン(SiH2)
ガスを材料にして作成される。しかしGDCVD法は成
膜速度が非常に遅いために経費が高くなって実用化には
適さないという問題があった。その上アモルファスシリ
コン層自体の抵1 抗値は高々100m程度にしかならず、電子写真感光体
に要求される表面帯電電位をそれだけで保持するには十
分でなく、従ってアモルファスシリコンの抵抗値を上げ
るために特別な処置を施こさねばならない。その一つに
GDCVD工程によるアモルファスシリコンの成膜中に
酸素を導入して抵抗値を上げる方法が既に提案されてい
る。その他ブロッキング層を作成して抵抗値を上げる方
法も考えられている。しかし前者の方法は極く微量の酸
素を導入する必要があり、酸素の制御に高度な技術を要
するという問題があるだけではなく、酸素の添加は光感
度を大幅に低減させるという欠点がある。一方後者のブ
ロッキング層を設ける方法は適切なブロッキング層が見
い出されていないのが現状である。
本発明は上記従来の電子写真感光体における欠点を除去
し、アモルファスシリコンがもつすぐれた光感度及び耐
摩性を損うことなく、高い表面帯電電荷保持特性をもた
せ得る感光体を提供するものである。
本発明を要約すれば、成膜速度の遅いアモルファスシリ
コン膜は感光体の表面側に、光吸収に必要な厚さ数μm
程度の薄い膜として形成し、下部構造にアモルファスシ
リコンどは結晶構造が異なり、マイクロクリスタルや多
結晶構造からなる成膜速度の速いシリコン層を厚く作成
し、該下部構造のシリコン層にp=n、或いはp −1
−n接合を形成して帯電電位保持特性をもたせた電子写
真感光体である。
尚従来からp −n接合を備えた半導体を感光体として
用いる試みもあるが、用いられている半導3ゞ4 体の抵抗は一般に10 0−の低いものであった。この
ように低抵抗体の半導体では、電子写真における静電潜
像としての表面電荷の濃淡は上記低抵抗のために電気的
に平均化されてしまい、従来の作像プロセスを利用した
電子写真装置に利用し得る感光体材料とはなり得ない。
次に実施例を挙げて本発明の詳細な説明する0実施例I
 この実施例は下部構造のシリコン層をマイクロクリス
タルシリコンによって構成する。
図において、1は電子写真感光体の導電性基板となる直
径10α、長さ30crnのアルミドラムで、該ドラム
1上に1、マイクロクリスタルシリコン層2が積層され
る。該マイクロクリスタルシリコン層2はGDCVD法
によりまず10  個/+3にp(燐)がドープされた
n型層21が30μmの厚さに形成され、次にB(ポロ
ン)カニ0貴/、3 の割合にドープされたp型層2□
が20μmの厚さに形成される。ここで上記n型層21
程度の極微細結晶粒からなるマイクロクリスタル構造に
形成される。マイクロクリスタル構造は、例えば水素ガ
スと混合されたモノシランガスを2Torr程度の圧力
で反応槽内に導き、同反応槽内に設置された基板1を予
め330℃の温度に保持した状態で、1.3KWの高周
波電力を供給することによって導入ガスを分解させて基
板1上に成長させることにより形成される。尚n型及び
p型不純物のドーピングは、上記モノシランガスにPH
3ガスやBH2ガスの水素希釈ガスを混入して行われる
0 上記マイクロクリスタルシリコン層2に、アモルファス
シリコン層3が積層される。該アモルファスシリコン層
3は、微量のBF2がドープされたモノシランガスを用
いてGDCVD法によりi型層として形成される。該ア
モルファスシリコン層3はボロンにより補償され、従来
と同様に水素、翳、よって安定化が図られる。該アモル
ファスシリコン層3の生成は、例えば同様のGDCVD
装置を用いて、基板温度を200℃程度に下げると共に
高周波出力を300W程度に降下させて成長させること
によシ、上述のマイクロクリスタルと結晶構造及び電気
的緒特性で異なったアモルファス構造のシリコン層が形
成される。
上記マイクロクリスタルシリコン層2は上述のGDCV
D法によることなく、通常の蒸着法、クラスターイオン
ビーム等の方法で成長させることもできる。
上記マイクロクリスタルシリコン層2のp−n接合は、
複写時の作像プロセスにおける表面帯電電荷が正の場合
は基板上にp型層に続いてn型層を積層する構造とし、
負の帯電が行われる場合にはn型層の上にp型層を積層
する構造に作製され、要は表面電位がp −n接合に逆
方向のバイアスをかける状態に導電型が選ばれる。
上述のようにマイクロクリスタル構造上にアモルファス
構造を積層したシリコン感光体を電子写真複写装置に組
込んで作像したところ、非常に高い感度と緻密な画質を
得ることができた。
即ち上部構造の感光体は、表面側のアモルファスシリコ
ン層3が光キヤリア発生層として機能し、下層部のマイ
クロクリスタルシリコン層2がキャリア輸送層として機
能し、いわゆる機能分離型の感光体と同様の動作をする
。アモルファスシリコン層3は水素化され、また微量ボ
ロンの添加によoNtt って高抵抗化が図られているため1o  Ω7程度の抵
抗を有し、画像露光によって光キャリアを生成する。光
キヤリア発生層のアモルファスシリコン層3に対して、
マイクロクリスタルシリコン層2は極めて低濃度のドー
ピング量からなるp −n接合が形成されているため大
部分に空乏層化していると考えられ、高耐圧特性を得る
ことができる。
上記空乏層に加えて、本来キャリアの数が少ない上に再
結合も少ないことからすぐれた電荷保持特性を得ること
ができる$更にはマイクロクリスタル状態はアモルファ
ス状態に比べて電子の移動度が大きいことから光キャリ
アの輸送層として好適である。
上述のようにマイクロクリスタル層は高耐圧特性をもつ
ため、たとえアモルファス層の抵抗値が1013Ωmの
オーダに達しなくても、帯電によって生じた電位を作像
期間に亘って充分保持することができる。尚光キャリア
はアモルファスシリコン、    10″11 層の抵抗値か10 0m程度と充分高いため横方向への
逃げがなく、上記マイクロクリスタルシリコン層2の特
性と併せて静電潜像全保持することができる。またアモ
ルファスシリコン層3は広い光波長領域で非常に高い光
感度を有しているため、光の吸収係数が非常に大きいと
いう特性があり、感光体として好しい。
実施例■ この実施例はアモルファスシリコンの下部層
として、アモルファス及びマイクロクリスタルとは異な
る多結晶構造のシリコンを積層して構成する。
即ち、本実施例による感光体は1、約4μmの厚さを有
し、且つ微量のB添加によって高抵抗化が図られた水素
化i型アモルファスシリコン層、該アモルファスシリコ
ン層の下に20〜30μmの結晶シリコン、更に同じく
5〜10μmのi型多結晶シリコンを形成し、続いて最
下層に約10〜11ゝ17 20μmの10   個/、+3のリンをドープした多
結晶シリコン層を形成し、p −1−n構造からなるシ
リコン感光体を構成する。
本実施例においても多結晶シリコンのp型層はほとんど
空乏層となっていると考えられ、前述の実施例と同様に
iW層と共に十分に耐圧を保持せしめ得る。
具体的な例を挙げると、直径10oM、長さ30αのア
ルミドラム上にGDCVD法により約10 個Aのリン
をドープしたn型層を約20μmの厚さに成長させる。
この際原料ガスであるモノシランのガス圧を5Torr
とし、基板温度を400〜450℃と比較的高い温度に
保持し、高周波電力を2KWと高くとることにより、n
型多結晶シリコンを得ることができる。続いて同様の条
件で上3N14 記n型多結晶シリコン上に10    (IF、3 (
7) ホ。
1ツユ+ 【赤   −IHλふノー−;11カμ 悶
 〜 +1   −、el曽π/−1シれる。上記多結
晶シリコン層上に続いてボロンにより補償した厚さ5μ
mの水素化i型アモルファスシリコン層が形成される。
該アモルファスシリコン層は基板温度を250℃に下げ
モノシランガス圧を0.2Torrに下げ、且つ高周波
出力を300W程度の条件で成長させることにより得ら
れる。
上記多結晶上にアモルファス結晶構造のシリコンが積層
された感光体を用いてカールソン法による複写動作させ
たところ、非常に良好な画像を得ることができた。本実
施例の構造においても、アモルファスシリコン層は光キ
ヤリア発生層となって表面帯電電位を生じさせる。また
下部の多結晶シリコンは比較的ドーピング量の少ないp
 −n或いはp −1−n接合が形成されているため逆
方向の耐圧を高くすることができ、上記表面帯電電位の
保持特性をもつことができると共に、実施例Iのマイク
ロクリスタル構造と同様に大きい電子移動度をもち、光
キヤリア輸送層として好適である。
実施例I 、、 II共に下部層がもつp −n又はp
−1−n合は複数接合形成して構成することもできる。
以上のように本発明によれば、感光体は基板上にすべて
シリコンによって作成されるため結晶的及び電気的不整
合が少なく、感光体の劣化や疲労の原因になる層界面上
の不整合や界面準位も少なくなる。またアモルファス層
及びアモルファス層と結晶構造が異なる層を共に条件を
変えるのみで同じ装置を利用して成長させることもでき
、製造がやり易いだけでなく設備の経済性にもすぐれた
ものになる。感光体は成膜の遅いアモルファス層は薄く
て済み、実用化に対する問題を解決でき、得られた感光
体は表面がアモルファスシリコンであるため広い範囲の
波長域、特に半導体レーザがもつ780fi近傍まで高
い光感度を示し、PPCのみならずレーザープリンター
用感光体として最適のものである。
【図面の簡単な説明】
図は本発明による実施例を示す感光体の断面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、導電体基板上に光導電層を積層してなる電子写真感
    光体において、光導電層として画像露光側にアモルファ
    スシリコンからなる第1シリコン層が形成され、該第1
    シリコン層より導電性基板側にアモルファスシリコンと
    は結晶構造が異なり、キャリア輸送層となる第2シリコ
    ン層が形成されてなることを特徴とする電子写真感光体
    。 2、前記第2シリコン層はマイクロクリスタル構造をも
    つシリコン層であることを特徴とする請求の範囲第1項
    記載の電子写真感光体。 3、前記第2シリコン層は多結晶構造のシリコンである
    ことを特徴とする請求の範囲第1項記載の電子写真感光
    体。 4、前記第1シリコン層はi型を示し、第27す構造を
    備えてなることを特徴とする請求の範囲第2項又は第3
    項記載の電子写真感光体。
JP57010533A 1982-01-25 1982-01-25 電子写真感光体 Pending JPS58127934A (ja)

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JP57010533A JPS58127934A (ja) 1982-01-25 1982-01-25 電子写真感光体

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ID=11752895

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0232145A2 (en) * 1986-02-04 1987-08-12 Canon Kabushiki Kaisha Light receiving member for use in electrophotography

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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