JPS58172218A - アモルフアスシリコン光導電層の製造方法 - Google Patents

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】 技術分野 本発明はグロー放電分解法により生成され水素全含有す
るアモルファスシリコン光導電層の製造方法に関する。

従来技術 ここ数年、グロー放電分解法やスパッタリング法によっ
て生成されるアモルファスシリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕ
ｓ　５ｉｌｔｃｏｎ　％以下ａ−８ｉと略す）の太陽電
池への応用研究が行われ、既に製品として実用化されて
いる。一方、これと並行して、近年、ａ−８ｔの電子写
真感光体への応用も注目されてきている。これはａ−８
ｉが従来のセレンやＣｄＳ　ｇ光　′体等と比して環境
汚染性、耐熱性、摩耗性等において一段と優れているた
めである。しかしながら、？ ａ−８ｉ太陽電池の製作技術をそのまま電子写真用ａ−
８ｉ光導電層の生成ｖｃは応用できない。これは太陽電
池自体、１０３乃至１０１Ω・ｃｍ程度４の暗抵抗があ
れば充分であるのに対し、感光体として利用する場合に
は一般に１０１３Ω・備以上の暗抵抗が必要なためであ
る。

これに関連して本願発明者は既に特開昭５６＝１５６８
３４号公報において、約１０　・乃至５×１０ａｔｏｍ
ｉｃ％の酸素、約１０乃至４０　ａｔ□ｍｉｃ％の水素
及び約１０乃至２００００ｐｐｍの周期律表第■ｂ族不
純物を含有させてなるａ−８ｉ光導電層を有する感光体
を提案している。この感光体にあっては暗抵抗として１
０１３Ω・備以上が保証され光感度も高＜ａ−８ｉの感
光体への応用を可能ならしめている。ところがグロー放
電分解法によって生成されるａ　−５ｉｌｄその製造条
件によって上記暗抵抗、光感度特性が著しく作用４受け
、あるものでは暗抵抗は充分には高いが光感度が低いか
あるいはその逆であるというように、製造再現性及び安
定性の面から高抵抗、高感度を始めとして電子写真特性
全般について優れた効果を示すａ−８ｉ光導電層を得る
のが困難であった。

即ち、後でも詳述するが、ａ　−３ｌｔその出発原料が
一般にＳｉＨ，であること、周期律表第１１ＩＡ族不純
物ヲ當有するときＨＢ　ｚ　Ｈａ等が用いられること、
それらのキャリアーガスとして水素を用いてもよいこと
等の理由によりかなりの量の水素が含有される。これら
水素はａ−８ｉ層中でＳｔと結合するが、その結・合は
様々な形態ｔとる０例えば太陽電池用ａ　−Ｓ　ｉの赤
外線吸収スペクトルを見た場合、約１９００乃至２１０
０Ｃ１ｎ”の波数領域で一つの吸収を示すがその吸収ピ
ークは２０００ｃｒＩＬ−”Ｋある。この波数２０００
ｃｒｎ−１ＵＳｉ−Ｈ結合の吸収ピークに対応する。一
方、５ｉ−Ｈ２結合に対応する波数は約２０９０ｃｍ　
”ｖｃあり、後述からも明らかな様ＶＣ２０９０ｃｍ　
’と２０００ｃｍ−１の波数での赤外吸収系数比が電子
写真用に適した高感度で高抵抗なａ−８ｉｉ導電体の重
要な要因となる０つ捷り５ｉ−Ｈ結合の２０００ｃｒｎ
’波数での吸収系数とＳｉＨ！結合の２０９０ｃｆ”で
の吸収系数の比が一定の範囲外にあるとａ−８ｉの暗抵
抗が著しく低下するかあるいは光感度特性が低下する。

これはａ−８ｉ光導電層がその製造方法、製造条件によ
ってもその構造が著しく左右されること意味し、製造再
現性、安定性の面において優れ高感度、高抵抗のａ　−
８ｉ光導電層の実現が保証される製造方法が望まれてい
る。

ところで水素化ａ−８ｉ光導電層を電荷保持層としても
機能させるときは数１０ミクロンの膜厚が必要である。

しかし、ａ−８ｉ膜膜形連速（以下、成膜速度という）
は一般に１時間当り１ミクロン程度が限界とされている
ため、感光体の製作に数１０時間がかかり実用化、量産
化を困難なものとしている。もつともＳｉＨ４ガスから
高次シラン（Ｓｉ、Ｈ□＋２：ｎ≧２）ガスを作り、こ
れを用いて高速にａ　−８ｉｉ導電層を得る方法が提案
されている。しかしながら、この方法では高速成膜が可
能になったとしても高次シランガスを得るのに長時間を
必要とするとｂう矛盾を生じる。

！」１化１放 本発明は以上の事実に鑑みて成されたもので、その目的
、とするところは、高感度で高抵抗なアモルファスシリ
コン光導電層の実現を可能ならしめた製造方法を提供す
ることにあり、より詳もシくに製造条件を著しく緩和し
再現性、安定性において優れ高速成膜を可能ならしめた
アモルファスシリコン光導電層の製造方法を提供するこ
とにある。

発明の要旨 第１図は本発明に係るａ　−８ｉｉ導電層の製造方法全
実施するためのグロー放電分解装置の一例を示す０図中
、第１、第２、第３タンク（１）、（２）、（３）ｖＣ
Ｕ夫々ＳｉＨいＢ　ｘ　Ｈｅ、０２ガスが密封されてい
る。

捷たＳｉＨいＢ、Ｈ，ガス何れもキャリアーガスは水素
である。これらガスは対応する第１、第２、第３調整弁
（４）、（５）、（６）全開放することにより放出され
、その流量がマスフローコントロラー（７）、（８）、
（９）　Ｋより規制され、第１と第２タンク（１）、（
２）からのガスは第１主管（１０）へと、また第３タン
ク（３）からの酸素ガスはそれらとは別に第２′＼主管
（１１）へと送られる。尚、（１２）、（１３）、（１
４）は流量計、（１５）、（１６）は止め弁である。第
１、第２主管（１０〕、（ｉｌ）’ｅ通じて流れるガス
は反応管（１７）へと送り込まれるが、この反応管の周
囲には共振振動コイル（１８）が巻回されておりそれ自
体に高周波電力を印加してプラズマを起こす。尚、コイ
ルに代って適当形状の導体を使用してもよい。反応管（
１７）内部にはその上Ｋ　ａ−８ｔ膜が形成されるアル
ミニウム、ステンレス、■ＳＡガラス等のような基板（
１９）がモータ（２０〕により回動可能であるターンテ
ーブル（２１）上に載置されており、該基板（１９）自
体は適当な加熱手段により約１００乃至４００℃、好ま
しくは約１５０乃至３００℃の温度に均一加熱されてい
る０また反応管（１７）の内部ｔｄ　ａ−８ｉ膜形成時
に高度の真空状態（放電圧：０．５乃至２．ＯＴｏｒｒ
）　’ｆｃ必要とすることにより回転ポンプ（２２）と
拡散ポンプ（Ｚ３）　Ｋ連結されている。

以上の構成のグロー放電分解装置において、ａ−８ｉ膜
を基板（２３）上に形成するときに第１調整弁（４）を
開放して第１タンク（１）よりＳｉＨ，ガスを、捷た必
要に応じて第３調整弁（６）を開放して第３タンク（３
）より酸素ガスを、また硼素を含有するときは第２′：
Ａ整弁（５）をも開放して第２タンク（２）よりＢ、Ｈ
６ガスを放出する。放出ｆｉ＝ｌｄマスフローコントロ
ラー（７）、（８）、（９）により規制され、ＳｉＨ，
ガスあるいにそれにＢ　！　Ｈａガスが混合されたガス
が第１主管（１０）１゜ を介して、またそれとともにＳｉＨ，Ｉｃ対し一定のモ
ル比にある酸素ガスが第２主管（１１）を介して反応管
（１７）へと送り込１れる。そして共振振動コイル（１
８）に所定の高周波電力全印加し反応管（１７）内の基
板（１９）との間でプラズマを起こし、即ちグロー放電
を起こしてガス分解により少なくとも水素を含有したａ
　−８ｉ光導電層を基板上に一定の成膜速度で形成する
。

本願発明者は上記グロー放電分解装置を用い様々な製造
条件の下で多数のａ−８ｉ光導電層を形成し、夫々の電
子写真特性、％に光感度と帯電能特性について調べたと
ころ、あるものでは両特性を満足したものもあれば、い
くつかでは暗抵抗が低く帯電能が悪いもの、あるいはそ
の逆に帯電能は充分だが光感度がかなり低く感光体とし
ては使用し得ないことが判明した。

本願発明者はこの原因を解明すべく種々の実験を行った
結果、ａ　−８ｉ層中におけるＳｉと水素の結合形態が
暗抵抗及び光感度特性に著しく影響すること？見い出し
た。これを具体的に説明するに異なる製造条件の下で生
成した各ａ−３ｉの５００ｃｍ　’から２５００ｃｍ−
’の波数の赤外線吸収スペクトルを調べたところ第２図
に示すような結果が得られた。

つまり同図は２種のａ　−８ｉ光導電層のみについて示
すがそれらに対応するカーブ囚、田〕に示されるように
約１９００乃至２２００ＣｒｒＬ−’の波数で一つの赤
外吸収があり、２０００ｃｍ”−’の波数が５ｉ−Ｈ結
合型の吸収ピークに、２０９０ｃｍ　　’の波数がＳｉ
　−Ｈｚ（及び（Ｓ　ｉＨｍ）ｎ）結合型の吸収ピーク
に相当する。カーブ囚は２０００ｃｍ　　”と２０９０
ｃｍ　”のほぼ中間にピークを持つ反面、カーブの）Ｈ
２０９０ｃｍ−１近くにピークを持つ。その他のａ−８
ｉ光導電層についても２０００ｃ１ｒＬ−１と２０９０
ｃｒｎ’の間の様々な波数でピークを持ち、２０００ｃ
ｒｒｒ１に近いものもあれば２０９０ｃｍ　’に近いも
のもあった。

Ｈ結合の吸収が大のａ−８ｉは暗抵抗が低く′串荷受−
りを有するａ−８ｉは光感度が電子写真には不充分に低
いことが判明した０このことＨａ　−８ｉ光導電層中に
おけるＳｉと水素の結合形態が電子写真への応用を可能
ならしめるに重要な要因であること全意味し、５ｔ−Ｈ
結合が多すぎても５ｉ−Ｈ２結合が多すぎても高感度で
高抵抗の電子写真用光導電層として使用できない。

このように、ａ　−３ｉ光導電層の赤外線吸収スペクト
ルの２０９０ｃＷＬ”と２０００ｃＷＬ”ｖｃおける赤
外吸収ピークの吸収系数比（α（２０９０ン′ｊｋ２０
９０ｃｍ−１の吸収系数、α（２０００）を２０００ｃ
ｍ　’の吸収系数とすればα（２０９０）　／α（２０
００）　）は高感度、高抵抗なａ　−８ｉ光導電１層に
重要なファクターとなる。後述する実壊・例でも詳述す
る通り、本願発明者は上記吸収系数比が約０．５乃至１
．７となるａ　−８ｔ光導電層は暗抵抗、光感度を含む
電子写真特性全般に優れていることを見い出した。

ところがａ　−８ｔ光導電層の製作はその製造方法、製
造条件に著しく左右され、再現性、安定性の面ｆおいて
上記吸収系数比を有するａ　−８ｔ光導電層の製造が困
難であった。この点に鑑み、種々の実騨の結果、５ｔＨ
ｓガスのグロー放電分解時における高周波型１力に対す
るプラズマ中の活性種Ｈからの発光Ｈαの発光強度ＩＨ
αと活性種ＳｉＨからの発光強ＩＪｊＩＳＯ比、Ｉ　Ｈ
（Ｚ／　Ｉ　ｓが上記吸収系数比のａ　−８ｉ光導電層
の実現に重要な要因となることを見い出した。即ち、前
述からも明らかなようニＳｉとＨの結合形態の変化はａ
−８ｉ光導電層の特性に大きな影響を与える。活性種５
ｉＨＵＳｉとモノノ・イドライドの結合形態を、活性ａ
ＨＵジノ１イドライドの結合形態全とり何れが多すぎて
も少なすぎても高感度、高抵抗のａ−８ｉｎ実現できな
い。このことから、ａ−８ｔ光導電１層の成膜時のプラ
ズマスペクトルの観測によりＳｔとＨの結合形態全把握
することにより、ＩＨαとＩｓと発光強度比を一定の範
囲に保って、吸収系数比にして約０．５乃至１．７のａ
　−８ｉ光導電層が得られることを見い出したＯより詳
しくはＳｉＨ４ガスの流量変化（トータルガス流量の変
化の場合も同様）によるプラズマ発光スペクトル分布を
見た場合、波長４１５　ｎｍ　Ｋ　ＳｉＨ。

６５５　ｎｍにＨ（７）発光が観測され、流量増加に伴
いＨに対するＳｉＨの発光強度が強くなる０そして、Ｈ
とＳＩＨの発光強度比は反応管（１７）　［送り込まれ
るトータルガス流量（ＳｉＨｓガスとその水素キャリア
ーガスのトータル、但しＢ、　Ｈ６ガス、０！ガスも送
り込むときけそれらのトータル流量）一定でＳｉＨ，ガ
ス濃度全変化させた場合、あるいはＳｉＨ，ガス濃度一
定でトータルガス流量を変化させた場合例れにかかわら
ず上記赤外線吸収スペクトルの吸収系数比と一定の比例
関係を示すことを見い出し、ＩＨα／Ｉｓの発光強度比
が約Ｏ０Ｔ乃至２．７となる条件の下でグロー放電分解
法により製造すれば吸収系数比にして約０．５乃至１．
７のａ−８ｉ光導電層が製造再現性、安定性の面からも
容易に得られること全発明するに至ったのである。

より具体的に、本随発明者は、上記ＳｉＨ４プラズマ中
の活性種Ｈの発光強凝は第１図の共振振動コイル（１８
）　Ｋ印加する高周波電力の２乗に比例すること、加え
てＳｉＨの発光強度は高周波電力の１乗乃至ばＳｉＨ４
ガス流量の０６８５乗に比例する事実を見い出した。従
って高周波電力Ｐ）がＳｉＨ，ガス流量（Ｆ　ｓ）に比
例するという条件設定の下にＩＨα／Ｉ　ｓ（７’）Ｑ
″−強′駁Ｘ約０．７７”ｓＬ２．７”゛達５ゞ１・　
　　　１．・高感度、高抵抗な吸収系数比として約０．
５乃至１．７のａ−８ｉ光導電層が得られる０ 更に本願発明者は、ａ　−８ｔ光導電１−の成膜速度は
ＳｉＨ，ガス流量の１．７乗に比例することを見い出し
、この条件の下では従来、最大でも６０分当り１ミクロ
ンとされていた成膜連層が電子写真特性を損うことなく
５ミクロン乃至はそれ以上に高速化できること全可能と
したＯ 以下、実験例について詳述する０ 実験例 第１図に示す誘導結合型グロー放電分解装置を用いてＳ
ｉｎ、ガス流量（Ｆｓ）の変化によるプラズマ発光スペ
クトルの分布変化を測定した。反応管（１７）は直径１
１０ｍｍ、高さ６００ｍｍのノくイレツクス管でこの周
囲に直径１３０ｍｍ、１０ターン（長＃　９０ｍｍ）の
水成共振振動コイル（１８）を設けた。プラズマ発光容
積ｆｌ　８５５３００−である。コイル（１８）への高
周波′市゛力Ｐ　ＩｒＳ　１６０ｗａｔｔｓ　（周波数
４　ＭＨ、）とし、アルミ基板をターンテーブル（２１
）　Ｋ載置し２００°Ｃ−）で昇温して１０ｒｐｍで回
転した０ ガスとしては第１タンク（１）より水素をギヤ１ツアー
ガス（水素タンクは図示していない）とするＳｉＨ＜ガ
スを、第２タンク（２）より水素をキャリアーガスとす
るＢ　２　Ｈａガス（水素中３３ｐｐｍ）？ｒ放出し第
１主管（１０）’を介して反応室に導入した。尚、Ｂ、
Ｈ６とＳ　ｉ　Ｈ＜のモル比はａ−８ｔ光導電層全真性
化するために１０−４とした。また第３タンク（３）よ
りａ−８ｔ。

高抵抗化のために微量（０，０５ｓｅｃｍ）の０２ガス
も放出した。

こうして放電圧ｋ　０．７　ＴｏｒｒＯ下でプラズマ発
光によるグロー放電を起こし、そのときの波長４００か
ら６８０ｎｍ［至るプラズマ発光スペクトル分布を測定
した。この測定はプラズマ発光を反応管（１７）上部よ
り光ファイバで分光器にコン社製Ｇ　−２３０）その測
定結果は第３図に示す通りで上から夫々ＳｉＨ４ガス流
量（Ｆｓ）が４０．８８．１７５　ｓｃｃｍのものに対
Ｉ、ｒ、する。同図から明らかなように波長４１５ｎｍ
に活性ｔｌｔｓｉＨの、６５５　ｎｍ　ＶＣＨ（このＨ
は正しぐはＨα〕の発光が見られ、ＳｉＨ，ガス流量（
Ｆｓ）の増加に伴いＨａに対するＳｉＨの発光強度が強
くなっていることが分かる。この現象ＵＳｉＨ＊ＳｉＨ
４ガス流量一定濃度一定）でトータルガス流量（ＦＴ）
ｋ増加させた場合も同様であり、ＨａとＳｉＨの発光強
度比を知ることによりａ−８ｔ光導電層中のＳｔとＨの
結合状態を一定なものとできることを物語っている。

このことより、５ｔＨ４ガス流量（Ｆｓ）乃至はトータ
ルガス流量（ＦＴ）ｋ変化させるとともに高周波電力を
変化させてＨａの発光強度を測定した０その結果は第４
図に示す通りで、図中Δ、ｏｌｏは夫々ＳｉＨ，流量（
Ｆｓ）が３．５．７．０．１０．５　ｓｃｃｍでトータ
ルガス流量（ＦＴ）が４４．８８．１３１　ｓｅｃｍで
ＳｉＨ，濃度が何れも８係の場合、ム、０．［１は（Ｆ
ｓ）が夫々８．８．１７．６．３５．２ｓｅｃｍで（’
Ｆ　Ｔ）が４４．８８．１７６で５ｉＨｔ濃度が何れも
２０％、ム、・は（ＦＳ）１７．６．３５．２で（Ｆ　
Ｔ）が４４．８８ｓｃｃｍでＳ　ｔ　）Ｚ　（濃度が４
０％の場合を示す。尚、放電圧（ｌ″ｔ　Ｉ　Ｔｏｒｒ
Ｏ下での測定結果である０ 第４図から活性ｆｉＨの発光Ｈαの発光強度ＩＨαはＳ
ｉＨ４ガス流量（Ｆｓ）並びにトータルガス流量（ＦＴ
）Ｋ全く依存しないことが分かる０逆に発光強度ＩＨα
は高周范電力Ｐと密接な比例関係にあること、具体的に
、 Ｉ　Ｈａ　ｃ＜　Ｐ２−（１） の比例関係ｃ６ることか判明した。

第５図に同様の条件の下で一定のトータルガス流量（Ｆ
Ｔ）に対しＳｉＨ４ガス流量（Ｆｓ）ｋ変化させるとと
もに高周波電力を変化をさせてＳｉＨの発光強度Ｘｓヲ
測定したものである。図中、ムはトータルガス流量（Ｆ
Ｔ）が４４ｓｃｃｍｖｃ対しＳｉＨ４ガス流量（Ｆｓ）
を夫々３．５．１７．６ｓｃｃｍとしたとき、０は（Ｆ
Ｔ）　８８ｓｅｃｍＶＣ対しくＦｓ）ｋ夫々７．０．１
７．６．３５．２　ｓｅｃｍとしたとき、口は（ＦＴ　
）が１３１　ｓｅｃｍｇ対しくＦＳ）’ｋｌα５ｓｃｃ
ｍとしたとき、更に■は（ＦＴ）　１７６　ｓｃｃｍ　
ＩＩＣ対しくＦｓ）　ｋ　３５．２　ｓｅｃｍとしたと
きの測定結果である。

第５図はＳｉＨの発光強度（Ｉｓ）は高周波電力Ｐに比
例するが、その傾きはＳｉＨ＊ガス流量（Ｆｓ）の増大
にしたがって大きくなっていることを物語っており、逆
にトータルガス流量（ＦＴ）、特に水素キャリアーガス
の流量に全く依存しないことを示している〇つまり第５
図はＳｉＨ，ガス流量（Ｆｓ　）の増大によりＳｉＨの
発光強度（Ｉｓ）が強くなっていることを示しているＯ 第５図の測定結果に基づきＳｉＨ，ガス流量（Ｆｓ）と
ＩｓとＰの曲線の傾きγ１の関係を第６図カーブ（Ｃ）
　Ｋよって示す０同図からγ□は（Ｆｓ）と比例関係に
あることが分かる。つまりＳｉＨの発光強度（Ｉｓ）と
高周波電力Ｐの曲線の傾きγ１は５ｉｎ（ガス流量（Ｆ
ｓ）の０．８５乗の比例関係にある。即ち、 ’）’ｔ　　’Ｘ：　ＦＢＯ・８５ である。

従って、ＳｉＨの発光強度（Ｉｓ）ｌｄ。

ＩＢ　”ＣＦｓｏ・”　・Ｐ　　　　　　・・（２）と
なる。

第７図はトータルガス流量（ＦＴ）に対し５ｉｆｔガス
流量（Ｆｓ斤変化させたときの発光強度比ＩＨα／Ｉｓ
と高周波電力（Ｐ）の関係を示す。尚、ム、０１口、■
で示される（ＦＴ　）と（Ｆｓ）の流量は第５図の場合
と同一である。第７図からＩＨα／Ｉｓの発光強度比は
高周波′電力Ｐ）に比例するが、その傾きはトータルガ
ス流量に依存せず８ｉＨ，ガス流量（Ｆｓ）Ｋ依存し、
（Ｆｓ）の増大に伴って小さくなっていることを示して
いる。この発光強度比ＩＨα／Ｉｓと電力Ｐの曲線の傾
きγ２は第６図のカーブいに示す通りで、γ、　　Ｘｐ
　ｓ　ｏ、ａｓ の比例関係にある。

従って発光強度比１．α／Ｉｓは次式（３）　ｖｃよっ
て表わすことができる。

Ｉ　Ｈ（２／　Ｉｓ　”ＣＦｓ−０・”　・Ｐ　　　−
（３）これは、正Ｋ　（１）、（２）式から得られるも
のと一致している。そして発光強度比ＩＨα／Ｉｓ’に
定数と見なすことができるので高周波筒、力の）とＳｔ
、４流量（Ｆｓ）は、 Ｐ　”Ｃ，ＦｓＯ−８５−（４） の比例関係によって表わすことができる。従って所望の
発光強度比ＩＨα／ｌ５（ｒ生じさせるためには一方を
固定と゛して高周波電力Ｐ）又はＳｉＨ４流量を上記の
関係に設定すればよい。これに第７図の測定結果を用い
て容易に達成できる。例えば発光強度比２．０の条件を
作り出すためＶＣは一高周波電力（Ｐ）３３０ｗａｔｔ
ｓの下でＳｉＨ４流ｉｔ　（Ｆｓ）　ｋ　１７．６　ｓ
ｅｃｍとすればよい。同様にＩＨα／ＩｓとしてＣＰ）
　８０　ｗａｔｔｓの下に１０’、　５　ｓｅｃ’ｍの
ＳｉＨ，ガスを流せばよい。

上記第７図に示した測定結果を下に、種々の発光強度比
ＩＨα／Ｉｓの条件の下で多数のａ　−８ｉ光導電層（
膜厚２０ミクロン）全成膜速度１μ／６０分で作成し、
それらの赤外線、吸収スペクトルの２０９０ｃｍ−と２
０００ｃｍ″″″ＶＣおける吸収ピークの吸収系数比を
測定した。その測定結果は第８図に示す通りで、発光強
度比ＩＨα／Ｉｓが約０．３の下では吸収糸数比が０．
３．０．７で０．５２．１．２で０．７５．１．５で１
．０．１．８で１．２．２．０で１．３．２．１で１．
４．２．７で１．７．３．０で２．０が測定された。こ
れら各ａ　−Ｓｉ光導電１層を＋８ＫＶの高雷、圧源に
接続されたコロナチャージャで正帯電１し、ａ−８ｔの
膜厚１ミクロン当りの表面電位（電荷受容能力Ｖｏ）を
、また正帯電後光照射させて波長６００ｎｍで表面電位
が半減するに必要な光エネルギーとの関係（光感・度′
：Ｓ）測定した。

第９図はそれらの測定結果を示すが、同図は吸収系数比
が大となるにしたがって光感度（Ｓ）は低下するが電荷
受容能力が増大することを表わしている。換言すれば、
発光強度比の増大にしたがって光感度は低下するものの
電荷受容能力は向上している。即ち、光感度特性（Ｓｒ
示すカーブに及び電荷受容能力（Ｖｏ）ｋ示すカーブ■
から理解できるように、発光強度比（ＩＨα／Ｉｓ）が
０．３の下で吸収系１　数比が０．３の６）は０．９備
２／ｅｒｇと非常に高感度でアルが逆ＫＣＶｏ）は８Ｖ
と低い。吸収系数比がｏ、５２（Ｉ　Ｈａ／　Ｉｓ　０
．７）では（Ｓ）が０．８６ｃｍ２／　ｅｒｇと高＜（
Ｖｏ）ば１３Ｖまで向上している。吸収系数比が０．７
５．１．０でｆｄ　（Ｓｌ　ｆｌ夫々ｏ、７９．０．７
　ｃｍ２／　ｅｒｇと充分に高感度で（Ｖｏ）も２０．
２６Ｖと高く優れた電子写真特性を示している。吸収系
数比１．４では（Ｓ）が０．４５　ｃｍ２／ｅ　ｒｇ　
％　（Ｖｏ　）が３３Ｖと何れも充分に高いが１．７で
は（Ｖｏ）は更［３９Ｖまで向上するが（Ｓ）はＯ，１
２ｃｍ２／　ｅｒｇ捷で低下する。しかしこの感度自体
、従来の感光体と同程度で充分に高感度である。しかし
吸収系数比が２．０となると侶）はがなり低下する。

このことから吸収系数比にして約０．５乃至１．７のａ
−８ｉが電荷受容能力の面でも光感度の面でも優れた特
性を示し良好な画像を得ることのできる感光体として使
用できる。吸収系数比にして０．５乃至１．７のａ−８
ｉ光導電層は発光強度比ＩＨα／Ｉｓを約０．７乃至２
．７の条件に設定することにより作成することができ、
モノハイドライドとシバイドライドを有効な割り合いで
取り込んで両特性を満足したａ−３ｉ光導′亀層の実現
を可能とした。現に、Ｉ　Ｈａ／　Ｉｓが０．７乃至２
．７の下で生成したａ　−８ｉ光導電層は何れも良好な
画像全再現複写した。

次にａ　−８ｔ光導電層の成膜速度の高速化を図る実験
を行った。第７図に戻って、発光強度比（、Ｉｍ／Ｉｓ
）が２．０（吸収系数比１．３）のプラズマ状態を実現
する各種条件を選びａ’−８ｔ光導電層を作成した。こ
のときの成膜速度（Ｄｒ　）と１ミクロン当りの電荷受
容能力（Ｖ、ｏ）とＳｉＨ，ガス流量（Ｆｓ）の関係全
第１０図に示す。尚、（ＰＩは３３０ｗａｔｔｓ、　　
）−タルガス流量（Ｆ’ｒ）Ｕ　８８　ｓｃｃｍ　　と
しＳｉＨ，ガス流量（Ｆｓ）は夫々７．１０．５．１７
．６．２２．２７ｓｅｃｍ流した。し、ガスは（ＦＳ）
が１７．６　ｓｅｃｍ以下では０．０５　ｓｃｃｍｘ　
１７．６　ｓｅｃｍでは０．２６８ＱＱｍｓそれ以上で
はＬ２．ａｃｃｍ放出した。

図中、口と層は夫々正、負の（Ｖｏ）値である。

第１０図においてＳｉＨ，ガス流ｔ　（Ｆｓ）の増加に
応じて成膜速度Ｃ，Ｄｒ　）が速くなること示分がる。

っまり（Ｆｓ）が７ｓｃｃｍでは（Ｄｒ）は１ミクロン
／６０分、１０．５ｓｅｃｍで２．２ミクロン、１７ｍ
　６　ｓｅｃｍで５ミクロン、２２　ｓｅｃｍで７ミク
ロン、２７ｓｅｃｍで８ミクロンたらずとなる。但し、
２７　ｓｅｃｍ当りでは成膜速度が飽和し始めそれ以上
にＳｉＨ，７１１／ス流量（Ｆｓ）を増大ζせても成膜
速度（Ｄｒ　）は向上しない。しかし、従来１ミクロン
当りとされていたのに比べ著しく（Ｄｒ）が速くなって
いる。この（Ｄｒ　）と（Ｆｓ）によって示される曲線
は互いに比例関係にあり、 Ｄｒ　　ｃｘ：　　Ｆｓ　”−’　　　　　　　□−（
５）の式によって表わすことができる。っまり成膜速度
（Ｄｒ）はＳｉｎ、ガス流量（Ｆ１ａ）を増すことに従
って増大する０（もつともＦＳが２７　ｓｃｃｍｓ犬体
３０　ｓｃｃｍ以上でにＤｒは飽和する）。この（５）
式の関係は、ＳｉＨ活性種が成膜に主として寄与すると
仮定すれば説ゆできる。つまり、高周波電力（Ｐ）及び
ＳｉＨ，ガス流＠（Ｆｓ　）の増加により発光強度Ｃｌ
５）は増すが、これはプラズマ中のＳｉＨ活性種密度の
増加を意味する。

従って、成膜速度（Ｄｒ　）は（Ｉｓ）Ｋ比例すると考
えられる。ＤｒｏＣ工Ｓの関係からＤｒ　ＣＫ：、　Ｆ
ｓ　Ｏ−８５・Ｐであるが、これにＩＨα／Ｉｓが２及
び（４）式を代入することにより（５）式を得る。従っ
て、水素化ａ　−３ｉ光導電層の成長は主にＳｉＨ活性
種によると考えられる。上記（５）式はＩＨα／Ｉｓが
定数として２以外にも適用できることは勿論である。

第１０図から、電荷受容能力（Ｖｏ）も（、Ｄｒ）が５
ミクロンで正極で１５Ｖ、負極で１３Ｖ、　７．８　ミ
クロンでは正負側れも約２５〜３０Ｖと高い。尚、酸素
が（ＶＯ）向上にかなり寄与するのであるが、成膜速度
の増大に伴って含有効率が低下するのでＯ，ガス流Ｍ’
　ｋ増加する必要がある。

第１１図は筒０図で成膜速度（Ｄｒ　）が夫々１ミクロ
ンと５ミクロンの下で得た正帯電時の表面電位が半減す
るに必要な光エネルギニの４００から７００ｎｍ１ に至る分光感度特性を示す。図中、カーブ（Ｇ）はＤｒ
が１ミクロン、カーブ（Ｅ（ｌＨＤｒが５ミクロンのと
きの特性である。特性として６００から７００ｎｍでは
高速成ＩＩＩのａ−８ｉ光導電ノーの方が高感度で全体
として優わた感１ｆ’に有している。

以上、本発明に係るａ　−８ｉ光導電層の製造方法を第
１図に示した誘導結合型グロー放電分解装置を一例にと
って説明したが、第１２図に示す容量結合型グロー放電
分解装置によっても実施できる。

尚、第１図と同一部材については同−附番を付してその
説明に替える。第１２図において、（２４）はＳｉＨ，
ガスのキャリアーガスである水素が密封された第４タン
ク、（２５）は第４調整弁、（妬）はマスフローコント
ロラー、（２７）Ｕ流量計である。反応室（２８つ内部
には基板（１９）に近接して高周波電源（２９）に接続
された第１、第２電極板（３０）、（３１）が平行配役
ζわでおり、夫々は第３、第４主管（３２）、（３３）
に接爲星ばれている。尚、第１、第２電極板間は導線（
３４）で電気接続されている。

上記第１電極板（３０）は円弧形状の第１、第２尋体（
３５）、（３６）を２個重ね合わせた構成で、基板（１
９）に対面する表面壁ＶＣは多数のガス放出孔が、重ね
合わせ部の中間壁ＶＣは少数のガス放出孔が、そして泉
面壁には第３主・＃　（３２）と接続されるガス導入孔
が形成でれており、１ず第３主管（３２）からのガスを
一旦第１導体（３５）内で貯め、中間壁の孔から除々に
放出し第２導体（３６）の放出孔から均一に放出される
ようになっている。そしてガスの放出と同時に高周波電
源（２９）より高周波電力を第１、第２電極板（３０〕
、（３１）に印加してグロー放電を起こし基板（１９）
上に光導電１層を形成する。この際、基板（１９）は電
気的に接地に保たれるかそれ自体に自流解効率に優れ成
膜速度が早いこと、更にガス導入が容易で構成も簡単で
あるという利点を有する。

上記容量結合型グロー数箱１分解装置！、’に用いて、
同様の実験を行ったところ実質同じ結果が得られた０尚
、（Ｆｓ）、（ＦＴ）の流量は容積に応じて増大させた
。電極板（３０）、（３１）は高さ５８０ｍｍ、直径１
６０ｍｍでプラズマ発光容積は約１１．６ｃｓ３であっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る製造方法を実施するための誘導結
合型グロー放電分解装置の構成図、第２図はアモルファ
スシリコン光導電層の５００ｃｍ’から２５００ｃｍ　
　’の間の赤外線吸収スペクトルを示すと高周波電力の
関係を示す図、第５図はシランガス流量変化による活性
種ＳｉＨの発光強度Ｉｓと高周波電力の関係を示す図、
第６図にシランガス流量と発光強度及び高周波電力の曲
線の傾きとの関係を示す図、第７図げシランガス流量変
化による発光強度比と高周波電力の関係を示す図、第８
図は吸収系数比と発光強度比の関係を示す図、第９図に
吸収系数比と光感度及び電荷受容能力の関係を示す図、
牟１０図は成膜速度とシランガス流計の関係を示す図、
第１１図は異なる成膜速度で作成したアモルファスシリ
コン光導電層の分光感度を示す図、第１２図は容量結合
型のグロー放電分解装置を示す図である。 （１）・・・第１タンク（ＳｉＨ，ガス）、（２）・・
・第２タンク（ＢＡＨ，ガス）、（３）・・・第３夛ツ
ク（０，ガス）、（１８）・・・共振振動コイル、（１
９）・・・基　板。 出願人　　ミノルタカメラ株式会社 同　　河村孝夫 、、′ｌ 第１図 第２図 −８６−。 第３図 ：ｆＪｔ長（’ｎ？ｙＬ） 第７図 第８図 ７佑光強度比■Ｈ，ｔ／工５ 第７図 吸収糸数比 ３しに力ス　ｊｔ量（ＳＣｒ−ｒｎ） 第１１図 液長（？Ｌ＠） 第１２図 ４１２３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　グロー放電分解法によって波長６５５　ｎｙｎと４
   １５ΩｍＫおける活性種ＨとＳｉＨのプラズマ発光強度
   比Ｉ　Ｈａ／　Ｉ　ｓが約０．７乃至２．７の下で、赤
   外線吸収スペクトルのＳｉＨ１結合が支配的な２０９０
   　ｃｍ　−’とＳｉＨ結合が支配的な２０００　ｃｍ−
   １における吸収ピークの吸収系数比が約０．５乃至１．
   ７と・なるアモルファスシリコン光導電層を生゛成する
   ことを特徴とするアモルファスシリコン光導電層の製造
   方法０ＰｏＣ：Ｆｓｏ・８Ｂ の式を満足するもとに設定できることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の製造方法。