JPS5828751A - 光導電部材の製造法 - Google Patents

光導電部材の製造法

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JPS5828751A
JPS5828751A JP57077672A JP7767282A JPS5828751A JP S5828751 A JPS5828751 A JP S5828751A JP 57077672 A JP57077672 A JP 57077672A JP 7767282 A JP7767282 A JP 7767282A JP S5828751 A JPS5828751 A JP S5828751A
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JP
Japan
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photoconductive
layer
gas
barrier layer
surface barrier
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JP57077672A
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Shigeru Shirai
茂 白井
Junichiro Kanbe
純一郎 神辺
Tadaharu Fukuda
福田 忠治
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Original Assignee
Canon Inc
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    • 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
    • G03G5/08221Silicon-based comprising one or two silicon based layers

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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、光(ここでは広義の光で、紫外光線、可視光
線、赤外光線、X線、r線等を示す)の様な電磁波に感
受性のある光導電部材に関する。
固体撮像装置、或いは像形成分野に於ける電子写真用像
形成部材や原稿読取装置等に於ける光導電層を形成する
光導電材料として目、高感度で、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吸収スペクトル特性を
有すること、光応答性が速く、所望の暗抵抗値を有する
こと、使++4時に於いて人体に対して・Jljli公
害である串、更には固体撮像装置に於いては、残像を所
定時間内に容易に処理することが出来る事等の特性が要
求される。
殊に、事務機としてオフィスで使用される電子写真装置
内に組込まれる電子写真用像形成部材の場合には、上記
の使用時に於ける無公害性は重要な点である。
この様な点に立脚して最近注目されている光導電材料に
アモルファスシリコン(以後a−8tと表記する)があ
り、例えば、独国公開第2746967号公報、同第2
855718号公報には電子写真用像形成部材として、
特開昭55−39404号公報には光電変換読取装置へ
の応用が記載されている。
百年ら、従来のa−8tで構成された光導電層を有する
光導電部材は、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的
、光学的、光導電的特性及び耐湿性等の使用環境特性の
点、更には経時的安定性の点に於いて、更に改良される
可き点が存し、広範囲に於ける応用を含めた実用的な固
体撮像装置や読取装置、電子写真用像形成部材等には、
生産性、量産性をも加味して仲々有効に使用し得ないの
が実情である。
例えば、電子写真用像形成部材に適用した場合に、その
使用時に於いて残留電位が残る場合が度々観測され、こ
の様な種の光導電部材は繰返し長時間使用し続けると、
繰返し使用による疲労の蓄積が起って、残像が生ずる所
謂ゴース、ト現象を発する様になる等の不都合な点が少
なくなかった。
更には例えば、本発明者等の多くの実験によれば、電子
写真用像形成部材の光導電層を構成する材料としてのa
−8iは、従来のSe 、 CdS 。
ZnO或いはPVC7,やTNF等のOPC(有機光導
電部材)に較べて、数多くの利点を有するが、従来の太
陽電池1−’14として使用する為の特性が付与されだ
a−8iから成る単層構成の光導電層を有する電子写真
用像形成部材の上記光導電1q・1に静電像形成の為の
帯電処理を施しても暗減衰(dark decay)が
著し7く速く、通常の11イ子写真法が仲々適用され難
い事、及び多湿雰囲気中に於いては、上記1111向が
著しく、場合によっては現像時間寸で帯電々荷を全く保
持し得ない事がある等、解決され得る可き点が存在して
いる事が判明している。
従って、a−8t材料そのものの特性改良が計られる一
方で光導電部材を設計する際に、上記した様々所望の電
気的、光学的及び光2へ電画特性が得られる様に工夫さ
れる必要がある。
本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、a−3tに
就て電子写真用像形成部材や固体撮像装置、読取装置等
に使用される先導車1都祠としての適用性とその応用性
という観点から総括的に鋭意研究検討を続けた結果、シ
リコン原子を母体とし、水素原子0又はノ・ロゲン原子
■のいずれか一方を少なくとも含有するアモルファス材
料、所謂水素化アモルファスシリコン、ノ・ロゲン化ア
モルファスシリコン、或いは210ゲン含有水素化アモ
ルファスシリコン〔以後これ等の総称的表記としてa 
 81 (HI X)を使用する〕から構成される光導
電層上に特定の障壁層を設けた層構成に設計されて作製
された光導電部材は実用的に充分使用し得るばかりでな
く、従来の光導電部材と較べてみても殆んどの点に於い
て凌駕していること、殊に電子写真用の光導電部材とし
て著しく優れた特性を有していることを見出した点に基
いている。
本発明は電気的、光学的、光導電的特性が常時安定して
いて、殆んど使用環境に制限を受けない全環境型であり
、耐光疲労に著しく長け、繰返し使用に際しても劣化現
象を起さず、残留電位が全く又は殆んど観測されない光
導電部材の製造法を提案することを主たる目的とする。
本発明の別の目的は、光感度が高く、分光感度領域も略
々全可視光域を覆っていて、且つ光応答性の速い光導電
部材の製造法を提案することである。
本発明の他の目的は、電子写真用の像形成部材として適
用させた場合、通常の電子写真法が極めて有効に適用さ
れ得る程度に、静電像形成の為の帯電処理の際の電荷保
持能が充分あり、且つ多湿雰囲気中でもその特性の低下
が殆んど観測されない優れた電子写真特性を有する光導
電部材の製造法を提案することである。
本発明の更に他の目的は、濃度が高<1.7%−7トー
ンが鮮明に出て且つ解像度の高い、高品質画像を得る事
が容易に出来る電子写真用の光導電部材の製造法を提案
することである。
本発明の光導電部材の製造法は減圧にし得る堆積室内に
所望のガスを導入し、所望の内圧とし、該堆積室内にあ
るシリコン原子供給用の出発物質に放電エネルギーを与
えて、支持体上にシリコン原子を母体とするアモルファ
ス材料で構成される光導電層を形成し、次いで、シリコ
ン原子を母体とし、炭素原子と水素原子を含むアモルフ
ァス材料形成用の出発物質に放電エネルギーを与えて前
記光導電層上に表面障壁層を形成することを特徴とする
一ヒ記した様な本発明の製造法によって得られた光導電
部材は、前記した諸問題の総てを解決し得、極めてすぐ
れた電気的・光学的・光導電的特性及び使用環境特性を
示す。
殊に、電子写真用像形成部材或いは撮像装置として適用
させた場合には帯電処理の際の電荷保持能に長け、画像
形成への残留電位の影響が全くなく、多湿雰囲気中でも
その電気的特性が安定しており高感度で、高SN比を有
するものであって耐光疲労、繰返し使用性に著しく長け
、更に電子写真用像形成部材の場合には、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
の可視画像を得る事が出来る。
更に又、電子写真用像形成部材に適用させる場合、高暗
抵抗のa −S i (H+ X )は光感度が低く、
逆に光感度の高いa−8t (IH,X)は暗抵抗が1
08ntyn前後と低く、いずれの場合にも、従来の層
構成の光導電層のままでは電子写真用の像形成部材には
適用されなかったのに対して、本発明の場合には、その
特定化された層構造から比較的低抵抗(5X10”Ωm
以上)のa −St(H,X )でも電子写真用の光導
電層を構成する材料となることができるので、抵抗は比
較的低いが高感度である。
a  51(I−1t X)も充分使用し得、a−8t
(H,X)の特性面からの制約が軽減され得る。
以下、図面に従って、本発明の光導電部材に就て詳細に
説明する。
第1図は、本発明の光導電部材の基本的な構成例を説明
する為に模式的に示した模式的構成図である。
第1図に示す光導電部材100は、光導電部材用として
支持体101の上に、光導電層102該光導電層102
上に直接接触した状態に設けられている表面障壁層10
3とで構成される層構造を有する。
支持体101としては、導電性でも電気絶縁性であって
も良い。導電性支持体としては、例えば、NiCr、ス
テンレス+ A4 Cr、 Mo、 An、 Nb。
Ta、 V、 Ti、 Pt、 Pd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、セルローズアセテー
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
成樹脂のフィルム又はシート、ガラス。
セラミック、紙等が通常使用される。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
処理され、該導電処理された表面側に他の層が設けられ
るのが望ましい。
例えば、ガラスであれば、その表面に、 NiCr。
At、 Cr、 Mo、 Au+ Ir* Nb、 T
a、 V、 Ti、 Pt、 Pd、 In、0.。
Sn Ot g ITO(I ntOs + Snow
 )等から成る薄膜を設けることによって導電性が付与
され、或いはポリエステルフィルム等の合成樹脂フィル
ムであれば、NiCr、 Alr Ag、 Pb、 Z
nt Ni 、 An、 Cr、 Mn、 Ir。
Nb、 Ta、 V+ Ti 、 Pt等の金属の薄膜
を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等でその
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、その表面に導電性が付与される。支持体の形状と
しては、円筒状、ベルト状、板状等、任意の形状とし得
、所望によって、その形状は決定されるが、例えば、第
1図の光導電部材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1市りの光導電部材が形成される様に適宜決定され
るが、光導電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あれば可
能な限り薄くされる。百年ら、この様な場合支持体の製
造上及び取扱い上、機械的強度等の点から、通常は、1
0μ以上とされる。
表面障壁層103は、その表面に帯電処理が施された際
、表面電荷が光導電層102中に注入されるのを阻止す
る機能が荷せられている。
表面障壁層103を構成する材料の選択及びその層厚の
決定は、表面障壁層103側より光導電層102の感受
する電磁波を照射する様にして光導電部材100を使用
する場合には、照射される電磁波が光導電層102に充
分量到達して、効率良く、フォトキャリアの発生を引起
させ得る様に注意深く成される。
表面障壁層103は、シリコン原子及び、炭素原子とを
母体とし、水素原子を含む、非光導電性の非晶質材料で
構成される。
表面障壁層103を上記の非晶質材料で構成する場合の
層形成法としてはグロー放電法、スパッターリング法、
イオンインプランテーション法、イオンブレーティング
法、エレクトロンビーム法等によって成される。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9作製される光導電部材に所望される特性等の要因
によって適宜選択されて採用されるが、所望する特性を
有する光導電部材を製造する為の作製条件の制御が比較
的容易である。シリコン原子と炭素原子、水素原子を作
成する表面障壁層103中に導入することが容易に行え
る等の利点からグロー放電法或いはスパッタリング法が
好適に採用される。
更に、本発明に於いては、グロー放電法とスパッターリ
ング法とを同一装置系内で併用して表面障壁層103を
形成しても良い。
グロー放電法によって表面障壁層103を形成するには
、前記非晶質材料形成用の原料ガスを、必要に応じて稀
釈ガスと所定計の混合比で混合して、支持体101の設
置しである真空堆積用の畦檀家に導入し、導入されたガ
スをグロー放電を生起させることでガスプラズマ化して
前記支持体101上に前記の非晶質材料を堆積させれば
良い。
本発明に於いて、炭素系の非晶質祠料で構成される表面
障壁層103を形成する為の原料ガスとして有効に使用
されるのは、81とT(とを構成原子とするStL +
 5itT(a + 5tsTTs + 5td−L。
等のシラン(Sijane)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1〜5の飽和炭
化水素、炭素数2〜5のエチレン系炭化水素。
炭素数2〜4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(CtT(6)、プロパン(CsHs ) 、
n−ブタン(n C4H10) +ペンタン(CsH+
t )−エチレン系炭化水素としては、エチレン(Ct
H4) 、プロピレン(C,H,’) 、ブテン−1(
C4HI ) 、ブテン−2(C4H8)。
イソブチレン(C,l−l8)、ペンテン(C5HIG
 )、アセチレン系炭化水素としては、アセチレン(c
tl。
メチルアセチレン(CsIL)、ブチン(C4Ha)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、S
t (CHs )4 + S t (Cwt(s )4
等のケイ化アルキルを挙げることが出来る。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も有
効なものとして使用される。
これ等の表面障壁層形成物質は、形成される表面障壁層
中に、所定の組成比でシリコン原子(Si)、炭素原子
(C)及び水素原子α車とが含有される様に、障壁層形
成の際に所望に従って選択されて使用される。
スパッタリング法によって炭素系の非晶質材料で構成さ
れる表面障壁層103を形成するには、単結晶又は多結
晶のSiウェーハー又はCウェーハー又けSiとCが混
合されて含有されているウェーハーをターゲットとして
、これ等を種々のガス雰囲気中でスパッタリングするこ
とによって行えば良い。
例えば% 81ウエーハーをターゲットとして使用する
のであれば、炭素原子C)と水素原子α■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
ッタ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i’+11記Stウェーハーをスパッタリ
ングすれば良い。
又、別には、SiとCとは別々のターゲットとして、又
はSiとCの混合した一枚の、ターゲットを使用するこ
とによって、少なくとも水素原子0を含有するガス雰囲
気中でスパッタリングすることによって成される。
炭素原子又は水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が、スパッタリン
グ法の場合にも有効なガスとして使用され得る。
本発明に於いて、表面障壁層103をグロー放電法又は
スパッタリング法で形成する際に使用される稀釈ガスと
しては、所謂、希ガス、例えばT(e 、 Ne 、 
Ar等が好適なものとして挙げることが出来る。
本発明に於ける表面障壁層103は、その要求される特
性が所望通りに与えられる様に注意深く形成される。
即ち、SiとC及び■を構成原子とする物質はその作成
条件によって構造的には結晶からアモルファスオでの形
態を取り、電気物性的には導電性から半導電性、絶縁性
までの間の性質を、又、光導電的性質から非光導電的性
質までの間の性質を、各々示すので、本発明に於いては
、非光導電性の非晶質材料が形成される様に、その作成
条件の選択が厳密に成される。
本発明の表面障壁層103を構成する非晶質材料は表面
障壁層103の機能が、その表面に帯電処理が施された
際、表面電荷が光導電層102中に注入されるのを阻止
するものであることから、電気絶縁性的挙動を示すもの
として形成される。
上記の様な特性を有する前記の非晶質材料から成る表面
障壁層103が形成される為の層作成条件の中の重要な
要素として、層作成時の支持体温度を挙げる事が出来る
即ち、光導電体102の表面に前記非晶質材料から成る
表面障壁層103を1杉成する際、層形成中の支持体温
度は、形成される層の構造及び特性を左右する重要な因
子であって、本発明に於いては、目的とする特性を有す
る前記非晶質材料が所望通りに作成され得る様に層作成
時の支持体温度が厳密に制御される。
本発明に於ける目的が効果的に達成される為の表面障壁
層103を形成する際の支持体温度としては表面障壁層
103の形成法に併せて適宜最適範囲が選択されて、表
面障壁層103の形成が実行されるが、通常の場合、1
00℃〜300℃、好適には150℃〜250’Cとさ
れるのが望ましいものである。表面障壁層103の形成
には、同一系内で光導電層102から、表面障壁層10
3まで連続的に形成することが出来る、各層を構成する
原子の組成比の微妙な制御や層厚の制御が他の方法に比
べて比較的容易である事等の為に、グロー放電法やスパ
ッタリング法の採用が有利であるが、これ等の層形成法
で表面障壁層103を形成する場合には前記の支持体温
度と同様に層形成の際の放電パワー、ガス圧が、作成さ
れる表面障壁層103の特性を左右する重要な因子とし
て挙げることが出来る。
本発明に於ける目的が達成される為の特性を有する表面
障壁層103が生産性よく効果的に作成される為の放電
パワー条件としては、通常1〜300W好適には2〜1
50Wである。父、堆積室内のガス圧は通常3×10〜
5 Torr、好適には8Xirl〜0.5 To r
 r 程度とされるのが望ましい。
本発明の光導電部材に於ける表面障壁層103に含有さ
れる炭素原子、及び水素原子の量は、表面障壁層103
の作製条件と同様、本発明の目的を達成する所望の特性
が得らiする障壁層が形成される重要な因子である。
a−(Si5C1−1))3.Hl−c で構成さhる
表面障壁層は、炭素原子の含有量1d、通常30〜90
atomicチ、好適には40〜90 atomicチ
、最適には5 (1〜80 atomic%、水素原子
の含有(tlとしては、通常1−40 atomic%
、好適には2〜35atomic$ 1最適には5〜3
0 atomic%e b + cの表示で示せば、b
が通常は0.1〜0.5.好適には01〜0.35.最
適には0.15〜0.3. cが通常は0.60〜0.
99.好適には0.65〜0.98 、最適には0.7
〜0.95とされる。
エレクトロンビーム法を用いる場合には障壁層形成用の
出発物質を蒸着ボート内に入れてエレクトロンビームを
照射して加熱蒸発させ各種ガスプラズマ中を通過させれ
ばよいが、表面障壁層103は、その表面に帯電処理が
施された際、表面電荷が光導電層102中に注入される
のを阻止する機能を有するものであることから、電気絶
縁性的挙動を示すものとして形成される。
本発明に於ける表面障壁層103の層厚の数値範囲は、
本発明の目的を効果的に達成する為の重要な因子の1つ
である。
表面障壁層103の層厚が充分過ぎる程に薄いと、表面
電荷が光導電層102中に注入されるのを阻止する働き
が充分果し得なくなり、又充分過ぎる稈身上に厚いと、
表面障壁層103側より光導電層102の感受する電磁
波を照射した際に光導電層中で発生したフォトキャリア
が、光導電層と表面障壁層の界面に蓄積される為、特別
な帯電露光プロセス(例えばNPプロセス)を必要とす
る。
上記の点に鑑みて本発明の目的を効果的に達成する為の
表面障壁層103の層厚と17ては、通常の場合、30
人〜5μm、好適には、50人〜2 pmである。
第1図に示す電子写真用像形成部材に於いて本発明の目
的を効果的に達成する為に、光導電層102は下記に示
す半導体特性を有するa −5t(H,X)で構成され
る。
(l’)  p型a  St (T(y X) ・”ア
クセプターのみを含むもの。或い1r1、ドナーとアク
セプターとの両方を含み、アクセプターの濃度(Na)
が高いもの。
(j)p−型a−8t (T(、X)・・・■のタイプ
に於いてアクセプターの濃度(Na)が低い所謂I)型
不純物をライトリ−ドープしだもの。
(3)n型a−8i (T(、X)−ドナーのみを含む
もの。或いはドナーとアクセプターの両方を含み、ドナ
ー濃度(Nd)が高いもの。
(4)n−型a−8i(H,X)・・・■のタイプに於
いてドナーの濃度(Nd)が低い、所謂ノンドープのも
のか又はn型不純物をライトリ−ドープしたもの。
■ i型a−8i (H,X) ・” Na* Na=
oのもの又は、 Na’::NdOもの。
本発明に於いて、光導電層105中に含有されるハロゲ
ン原子■としては、具体的にはフッ素、塩素、臭素、ヨ
ウ素が挙げられ、殊にフッ素、塩素を好適なものとして
挙げることが出来る0 本発明において、a−8i (H,X)で構成される光
導電層105を形成するには例えばグロー放電法、スパ
ッタリング法、或いはイオンブレーティング法等の放電
現象を利用する真空堆積法によって成される。例えば、
グロー放電法によって、a−8t (H,X)で構成さ
れる光導電層を形成するには、Siを生成し得るSi生
成原料ガスと共に、水素原子導入用の又は/及びノ10
ゲン原子導入用の原料ガスを内部が減圧にし得る堆積室
内に導入して、該堆積室内にグロー放電を生起させ、予
め所定位置に設置されである所定の支持体表面上にa 
−S i (H* X )からなる層を形成させれば良
い。又、スパッタリング法で形成する場合には、例えば
Ar、 lle等の不活性ガス又はこれ等のガスをベー
スとt7た混合ガスの雰囲気中でSiで形成されたター
ゲットをスパッタリングする際、水素原子又け/及びハ
ロゲン原子導入用のガスをスパッタリング用の堆積室に
導入してやれば1隻い。
本発明において使用されるSi生成原料ガスとしては、
St’[(、+ 5itI(a 、 Si、H,、Si
、T(、、笠のガス状態の又はガス化し得る水叱化硅素
(シラン類)が有効に使用されるものとして挙げられ殊
に、層作成作業の際の扱い易さ% S1生成効率の良さ
等の点でSiH4HSt、)T8が好ましいものとして
挙げられる。
本発明において使用されるハロゲン原子導入用原料ガス
として有効なのは、多くのハロゲン化合物が挙げられ、
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
はガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられる。
又、更には、シリコン原子とハロゲン原子とを構成要素
とするガス状態の又はガス化し得るハロゲンを含む硅素
化合物も有効なものとして本発明においては挙げること
が出来る。
本発明において好適に使用し得るノ為ロゲン化合物とし
ては、具体的には、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロ
ゲンガス、 BrF、 C4F、 CtFs。
BrF5 g BrF5 I TFt + IFs H
Icz、 IBr等のハロゲン間化合物を挙げることが
出来る。
ハロゲンを含む硅素化合物、所謂、ハロゲンで置換され
たシラン誘導体としては、具体的には例えばSiF4 
HSxJ’e H5iC4g 5iBr+等の/%tf
fゲン化硅素が好ましいものとして挙げることが出来る
この様なハロゲンを含む硅素化合物を採用してグロー放
電法によって本発明の特徴的な光導電部材を形成する場
合には、Stを生成し得る原料ガスとしての水素化硅素
ガスを使用しなくとも、所定の支持体上にa−8t:X
から々る光導電層を形成する事が出来る。
3 グロー放電法に従って、ハロゲン原子を含む光導電層1
02を製造する場合、基本的には、Si生成用の原料ガ
スであるハロゲン化硅素ガスとAr H)−b + H
e等のガスとを所定の混合比とガス流量になる様にして
光導電層を形成する堆積室内に導入し、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
よって、所定の支持体上に光導電層102を形成し得る
ものであるが、水素原子の導入を計る為にこれ等のガス
に更に水素原子を含む硅素化合物のガスも所定量混合し
て層形成しても良い。
又、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複数種混
合して使用しても差支えないものである。反応スパッタ
リング法或いはイオンブレーティング法に依ってa−8
i (IT、 X)から成る光導電層を形成するには、
例えばスパッタリング法の場合にはSiから成るターゲ
ットを使用して、これを所定のガスプラズマ雰囲気中で
スパッタリングし、イオンブレーティング法の場合には
、多結晶シリコン又は単結晶シリコンを蒸4 発源として蒸着ボートに収容し、このシリコン蒸発源を
抵抗加熱法、或いはエレクトロンビーム法(FB法)等
によって加熱蒸発させ飛翔蒸発物を所定のガスプラズマ
雰囲気中を通過させる事で行う事が出来る。
この際、スパッタリング法、イオンブレーティング法の
何れの場合にも形成される層中にハロゲン原子を導入す
るには、前記のハロゲン化合物又は前記のハロゲン原子
を含む硅素化合物のガスを堆積室中に導入して該ガスの
プラズマ雰囲気を形成してやれば良いものである。
又、水素原子を導入する場合には、水素原子導入用の原
料ガス、例えば、■7.前記したシラン類等のガスをス
パッタリング用の堆積室中に導入して該ガスのプラズマ
雰囲気を形成してやれば良い。
本発明においては、ハロゲン導入用の原料ガスとして上
記されたハロゲン化合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使用されるものであるが、その他
に、I(F、 HCz−+T(t3r。
HI  等のハロゲン化水素、5i)TtFt 、 5
iHtC4+5iHC4+ 5iHtBr2+ 5t)
(Bra  等のハロゲン置換水素化硅素、等々のガス
状態の或いはガス化し得る水素原子を構成要素の1つと
するハロゲン化物も有効な光導電層形成用の出発物質と
して挙げる事が出来る。
これ等の水素原子を含むハロゲン化物は、光導電層形成
の際に層中にハロゲンガスの導入と同時に’i、に気的
或いは光電的特性の制御に極めて有効な水素原子も導入
されるので、本発明においては好適なハロゲン導入用の
原料として使用される。
水素原子を光導電層中に構造的に導入するには、上記の
他にH7或いはS’■< + 5IJIa I St3
■d81S i 4 Hfo等の水素化硅素のガスをa
−8iを生成する為のシリコン化合物と堆積室中に共存
させて放電を生起させる事でも行う事が出来る。
例えば、反応スパッタリング法の場合には、Stメタ−
ットを使用し、ハロゲン原子導入用のガス及びI−1,
ガスを必要に応じてHe、Ar  等の不活性ガスも含
めて堆積室内に導入してプラズマ雰囲気を形成し、前記
Stメタ−ットをスパッタリングする事によって、基板
上にa−8t(H,X)から成る光導電層が形成される
更には、不純物のドーピングも兼ねてB2)Ll 。
PHs = PF、等のガスを導入してやる事も出来る
本発明に於いて、形成される光導電部材の光導電層中に
含有されるH又はXの量又は(H+X)の量は通常の場
合1〜40 atomicチ、好適には5〜30 at
omie%とされるのが望ましい。
層中に含有されるH又は/及びXの量を制御するには、
例えば堆積支持体温度又は/及びHを含有させる為に使
用される出発物質の堆積装置系内へ導入する量、放電々
力等を制御してやれば良い。
光導電層をn型傾向又はp型傾向或いはi型とするには
、グロー放電法や反応スパッタリング法等による層形成
の際に、n型不純物又はp型不純物、或いは両年細物を
形成される層中にその量を制御し乍らドーピングしてや
る事によ−1て成される。
光導電層中にドーピングされる不純物としては、光導電
層をi型又はp型傾向にするには、周期律表第■族Aの
元素、例えば、 B、 AL、 Ga。
In、Tt 等が好適なものとして挙げられる。
n型傾向にする場合には、周期律表第■族Aの元素、例
えば、N+ P、 A81 Sb+ Bi等が好適なも
のとして挙げられる。光導電層中にドーピングされる不
純物の量は、所望される電気的・光学的特性に応じて適
宜決定さ:ねるが、周期律表第■族Aの不純物の場合は
3 X 10 atomic%までの範囲内でドーピン
グしてやれば良く、周期律表第V族Aの不純物の場合は
5刈Oatomtc%以下の量範囲内でドーピングして
やることが望ましいものである。光導電層の層厚は、光
導電層中でフォトギヤリアが効率良く発生され、所定の
方向に効率良く輸送される様に所望に従って適宜法めら
れ、通常は3〜100μ、好適には5〜50μとされる
本発明に於いては、表面障壁層103を設けることによ
って光導電層102は、比較的低抵抗であっても使用さ
れ得るものであるが、一層良好な結果を得る為には、形
成される光導電層102の暗抵抗が好適には5X10’
Ωm以上、最適には10100鋸以上となる様に光導電
層102が形成されるのが望捷しいものである。
殊に、この暗抵抗値の数値条件は、作製された光導電部
材を電子写真用像形成部材や、低照度領域で使用される
高感度の読取装置や撮像装置、或いは光電変換装置とし
て使用する場合には重要な要素である。
本発明に於ける光導電部材の光導電層102の層厚とし
ては、読取装置、撮像装置或いは電子写真用像形成部材
等の適用するものの目的に適合させて所望に従って適宜
決定される。本発明に於ては、光導電層102の層厚と
しては、光導電層1020機能及び表面障壁層の機能が
各々有効に活されて本発明の目的が効果的に達成される
様に表面障壁層103との層厚関係に於て適宜所望に従
って決められるものであ如、通常の場合、表面障壁層1
03の層厚に対して数百〜数千倍以上の層厚とされるの
が好ましいものである。
実施例1 完全にシールドされたクリーンルーム中に設置された第
2図に示す装置を用い、以下の如き操作によって第1図
に示す層構造の光導電部材を作成した。
表面が清浄にされた0、5■厚1ocrn角のモリブデ
ン(基板)205を堆積室201内の所定位置にある固
定部材203に堅固に固定した。
基板205は、固定部材203内の加熱ヒーター204
によって±0.5℃の精度で加熱される。
温度は、熱雷対(アルメル−クロメル)によって基板裏
面を直接測定されるようになされた。
次いで系内の全バルブが閉じられていることを確認して
からメインバルブ232を全開して一旦5 X 10 
torr程度まで真空にされ(このとき系の全パルプは
閉じられている)、補助バルブ231および流出バルブ
225.226,227゜228.229,230が開
かれフローメータ240 、241.242.243.
244.245内が十分に脱気された後、流出バルブ2
25゜226.227,228,229,230と補助
バルブ231が閉じられた。ここでヒータ204はON
され基板温度は250℃に設置される。
その後、几で10 vol %に稀釈された5iI−(
4ガス(純度99.999チ、以後S i& /)(、
と記す)のボンベ207のバルブ213、H,で500
 Vppmに稀釈されたB、I−ガス(以後BtH,/
I(、と記す)のボンベ208のバルブ214を開け、
出口圧ゲージ234,235の圧を1(包に調整し、流
入バルブ219,220を徐々に開けてフローメーター
240,241内へ5iT(、ガス、及びB、ルガスを
流入させた。引続いて、流出バルブ225゜226を徐
々に開け、次いで補助バルブ231を徐々に開けた。こ
のときS i H4/I(tガス流量とBtH67’i
(、ガス流量比が500 : 1に寿るように219.
220を調整し、補助バルブ231の開口を調整して室
201内をI X 10 torrに保っだ。室201
の内圧が安定してからメインバルブ232を徐々に閉じ
、ビラニーゲージ246の指示が0.2torrになる
様に開口を調節した。
ガス流入が安定し、内圧が安定するのを確認し高周波電
源247のスイッチをON状態にして誘導コイル206
に高周波電力を投入し、入力電力10Wで室201内に
グロー放電を発生させた。どの様にしてグロー放電を約
10時間持続させることによって光導電層を形成1.、
、だ。層形成後、バルブ213,214を一旦閉じた。
その後、補助バルブ231、次いで流出パルプ225,
226及び流入パルプ219.220を全開し、フロー
メーター240,241内も十分脱気真空状態にされた
。補助バルブ231、流出パルプ219,220,22
5,226を閉じた後、 H,で10 vol ’li
に稀釈された5i)T、ガス(純度99.999チ、以
後5IT(4/Htと記す)のボンベ207のバルブ2
13 、H,で10vo1%に稀釈されたC、H4ガス
(以後C!l−l4AI、と記す)のボンベ210のバ
ルブ216を開け、出口圧ゲージ234,237の圧を
I KgAに調整し、流入パルプ219,222を徐々
に開けてフローメーター240,243内へSiH4ガ
ス、C2H4ガスを夫々流入させた。引続いて、流出バ
ルブ225゜228を徐々に開け、次いで補助パルプ2
31を徐々に開けた。このときS i Ha /Itガ
ス流量とCtH< At  ガス流量比が1:9になる
ように流入パルプ219,222を調整した。次にビラ
ニーゲージ246の読みを注視しながら補助パルプ23
1の開口を調整し、室201内が1刈0−2torrに
なるまで補助パルプ231を開けた。室201内圧が安
定してから、メインバルブ232を徐々に閉じ、ビラニ
ーゲージ246の指示が0、5 torrになる様に開
口を調節した。ガス流入が安定し内圧が安定するのを確
認し続いて高周波電源247のスイッチをON状態にし
て、誘導コイル206に、13.56MHzの高周波電
力を投入し、室301内にグロー放電を発生させ、10
Wの入力電力とした。上記条件で基板上にa−(Siz
C,−X)y:Hl−アを堆積させる為に、1分間条件
を保って表面障壁層を形成した。その後、高周波電源2
47をoff状態とし、流出バルブ225゜228及び
流入パルプ219,222を閉じ、メインパルプ232
を全開にして、室201内を10 torr以下にした
後、メインバルブ232を閉じ、室201内をリークバ
ルブ233によって大気圧として基板を取り出した。
このようにして基板上に形成された層の全厚は約15μ
であった。
こうして得られた光導電部材を、実験用の帯電露光装置
に設置した。(1)6Kvでコロナ帯電を行い、露光は
画像信号を与えられた780nmの半導体レーザーによ
る走査で行なわれ、その光景は57zJであった。
その後直ちに、○荷電性の現像剤(トナーとキャリアー
を含む)を光導電部材表面にカスケードすることによっ
て、光導電部材表面−にに良好なトナー画像を得だ。光
導電部(j上のトナー画像を、■5:OKVのコロナ帯
電で転写紙−ヒに転写した処、解像力に優れ、階調再現
性のよい鮮明な高濃度の画像が得られた。又、画像形成
を5万回繰返し行っても上記の画像特性の低下は見られ
なかった。
実施例2 表面障壁層の形成に於て、S i H,/I(2とct
′rMn2の流量比をかえることによって該層中のCの
含有量を種々に変化させた以外は実施例1と全く同様の
条件及び手順によって光導電部材を作成した場合及び表
面障壁層の形成に於て、グロー放電時間を変えることに
よって表面障壁層の層厚を種々に変化させた以外は実施
例1と全く同様の条件及び手順によって光導電部材を作
成した場合について、それぞれの試料を実施例1と全く
同様の帯電露光装置に設置して画像形成を行い、その画
質を判定したところ、下記の第1第  1  表 51yC+−X 画質評価基準:◎・・・優良 O・・・良好△・・・実
用上充分である 実施例3 実施例1と同一な条件及び手順に従ってモリブデン塙板
上に光導電層を形成した後、H,で1゜vo1%に希釈
された81(CHi)4ガス(純度99.999%。
以後S i (CHs )a /Tltと記す)のボン
ベ211のパルプ217を開は出口圧ゲージの圧をI 
Kv/caに調整し、流入パルプ223を徐々に開けて
フローメーター244内へ5i(CHs)< /Hzガ
スを流入させた。引続いて流出パルプ229を徐々に開
けた。次にビラニーゲージ246の読みを注視しながら
補助パルプ231の開口を調整し、室201内がI X
 10 Torrになるまで補助パルプ231を開けた
。室201の内圧が安定してから、メインパルプ232
を徐々に閉じ、ビラニーゲージ246の指示がQ、5 
Torrになる様に開口を調節した。ガス流入が安定し
内圧が安定するのを確認し、続いて高周波電源242の
スイッチをON状態にして、誘導コイル206に、13
.56■(zの高周波電力を投入し、室201内にグロ
ー放電を発生させ、10Wの入力電力とした。1分間同
条件を保って表面障壁層を形成した後、高周波電源24
7をoff状態として、グロー放電を中止させ、基板温
度が100℃になるのを待ってから流出パルプ229及
び流入パルプ223を閉じ、メインバルブ232を全開
にして、K< 201内を]o−5torr以下にした
後、メインバルブ232を閉じ、室201内をリークパ
ルプ233によって大気圧として基板を取り出した。こ
の場合、形成された層の全厚は約9μであった。こうし
て得られた像形成部材を、帯電露光実験装置に設置し、
■6.OKVで0.2sea間コロナ帯電を行い、直ち
に光像を照射した。光像は、タングステンランプ光源を
用い、1、 OJux−se自の光量を透過型のテスト
チャートを通して照射させた。
その後直ちに、e荷電性の現像剤(トナーとキャリヤー
を含む)を部材表面にカスケードすることによって、部
材表面上に良好なトナー画像を得た。部材上のトナー画
像を、−5,OKVのコロナ帯電で転写紙上に転写した
所、解像力に優、1、階調再現性のよい鮮明な高濃度の
画像が得られた。
又、コロナ帯電極性をeに、現像剤極性をのに変えても
同様に鮮明で良好な画像が実施例1と同様に得られた。
実施例4 モリブデン塞板−にに光導電層を形成する際にヒータ2
04の入力電圧を上昇させ、基板温度を検知しながら入
力電圧を変化させ、250℃の一定値になる壕で安定さ
せた。
その後、補助バルブ231、次いで流出パルプ225及
び流入パルプ219を全開し、フローメーター240内
も十分脱気真空状態にされた。補助バルブ231.パル
プ225,219を閉じた後、H3で10 vol %
に希稀された5iI−I4ガス(純度99.999係、
以後Sir’(4/TItと記す)のボンベ207のバ
ルブ213を開け、出口圧ゲージ234の圧をI Kg
/cJに調整し、流入パルプ219を徐々に開けてフロ
ーメーター240内へS i H,/H2I2ガス入さ
せた。引続いて、流出パルプ225を徐々に開け、次い
で補助バルブ231を徐々に開けた。次にビラニーゲー
ジ246の読みを注視しながら補助バルブ231の開口
を調整し、室201内がlX10torrになるまで補
助バルブ231を開けた。室201内圧が安定してから
、メインバルブ232を徐々に閉じ、ビラニーゲージ2
46の指示が0.5 torrになる様に開口を調節し
た。ガス流入が安定し内圧が安定するのを確認し、続い
て高周波電源247のスイッチをON状態にして、誘導
コイル206に13.56 MTTzの高周波電力を投
入し室201内にグロー放電を発生させ、10Wの入力
電力と  −した。グロー放電を3時間持続させて光導
電層を形成した後、加熱ヒーター204をoff伏態に
し、高周波電源247もoff伏態とし、基板温度が1
00℃にhるのを待ってから実施例1と同様の操作によ
って光導電層上にa (S I XCI −X )y:
 H,−7からなる表面障壁層を設けた。この場合、形
成された層の全厚は約9μであった。こうして得られた
像形成部材を、実施例1と同様の手Illに従い転写紙
上に画像形成したところ、Oコロナ放電を行って画像形
成した方が、■コロナ放電を行って画像形成したよりも
その画質が優れており極めて鮮明であった。この結果よ
り本実施例で得られた像形成部材には帯電極性の依存性
が認められた。
実施例5 実施例1と同様な条件及び手順によって堆積室内を5 
X 10  torrtで排気してSiH4/Htガス
を実施例1と同様の手順で、室201内に導入した。そ
の後H7で25 VnL ppmに希釈しだPI−I3
ガス(μ後PH,/H,と記す)のボンベ209から流
入バルブ221を通じて1 h/24のガス圧(出口圧
ゲージ236の読み)で流入バルブ221、流出パルプ
227の調整によってフローメーター241の読みがS
 i H4/ルガスの流量の1150にガる様に流出パ
ルプ227の開口を定め、安定化させた。
引き続き、高周波電源247をon状態にして、グロー
放電を発生させた。そのときの入力電圧を10Wにしだ
。こうしてグロー放電を4時間持続させて光導電層を形
成した後、加熱ヒーター204をoff伏態にし、高周
波電源247もoff伏態にし、基板温度が100℃に
なるのを待ってから実施例1と同様な条件及び手順によ
って光導電層−ヒにa  (5izC+−X) y :
 H+  ’lから々る表面障壁層を設けた。この場合
、形成された層の全厚は約11μであった。とうして得
られた像形成部材を、実施例1と同様の条件及び手順で
転写紙−ヒに画像を形成l−7だところOコロナ放電を
行って画像形成した方が、■コロナ放電を行って画像形
成したよりもその画質が優れており極めて鮮明であった
。との結果より本実施例で得られた像形成部材には帯電
極性の依存性が認められた。
実施例6 実施例1と同様な条件及び手順によって、堆積室201
内を5 X 10 torrまで排気して5ill。
/H2I2ガス201内に導入した。その後I(、で5
0 VotT)pmに希釈したB、迅ガス(以後nt■
b(sO)/迅と記す)のボンベ208から流入パルプ
220を涌じてI Kq/era  のガス圧(出口圧
ゲージ235の読み)で流入バルブ220.流出パルプ
226の調整によってフローメーター241の読みが5
iI(4/Hzガスの流量の1/10になる様に流出バ
ルブ226の開口を定め、安定化させた。
引き続き、高周波電源247をon状態にして、グロー
放電を発生させた。そのときの入力電力をIOWにした
。こうしてグロー放電を更に4時間持続させて光導電層
を形成した後、加熱ヒーター204をoff状態にし、
高周波電源247もoff状態とし、基板温度が100
℃になるのを待ってから実施例1と同様の操作によって
光導電層上にa  (5izCs−x ) y : H
+−yからなる表面障壁層を設けた。この場合形成され
た層の全厚は約10 ltであった。こうして得られた
像形成部材を、実施例1と同様の条件及び手順で転写紙
上に画像を形成したところ、■コロナ放電を行って画像
形成した方が、Oコロナ放電を行って画像形成したより
もその画質が優れており極めて鮮明であった。この結果
よυ本実施例で得られた像形成部材には帯電極性の依存
性が認められた。而し、その帯電極性依存性は実施例4
.5で得られた像形成部材とは逆であった。
実施例7 釈されていないSi、I(、ボンベ212を用い、■(
で50 VotI)pmに希釈されたB、n、ガス(B
dle (50)/H,のボンベ208を、I−I、で
500 vat ppmに希釈されたBtHaガス(B
JIa/)h)のボンベに変えた以外は、実施例1と同
様の条件及び手順によって、光導電層9表面障壁層をモ
リブデン法板上に形成した後堆積室201外に取り出し
実施例1と同様に帯電露光の実験装置に静置して画像形
成の試験をした所、−5,5KVのコロナ放電、■荷電
性現像剤の絹み合せの場合に、極めて良質の、コントラ
ストの高いトナー画像が転写紙上に得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の光導電部材の好適な実施態様例の層
構成を説明する為の模式的説明図、第2図は本発明の光
導電部材を作成する為の装置を説明する為の模式的説明
図である。 100・・・光導電部材 101−・支持体 102・・・光導電層 103・−・表面障壁層 104・・・自由表面 出願人 キャノン株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 減圧にし得る堆積室内に所望のガスを導入し、所望の内
    圧とし、該堆積室内にあるシリコン原子供給用の出発物
    質に放電エネルギーを与えて、支持体上にシリコン原子
    を母体とするアモルファス材料で構成される光導電層を
    形成し、次いで、シリコン原子を母体とし、炭素原子と
    水素原子を含むアモルファス材料形成用の出発物質に放
    電エネルギーを与えて前記光導電層上に表面障壁層を形
    成することを特徴とする光導電部材の製造法。
JP57077672A 1982-05-10 1982-05-10 光導電部材の製造法 Pending JPS5828751A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63188155A (ja) * 1987-01-30 1988-08-03 Kyocera Corp 電子写真感光体の製法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63188155A (ja) * 1987-01-30 1988-08-03 Kyocera Corp 電子写真感光体の製法

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