JPS5952249A - 光導電部材 - 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】 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、γ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おける電子写真用像
形成部材や原稿読取装置における光導電層を形成する光
導電材料としては、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
、使用時において人体に対して無公害であること、更に
は固体撮像装置においては、残像を所定時間内に容易に
処理することができること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
用時における無公害性は重要な点である。

と表記す）があシ、例えば、独国公開第２７４６９６７
号公報、同第２８５５７１８号公報には電子写真用像形
成部材として、独国公開第２９３３４１１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。

面乍ら、従来のａ　−Ｓｉ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、及び使用環境特性の点、更
には経時的安定性及び耐久性の点において、各々、個々
には特性の向上が計られているが総合的な特性向上を計
る上で更に改良される余地が存するのが実情である。

例えば、電子写真用像形成部材に適用した場合に、高光
感度化、高暗抵抗化を同時に計ろうとすると従来におい
てはその使用時において残留電位が残る場合が度々観測
され、この種の光導電部材は長時間繰返し使用し続ける
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。

又、ａ−８１材料で光導電層を構成する場合には、その
電気的、光導電的特性の改良を計るために、水素原子或
いは弗素原子や塩素原子等のハロゲン原子、及び電気伝
導型の制御のために硼素原子や燐原子等が或いはその他
の特性改良のために他の原子が、各々構成原子として光
導電層中に含有されるが、これ等の構成原子の含有の仕
方如何によっては、形成した層の電気的或いは光導電的
特性や耐圧性に問題が生ずる場合があった。

即ち、例えば、形成した光導電層中に光照射によって発
生したフォトキャリアの該層中での寿命が充分でないこ
とや暗部において、支持体側よりの電荷の注入の阻止が
充分でないこと、或いは、転写紙に転写された画像に俗
に「白ヌケ」と呼ばれる、局所的な放電破壊現象による
と思われる画像欠陥や、例えば、クリーニングに、ブレ
ードを用いるとその摺擦によると思われる。俗に「白ス
ジ」と云われている所謂画像「； 欠陥が生じたシしている。又、多湿雰囲気中で使用した
シ、或いは多湿雰囲気中に長時間放置した直後に使用す
ると俗に云う画像のボケが生ずる場合が少なくなかった
。

更には、層厚が十数μ以上になると層形成用の真空堆積
室よシ取シ出した後、空気中での放置時間の経過と共に
、支持体表面からの層の浮きや剥離、或いは層に亀裂が
生ずる等の現象を引起し勝ちになる。この現象は、殊に
支持体が通常、電子写真分野に於いて使用されているド
ラム状支持体の場合に多く起る等、経時的安定性の点に
於いて解決される可き点がある。

従ってａ−Ｓｔ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、上記した様な問題の総て
が解決さ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、＆　−Ｓｉ
に就て電子写真用像形成部材や固体撮像装置、読取装置
等に使用される光導電部材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■又はハロゲン原子（
３）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、ハロゲン化ア
モルファスシリコン、或いはハロ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　
　ｓｉ　（Ｈｅ　Ｘ　）　Ｊを使用する〕から構成され
る光導電層を有する光導電部材の層構成を以後に説明さ
れる様な特定化の下に設計されて作成された光導電部材
は実用上著しく優れた特性を示すばかりでなく、従来の
光導電部材と較べてみてもあらゆる点において凌駕して
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づいている
。

本発明は電気的、光学的、光導電的特性が使用環境に殆
んど依存なく実質的に常時安定しており、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
ない光導電部材を提供することを主たる目的とする。

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、
構造配列的に緻密で安定的であシ、層品質の高い光導電
部材を提供することである。

本発明の他の目的は、電子写真用像形成部材として適用
させた場合、静電像形成のための帯電処理の際の電荷保
持能力が充分あシ、通常の電子写真法が極めて有効に適
用され得る優れたう 電子写真特性を有する光導電部材を提供す丸ことである
。

本発明の更に他の目的は、長期の使用に於いて画像欠陥
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、高品質画像金得ることが
容易にできる電子写真用の光導電部材を提供することで
ある。

本発明の更にもう１つの目的は、高光感度性。

高ＳＮ比特性及び高耐圧性を有する光導電部材を提供す
ることでもある。

本発明の光導電部材は、光導電部材用の支持体と、シリ
コン原子を母体とし、構成原子として水素原子■又はハ
ロゲン原子■のいずれか一方を少なくとも含有する非晶
質材料［ａ−ＳＺ（）ｉ　、　Ｘ　）　）で構成され、
光導電性を有する非晶質層とを有する光導電部材におい
て、前記非晶質層が、構成原子として窒素原子を含有す
る第一の層領域Ｃユと、構成原子として周期律表第■族
に属する原子を含有する第二の層領域価とを有し、これ
等は、少なくとも互いの一部を共有して前記支持体側の
方に内在されており、前記第二の層領域（６）の層厚を
ｔＢとし、前記非晶質層の層厚と第二の層領域面の層厚
ｔＢとの差をＴとすればｔｎ／（Ｔ＋ｔＢ）≦０．４の
関係が成立している事を特徴とする。

上記した様な層構成を取る様にして設計された本発明の
光導電部材は、前記した諸問題の総てを解決し得、極め
て優れた電気的、光学的。

光導電的特性、耐圧性及び使用環境特性を示す。

殊に、電子写真用像形成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
あって、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。

又、本発明の光導電部材は支持体上に形成される非晶質
層が、層自体が強靭であって、且つ支持体との密着性に
著しく優れており、高速で長時間連続的に繰返し使用す
ることができる。

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、本発明の第１の実施態様例の光導電部材の層
構成を説明するため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
の支持体１０１の上に、ａ−Ｓｔ（Ｈ。

Ｘ）から成シ、光導電性を示す非晶質層１０２を有する
。

非晶質層１０２は、構成原子として窒素原子を含有する
第一０層領域（へ）１０３、周期律表第■族に属する原
子（第■族原子）を含有する第二の層領域■１０４、及
び第二の層領域（［Ｉ）　１０４上に、窒素原子及び第
■族原子が含有されてない表面層領域１０６とから成る
層構造を有する。

第一の層領域軸１０３と表面層領域１０６との間に設け
られている層領域１０５には第■族原子は含有されてい
るが窒素原子は含有されてない。

第一〇層領域■１０３に含有される窒素原子、或いは第
二の層領域（ｌＩＤ１０４に含有される第■族原子は、
各層領域に於いて、層厚方向には連続的に均一に分布し
、支持体１０１の表面に実質的に平行な面内に於いては
連続的に且つ実質的に均一に分布されるのが好捷しいも
のである。

第１図に示す場合の列の様な本発明の光導電部材に於い
ては、非晶質層１０２の表面部分には、窒素原子及び第
■族原子が含有されない層領域（第１図に示す表面ノー
領域１０６に相当）を有するが、第■族原子は含有され
ているが、窒素原子は含有されない層領域（第１図に示
す層領域１０５）は必ずしも設けられることを要しない
。

即ち、例えば第１図に於いて、第一の層領域１０３軸と
第二の層領域（Ｉ［［）１０４とが同じ層厚の層領域で
あっても良いし、又、第一〇層領域■１０３の中に第二
の層領域（ｌＩｆ）１０４が設けられても良いものであ
る。

本発明の光導電部材に於いては、第一〇層領域軸には、
窒素原子の含有によって、高暗抵抗化及び高感度化と、
非晶質層が直接設けられる支持体との間の密着性の向上
が重点的に計られ、表面層領域には窒素原子を含有させ
ずに耐湿性。

耐コロナイオン性の一層の向上が重点的に計られている
。

殊に、第１図に示す光導電部材１００の様に、非晶質層
１０２が、窒素原子を含有する第一の層領域Ｎ）１０３
、第■族原子を含有する第二の層領域［）１０４、窒素
原子の含有されていない層領域１０５、及び窒素原子及
び第■族原子の含有されていない表面層領域１０６とを
有し、第一の層領域■１０３と第二の層領域（［Ｄ１０
４とが共有する層領域を有する層構造の場合に、より良
好な結果が得られる。

本発明の光導電部材に於いては非晶質層の一部を構成し
窒素原子の含有される第一の層領域Ｎは、１つには非晶
質層の支持体との密着性の向上を計る目的の為に、又、
非晶質層の一部を構成し第■族原子の含有される第二の
層領域面は、１つには、非晶質層の自由表面側よシ帯電
処理を施された際、支持体側よシ非晶質層の内部に電荷
が注入されるのを阻止する目的の為に夫々、非晶質層の
一部として支持体と非晶質層とが接合する層領域として
、少なくとも互いの一部を共有する構造で設けられる。

又、別には第二の層領域（ト）の支持体と、或いは第二
の層領域（６）の上に直接設けられる層領域との密着性
の向上ケよシ一層効果的に達成するには、第一の層領域
軸を支持体との接触界面から、第二の層領域１１［Ｉ）
全内包する様に設ける□。詰シ、支持体との接触界面か
ら第二の層領域価の上方まで延在させて第二０層領域（
２）を含んだ層構造となる様に第一の層領域軸を非晶質
層中に設けるのが好ましいものである。

本発明において、非晶質層を構成する第二の層領域（２
）中に含有される周期律表第■族に属する原子として使
用されるのは、Ｂ（硼素）、ｕ（アルミニウム）、Ｃ＝
（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｔｚ（タリウム）
等でアシ、殊に好適に用いられるのはＢ　、　Ｇａであ
る。

本発明において、第二の層領域価中に含有される第■族
原子の含有量としては、本発明の目的が効果的に達成さ
れる様に所望に従って適宜法められるが、層領域＠）に
於いて、通常は３０〜５　Ｘ　１０　’ａｔｏｍｉｃ　
ｐｐｍ　、好ましくは５０〜１×１０４１０４ａｔｏ　
ｐｐｍ、最適には１００〜５　Ｘ　１０’ａｔｏｍｉｃ
　ｐｐｍとされるのが望ましいものである。

第一の層領域軸中に含有される窒素原子の量に就ても形
成される光導電部材に要求さるる特性に応じて所望に従
って適宜法められるか、通常ノ場合、０．００１〜５０
　ａｔｏｍｉｃ％、好ましくは、０．００２〜４０　ａ
ｔｏｍｉｃ％、最適には０．００３〜３０ａｉｏｍｉｅ
　Ｘとされるのが望ましいものである。

本発明の光導電部材に於いては、第■族原子の含有され
ている層領域（２）の層厚ｔＢと（第１図では層領域１
０４０層厚）、層領域価の上に設けられた、層領域面を
除いた部分の層領域（第１図では層領域１０６）の層厚
Ｔとは、その関係が先に示した様な関係式を満足する様
に決められるものであるが、より好ましくは、先に示し
た関係式の値が０．３５以下、最適には０．３以下とさ
れるのが望ましい。

本発明に於いて、第■族原子の含有される層領域面の層
厚ｔｎとしては、通常は３０λ〜５μ、好適には４０λ
〜４μ、最適には５０λ〜３μとされるのが望ましいも
のである。

又、前記層厚Ｔと層厚ｔＢとのオＩＩ（Ｔ＋ｔｎ）とし
ては、通常は１〜１００μ、好適には１〜８０μ、最適
には２〜５０μとされるのが望ましいものである。

窒素原子の含有される層領域軸の層厚ｔｏとしては、少
なくともその一部の層領域を共有する層領域（ト）の層
厚ｔＢとの関係に於いて適宜所望する目的に従って決定
されるのが望ましい。即ち、層領域（２）と、該層領域
面と直に接触する支持体との間の密着性の強化を計る目
的であれば、層領域軸は、層領域面の支持体側端部層領
域に少なくとも設けられてあれば良いから、層領域（へ
）の層厚ｔｏとには高々層領域亜の層厚ｔＢ分だけあれ
ば良い。

又、層領域（２）と該層領域佃）上に直に設けられる層
領域（第１図で示せば層領域１０６に相当する）との間
の密着性の強化を計るのであれば、層領域軸は層領域［
相］の支持体の設けである側とは反対の端部層領域に少
なくとも設けてあれば良いから、層領域軸の層厚ｔｏと
しては、高々、層領域ａ）の層厚ｔＢ分だけあれば良い
。

更に、上記２つの点を満足する場合を考慮すれば層領域
軸の層厚ｔｏとしては、少なくとも層領域（２）の層厚
ｔｎだけある必要があシ、且つ、この場合は、層領域ド
中に層領域（２）が設けられた層構造とされる必要があ
る。

鳩領域価と、該層領域［相］上に直に設けられる層領域
との間の密着性を一層効果的に計るには層領域■を層領
域１ｍの上方（支持体のある側とは反対方向）に延在さ
せるのが好ましいものである。

本発明に於いて、層厚ｔＯとしては上記した点を考黙し
つつ所望に従って適宜法められるが、通常の場合１０λ
〜１０μ、好適には２０人〜８μ、最適には３０人〜５
μとされるのが望聾しいものである。

本発明において使用される支持体としては、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、Ｎｉ０ｒ　、ステンレス。

ｋｅ　、　Ｏｒ　、　Ｍｏ　、　Ａｕ　、　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、Ｎｉ０ｒ。

Ａｅ、Ｏｒ、Ｍｏ、Ａｕ、　Ｉｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｔ
ｉ　、Ｐｔ、Ｐｄ。

ＩｎｔＯ，、８ｎＯ，、ＩＴＯ（Ｉｎ、Ｏ，、＋　Ｓｎ
Ｏ，）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、Ｎｉ０ｒ　、　Ａｅ、　Ａｇ　、　Ｐｂ
　、　Ｚｎ　、　Ｎｉ　、Ａｕ　。

Ｏｒ、Ｍｏ、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、所望通りの光４’！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
あれは可能な限り薄くされる。面乍ら、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、１０μ以上とされる。

本発明において、ａ−８ｉ　（ｌ（、Ｘ）で構成される
非晶質層を形成するには例えばグロー放電法、スパッタ
リング法、或いはイオンプレーナイ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−８ｉ　（Ｈ，Ｘ）で構成される
非晶質層を形成するには、基本的にはシリコン原子（８
ｉ）を供給し得る８ｉ供給用の原料ガスと共に、水素原
子（Ｉ−０導入用の又は／及びハロゲン原子（Ｘ）導入
用の原料ガスを、内部が減圧にし得る＊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−８ｉ（Ｈ，
Ｘ）から成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　、　Ｈｅ等の不
活性ガス又はこれ等のガスをベースとした混合ガスの雰
囲気中でＳｉで構成されたターゲットをスパッタリング
する際、水素原子（Ｈ）又は／及びノ・ロゲン原子（Ｘ
）導入用のガスをスパッタリング用の堆積室に導入して
やれば良い〇 本発明において、必璧に応じて非晶質層中に含有される
ハロゲン原子（Ｘ）としては、具体的にはフッ素、塩累
、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。

本発明において使用されるＳｉ供給用のＪＩＪ、料ガス
としては、８１Ｈ４、Ｓｔ、Ｈ’、　、　８ｓ、Ｈ！ｌ
、　Ｓｔ、Ｈ，。等のガス状態の又はガス化し得る水素
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、層作成作業の扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良
さ等の点でＳ　ｓ　Ｈ４、Ｓｔ　２　Ｈ６が好ましいも
のとして挙けられる。

本発明において使用されるハロゲン原子導入用の原料ガ
スとして有効なのは、多くのハロゲン化合物が挙けられ
、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、ハロゲン原子を當
む硅素化合物も有効なものとして本発明においては挙け
ることが出来る。

本発明において好適に使用し得るハロゲン化　　　゛金
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　、　０１Ｆ、　０ＩＦ３゜Ｂ
ｒＦ、　、　ＢｒＦ、　、　ＩＦ、　、　ＩＦ’、　、
　ＩＯ１！、　ＩＢｒ等のハロゲン間化合物を挙げるこ
とが出来る＠ ハロゲン原子を含む硅素化合物、所謂、ハロゲン原子で
置換されたシラン誘導体としては、具体的には例えば８
ｉＦ、　、　Ｓ、ｉ、Ｆ６．　Ｓｉｎ／、　、　８ｉＢ
ｒ４等のハロゲン化硅素が好ましいものとして挙げるこ
とが出来る。

この様なハロゲン原子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、８ｉを供給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、所定の支持体上にハロゲン
原子を含むａ−８ｉから成る非晶質層を形成する事が出
来る。

グロー放電法に従って、ハロゲン原子を含む非晶質層を
形成する場合、基本的には、Ｓｉ供給用の原料ガスであ
るハロゲン化硅素ガスとＡｒ　。

Ｈ，、Ｈｅ等のガス等を所定の混合比とガス流量になる
様にして非晶質層を形成する堆積室に導入し、グロー放
電を生起してこれ等のガスのプラズマ雰囲気全形成する
ことによって、所定の支持体上に非晶質層を形成し得る
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ｔ−冨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、各ガスは単独様の与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−８ｉ（Ｈ，Ｘ）から成る非晶質層を形成する
には、例えばスパッタリング法の場合には８ｉ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（ＢＢ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、Ｈ２、或いは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、ハロゲン原子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、ＨＦ　、　ＨＯｅ　。

ＨＨｒ　、　ＨＩ等のハロゲン化水素、５ｉＨ２Ｆ、　
、　８ｉＨ２Ｉ、　。

５ｉＨ２０／、　、　８ｉＨＯｅ、　、　８ｉＨ，Ｂｒ
ｌ　、　５ｉＨＢｒ、等のハ（ｆｆ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非晶質層形成
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、非晶質層形成
の際に層中にハロゲン原子の導入と同時に電気的或いは
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原子導入用の原
料として使用される。

水素原子を非晶質層中に構造的に導入するには、上記の
他にＨ７、或いはＳｉＨ，、Ｓｔ、Ｈ６，５ｉ３Ｈ，。

８ｉ、Ｈ，ｏ等の水素化硅素のガスを８ｉを供給する為
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、Ｓｉターゲ
ットを使用し、ハロゲン原子導入用のガス及びＨ，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８ｉタ
ーゲツトをスパッタリングする事によって、基板上にａ
−８ｉ（Ｈ，Ｘ）から成る非晶質層が形成される。

更には、不純物のドーピングも兼ねてＢ、Ｈ，等のガス
を導入してやることも出来る。

本発明において、形成される光導電部材の非晶質層中に
含有される水素原子（）Ｉ）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（ｆ（＋Ｘ
）は通常の場合１〜４０　ａｔｏｍｉｃ　％、好適には
５〜３０　ａｔｏｍｉｃ％とされるのが望ましい。

非晶質層中に含有される水素原子（Ｈ）又は／及びハロ
ゲン原子（Ｘ）の量を制御するには、例えば支持体温度
又は／及び水素原子（Ｈ）、或いはハロゲン原子（Ｘ）
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〇 非晶質層に、第■族原子を含有する層領域（１）及び窒
素原子を含有する層領域（Ｎ）を設けるには、グロー放
電法や反応スパッタリング法等による非晶質層の形成の
際に、第１族原子導入用の出発物質及び窒素原子導入用
の出発物質を夫々前記した非晶質層形成用の出発物質と
共に使用して、形成される層中にその蓋を制（財）し乍
ら含有してやる事によって成される。

非晶質層を構成する、窒素原子の官有される層領域（Ｎ
）及び第１族原子の官有される層領域（１）　ｋ夫々形
成するのにグロー放電法奮用いる場合、各層領域形成用
の原料ガスとなる出発物質としては、前記した非晶質層
形成用の出発物質の中から所望に従って選択されたもの
に、窒素原子導入用の出発物質又は／及び第１族原子導
入用の出発物質が加えられる。その様な窒素原子導入用
の出発物質又は第１族原子導入用の出発物質としては、
少なくとも窒素原子或いは第■族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の
中の大概のものが使用され得る。

例えは層領域（Ｎ）を形成するのであれば、シリコン原
子（８ｉ）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量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、或い
は、シリコン原子（８ｉ）を構成原子とする原料ガスと
、シリコン原子（Ｓｉ）、ｉ素原子（Ｎ）及び水素原子
（ｌ（）の３つを構成原子とする原料ガスとを混合して
使用することが出来る。

又、別には、シリコン原子（８ｉ）と水素原子（Ｈ）と
を構成原子とする原料ガスに窒素原子（５）を構成原子
とする原料ガスを混合して使用しても良い。

窒素原子導入用の原料ガスとなる出発物質としては、窒
素（Ｎｔ）、アンモニア（Ｎ）Ｔ３）　、ヒドラジン（
Ｈ，ＮＮＨ，）　、アジ化水素＜ＨＮｓ）、アジ化アン
モニウム（ＮＨ４Ｎｇ　）等のガス状の又はガス化し得
る窒素、窒化物及びアジ化物等の窒素化合物を挙げるこ
とが出来る〇 この他に、窒素原子の導入に加えて、ノーロゲン原子の
導入も行えるという点から、三弗化室７ 素（Ｉ”ｊＮ）、四弗化窒素（Ｆ４Ｎｔ）　　、二弗化
二窒素（Ｎ２に’２）　、　７　シ化弗素（ＦＮ、）、
７ジ化塩ｘ　＜　ＯｅＮ、）アジ化臭素（ＨｒＮ、　）
　、　　アジ化ヒドラジニウム（Ｎｔ　Ｈｓ　Ｎｓ　）
等のハロゲン宮有屋素化合物を挙げることが出来る。

層領域（１）をグロー放を法を用いて形成する場合に第
■族原子導入用の出発物質として、本発明において有効
に使用されるのは、硼素原子導入用としては、Ｂ２Ｆ１
６　、Ｂ４ＨＩＯ、ＢＩＨ＠　、１１５Ｈ１１，’Ｂ６
Ｈ１ｏ。

Ｂ１１ＨＩｔ　、Ｂ１１Ｈ１４等の水素化硼素、ＢＰ、
　、　ＢＣｌ２．　ＢＢｒ、等のハロゲン化硼素等が挙
げられる。この他、Ａ１０／、　、　Ｇａｐ／、　、　
Ｇａ　（ＯＨ，）、　、　Ｉｎｋ／３．　Ｔｒｏｔ、等
も挙げることが出来る。

第■族原子を含有する層領域（璽）に導入される第■族
原子の官有前は、堆積室中に流入される第■族原子導入
用の出発物質のガス流量、ガス流量比、放電パワー、支
持体温度、堆積室内の圧力等音制御することによって任
意に制御され得る。

スパッターリング法によって、室索原子ケ含８ 有する層領域（Ｎ）を形成するには、単結晶又は多結晶
のＳｉウェーハー又は８ｉ、Ｎ、ウェーハー、又はＳｔ
とＳｉ、Ｎ、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
ッターリングすることによって行えは良い。

例えは、Ｓｉウェーハーをターゲッ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、心壁に応じて稀釈ガス
で稀釈して、スパッター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８ｉウエーノ・−
をスパッターリングすれば良い。

又、別には、８ｉと８ｉ３Ｎ、とは別々のターゲットと
して、又は８ｉと８ｉ、Ｎ、の混合した一枚のターゲッ
トを使用することによって、スパッター用のガスとして
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ッターリングすることによって成
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蓋索原子導入用の原料ガ
スが、スパッターリングの場合にも有効なカスとして使
用され得る。

本発明に於て、非晶質層をクロー放電法又はスパッター
リング法で形成する際に使用される稀釈ガスとしては、
ＰＩＴｉｉ１１稀ガス、例えばＨｅ　、　Ｎｅ　。

Ａｒ等が好適なものとして挙げることが出来る。

本発明の光導電部材に於いては、窒素原子が含有される
層領域は、更に酸素原子を含有させて、窒素原子と酸素
原子が官有されている層領域（Ｎ、０）としても良い。

窒素原子の官有される層領域に酸素原子を化学構造的に
？ｔＷさせることによって、非晶質層と支持体との間に
於ける密着性が一層向上させ得ると共に、一層の暗抵抗
の増大を計ることが出来る。

層領域（Ｎ）に酸素原子を導入するには、層領域（Ｎ）
を形成する際に酸素原子導入用の出発物質をガス状態で
真空堆積装置内に導入してやれば良い。

或いは、反応スパッターリング法によって層領域（Ｎ）
を形成する場合には、前述した層領域（Ｎ）の形成法に
於いて８ｉ０．ターゲットを使用するか、又は、Ｓｉ　
、　８ｉ３Ｎ４等と共に８　ｉｏ、が混合されているタ
ーゲラトラ使用することによって、形成される層領域（
Ｎ）中に酸素原子を含有させる事が出来る。

層領域（Ｎ、０）ｋ形成する際の酸累原子導入用の原料
ガスとなる出発物質としては具体的には、例えば酸素（
０り、オゾン（Ｏｓ）、−酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒
素（ＮＯｔ　）−−二酸化窒素（ＮｔＯ）、三二酸化窒
素（Ｎ２Ｏ３）　、四三酸化窒素（ＮｔＯ４）、三二酸
化窒素（Ｎｔｅｗ）　、三酸化窒素（Ｎ０ｘ）　。

シリコン原子（Ｓｉ）と酸素原子（０）と水素原子（Ｈ
）とを構成原子とする、例えば、ジシロキサンＨ，８ｉ
（Ｊ８ｉＨ８，）ジシロキサンＨ３Ｓ　ｉｔｓ　ｉＨ，
０８ｉＨ３等の低級シロキサン等を挙げることが出来る
。

次に、第２図にグロー放電分解法による光導電部材の製
造装置を示す。

図中の２．０２，２０３，２０４，２０５，２０６のガ
スボンベには本発明の夫々の層領域を形成するための原
料ガスが密封されておｐｌその１例としてたとえは２０
２は、Ｈｅで稀釈されたＳｉＨ，ガス（純度９９．９９
９％、以下Ｓ　ｉ　Ｈ４／Ｈｅと略す。）ボンベ、２０
３はＨｅで稀釈されたＨ、）ｌ、ガス（純度９９．９９
９％、以下ＢｔＨａ／Ｈｅと略す。）ボンベ。

２０４はＨｅで稀釈された８ｉｔＨＩＩガス（純度９９
．９９％。

以下Ｓｉ、Ｈ，／）（ｅと略す。）ボ／べ、２０５はＮ
Ｈ。

ガス（純度９９．９９９％）ボンベ、２０６はＨｅで稀
釈されたＳｉＦ、ガス（純度９９．９９９　％　、以下
ＳｉＦ、／Ｈｅと略す。）ボンベである〇 これらのガスを反応室２０１に流入させるにはガスボン
ベ２０２〜２０６のパルプ２２２〜２２６゜リークパル
プ２３５の夫々が閉じられていることを確認し、又、流
入パルプ２１２〜２１６、流出パルプ２１７〜５２２１
．補助パルプ２３２の夫々が開かれていることを確認し
て先づメインバルブ２３４を開いて反応室２０１、ガス
配管内を排気する。次に真空計２３６の読みが約５Ｘ１
０−６ｔｏｒｒになった時点で補助パルプ２３２，２３
３、流出バルブ２１７〜２２１を閉じる。

基体シリンダー２３７上に非晶質層全構成する層領域（
１）を形成する場合の１例をあげると、ガスボンベ２０
２よ＃）　８ｉＨ４／Ｈｅガス、ガスボンベ２０３よｐ
　Ｂ、Ｈ，／Ｈｅガスを、ノ（ルプ２２２，２２３を開
いて出口圧ゲージ２２７，２２８の圧をＩＩｃｇ／ｃＩ
ＩＬ＝に調整し、流入パルプ２１２，２１３を徐々に開
けて、マスフロコントローラ２０７，２０８内Ｋｉ人さ
せる。引き続いて流出バルブ２１７，２１８、補助パル
プ２３２を徐々に開いて夫々のガスを反応室２０１に流
入させる。このときの５ｉ）ｆ４／Ｈｅガス流量とＢ、
Ｈ，／Ｈｅガス流量との比が所望の値になるように流出
バルブ２１７，２１８を調整し、又、反応室内の圧力が
所望の値になるように真空計２３６の読みを見ながらメ
インパルプ２３４の開口を調整する０そして基体シリン
ダー２３７の温度が加熱ヒーター２３８により５０〜４
００℃の温度に設定されていることを確認した後、電源
２４０を所望の電力に設定して反応室２０１内にグロー
放′１！を生起ぢせて層領域（１）　’に支持体上に形
成する。

層領域（Ｎ）を形成するには層領域（１）の形成の際に
使用したＢ、Ｈ，／Ｈｅガスのかわりに又は該ガスに加
えてＮＨ，ガスを用いて層形成を行なう。

夫々の層全形成する際に必要なガス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２０１内、
流出バルブ２１７〜２２１から反応室２０１内に至る配
管内に残留することを避けるために、流出バルブ２１７
〜２２１を閉じ補助パルプ２３２，２３３を開いてメイ
ンバルブ２３４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なう。

又、層形成を行なっている間は層形成の均一化を計るた
め基体シリンダー２３７はモータ２３９により一定速度
で回転させる。

以下実施例について説明する。

実施例１ 第２図に示した製造装置により、アルミニウム基板上に
、以下の条件で層形成を行った。

第１表 こうして得られた像形成部材を帯電露光現像装置に設置
し、■５ＫＶでＱ、２ｓｅｃ間コロナ帯電ヲ行い直ちに
光像を照射した。光源はタングステンランプを用い、１
．Ｑ　ｌ！ｕｘ−ｓｅａの光量を、透過型のテストチャ
ートを用いて照射した。その後直ちに（→荷電性の現像
剤（トナーとキャリアを含む）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
。

このようにして得られたトナー像を、一旦ゴムブレード
でクリーニングし、再び上記作像クリーニング工程を繰
り返した。繰り返し回数１０万回以上行っても画像の劣
化ばみられなかった。

実施例２ 実施例１において像形成部材の作製の第１段階テＨｅガ
スで１００００　Ｖｐｐｍに稀釈したＢ、ｒ］、ガス並
びにＮＨ，ガスの流量を各々、変化させた他は全く同様
の作製条件で像形成部材を作製し、その後実施例１と同
様の方法で評１ｉ１１１を行った。

（ＩＭＡ法）により分析した。

上記の結果を第２表に示す。

第２表 １）表中、窒素及び硼素の含有量は作製の第１段階にお
いて各々層中に含有される量を示す。

２）◎　非常に良好 ○良好 △　実用的に充分使用し得る ×（ａ）　　画質が劣る ×（ｂ）　　膜の剥離が生じ易い 実施例３ 第２図に示した製造装置によりアルミニウム基板上に以
下の条件で層形成を行った。

第３表 作製した像形成部材について実施例１と同様の方法で評
価したところ第４表に示す様な結果を得た。

第　　４　　表 評価基準二〇　非常に良好 ○　　良　　好 Δ　実用的に充分である ×　実用上画質が劣る 実施例４ 第２図に示した製造装置により、アルミニウム基板上に
以下の条件で層形成を行った。

第　　５　　表 この様にして得られた像形成部材について実施例１と同
様の方法により評価を行ったところ良好な結果が得られ
た。

実施例５ 第２図に示した製造装置により、アルミニウム基板上に
以下の条件で層形成を行った。

第　　６　　表 この様にして得られた像形成部材について実施例１と同
様の方法で評価したところ、良好な結果が得られた。

実施例６ 笥７表に示す条件のもとで像形成部材を作製した後、実
施例１と同様の方法でｄ′Ｐ価したところ良好な結果が
得られた。

第７表 実施例７ 第８表に示す条件のもとて像形成部材を作製した後、実
施例１と同様の方法で評価したところ良好な結果が得ら
れた。

第　　８　　表 実施例８ 第２図に示した製造装置によりアルミニウム基板上に以
下の条件で層形成を行った。

第　　９　　表 作製した像形成部側について実施例１と同様の方法で評
価したところ第１０表に示す）柔な結果を得た。

＠ｌＯ表 評価基準二〇　非常に良好 ○　　良　　好 △　実用的に充分である ×　実用上画質が劣る

【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努態棟例の
層構造を模式的に示した模式的層構成図、第２図は、本
発明の光導電部材を製造する為の装置の一例を示す模式
的説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 α）光導電部材用の支持体と、シリコン原子を母体とす
   る非晶質材料で構成され、光導電性を示す非晶質層とを
   有する光導電部材において、前記非晶質層が、構成原子
   として窒素原子を含有する第一の層領域と、構成原子と
   して周期律表第■族に属する原子を含有する第二の層領
   域とを有し、これ等は、少なくとも互いの一部を共有し
   て前記支持体側の方に内在されており、前記第二の層領
   域の層厚ヲｔＢとし、前記非晶質層の層厚と第二の層領
   域の層厚ｔｎとの差をＴとすれば ｔＢ／（Ｔ＋ｔＢ）≦０．４ の関係が成立している事を特徴とする光導電部材。