JPS60105280A - Amorphous semiconductor device - Google Patents

Amorphous semiconductor device

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JPS60105280A
JPS60105280A JP58212500A JP21250083A JPS60105280A JP S60105280 A JPS60105280 A JP S60105280A JP 58212500 A JP58212500 A JP 58212500A JP 21250083 A JP21250083 A JP 21250083A JP S60105280 A JPS60105280 A JP S60105280A
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JP
Japan
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layer
film
elements
amorphous
containing silicon
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JP58212500A
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Japanese (ja)
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Hidekazu Kaga
英一 加賀
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/09Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/095Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation comprising amorphous semiconductors

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Abstract

PURPOSE:To obtain the titled device, charge potential thereof is sufficient, residual potential thereof does not rise and which has excellent repetitive characteristics and is particularly proper as a photosensitive body for electrophotograph, by forming an amorphous film containing silicon in four layer structure and giving the specific resistance values of each layer specific relationship. CONSTITUTION:An amorphous film 12 containing silicon is formed on a substrate 11, and the film 12 is formed in multilayer structure, and has a first layer 13, a second layer 14, a third layer 15 and a fourth layer 16 in the direction of film thickness from the substrate 11 side. When the specific resistance values of these each layer 13, 14, 15, 16 are represented by rho I , rhoII, rhoIII, rhoIV, the relationship of rho I <rhoIII<rhoII<rhoIV is satisfied. Said amorphous film 12 shall contain elements such as hydrogen or hydrogen and a halogen element, and the layers except the third layer 15 shall contain one or more of elements of IIIa group elements, Va group elements, nitrogen, carbon and oxygen and the third layer 15 one or more of elements of the IIIa group elements.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、支持体上に珪素を含む非晶質膜を形成してな
る非晶質半導体装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an amorphous semiconductor device in which an amorphous film containing silicon is formed on a support.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

近年、複写機、レーサビームプリンタ等の電子写真装置
において、画像が形成される材料として、従来のアモル
ファスセレン、酸化亜鉛、硫化カドミウム等に代わって
、珪素を含む非晶質材料が注目されている。こ′i1.
ば、機械的強度および耐熱性にすぐれ、可視領域に亘っ
て高い光感度を有するという特徴をもっている。
In recent years, amorphous materials containing silicon have been attracting attention as materials on which images are formed in electrophotographic devices such as copying machines and laser beam printers, replacing conventional amorphous selenium, zinc oxide, cadmium sulfide, etc. . This'i1.
For example, it has excellent mechanical strength and heat resistance, and has high photosensitivity over the visible region.

しかしながら、反面この珪素を含む非晶質材料は、単独
では常温において低い固有抵抗しか持っていないので、
電子写真用途ではその表面での電荷保持能が十分でない
という問題があった。
However, on the other hand, this amorphous material containing silicon only has a low resistivity at room temperature, so
In electrophotographic applications, there has been a problem in that the charge retention ability on the surface is insufficient.

そこで、珪素を含む非晶質膜を多層構造とし、膜表面に
保持される電荷の中和を防止するためにp型もしくはn
型の一導電型の半導体層による電荷注入阻止層を形成し
、または炭素、窒素もしくは酸素を添加した高抵抗膜を
設けることが考えられている。
Therefore, the amorphous film containing silicon is made into a multilayer structure, and in order to prevent the neutralization of charges held on the film surface, p-type or n-type
It has been considered to form a charge injection blocking layer using a semiconductor layer of one conductivity type, or to provide a high resistance film doped with carbon, nitrogen, or oxygen.

しかし、前者の電荷注入阻止層を設けたものでは、残留
電位を生ずることなく繰反し使用に耐え得るものの、十
分な帯電電位が得られないという欠点がある。筐た、後
者の冒抵抗膜を設けたものでは光照射によって生ずる電
荷担体の自由な移動をも阻止してしまい、残留電位が上
昇し繰返し使用に耐えないという欠点があった。
However, although the former type provided with a charge injection blocking layer can withstand repeated use without generating residual potential, it has the disadvantage that a sufficient charging potential cannot be obtained. However, the latter case provided with a resistance film also blocked the free movement of charge carriers caused by light irradiation, resulting in an increase in residual potential and a drawback that it could not withstand repeated use.

そのため、従来の珪素を含む非晶質膜を利用した場合は
、電子写真用途にばあまυ適さなかった。
Therefore, when conventional amorphous films containing silicon were used, they were not suitable for electrophotographic applications.

〔発明の目的〕 本発明は上述した事情にもとづいてなされたもので、帯
電々位も十分であり残留電位の上昇を生ずることなく繰
返し特性にすぐれた、特に電子写真用感光体として好適
な非晶質半導体装置を提供することを目的としている。
[Object of the Invention] The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and provides a non-contact material particularly suitable as a photoreceptor for electrophotography, which has a sufficient charging potential, does not cause an increase in residual potential, and has excellent repeatability. The purpose is to provide a crystalline semiconductor device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は上述した目的を達成するために、支持体上に珪
素を含む非晶質膜を形成してなる非晶質半導体装置にお
いて、前記珪素を含む非晶質膜は実質的にその膜厚方向
に前記支持体側から第1層、第2層、第3層および第4
層の多層構造を有し、かつこれら第1層、第2層、第3
層および第4層の固有抵抗値をそれぞれρI。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an amorphous semiconductor device comprising an amorphous film containing silicon formed on a support, in which the amorphous film containing silicon substantially has a film thickness of The first layer, the second layer, the third layer and the fourth layer from the support side in the direction
It has a multilayer structure of layers, and these first layer, second layer, third layer
The specific resistance values of the layer and the fourth layer are respectively ρI.

ρ■1ρ■、ρ■としたときにρ■くρ■u<ρII<
ρIVとしたものである。
When ρ■1ρ■, ρ■, ρ■kuρ■u<ρII<
ρIV.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

一般に珪素を含む非晶質膜は、その膜中に種々の元素を
含有させることにより、その固有抵抗値を制御すること
ができる。
Generally, the specific resistance value of an amorphous film containing silicon can be controlled by incorporating various elements into the film.

たとえば、膜中に周期律表第111a族もしくは第va
族元素を含む場合は、p型もしくはn型の半導体となっ
て、これら元素の添加量に応じてその固有抵抗値は低下
する。また、膜中に炭素、窒素もしくは酸素を含む場合
は、その禁制帯幅が増加し、その固有抵抗値が増える。
For example, in the film, there is a group 111a or va of the periodic table
When it contains group elements, it becomes a p-type or n-type semiconductor, and its specific resistance value decreases depending on the amount of these elements added. Furthermore, when the film contains carbon, nitrogen, or oxygen, its forbidden band width increases and its specific resistance value increases.

さらに、上述の周期律表第■a族もしくfd第Va族の
いずれか一方の族にノーする元素に加えて、炭素、窒素
もしくは酸素を含有することにより、膜の固有抵抗値を
制御できる。この場合は、その固有抵抗値は各元素の含
有率によって低下又は増加する。
Furthermore, the specific resistance value of the film can be controlled by containing carbon, nitrogen, or oxygen in addition to the elements that belong to either Group A or Group Va of the periodic table mentioned above. . In this case, the specific resistance value decreases or increases depending on the content of each element.

さて、第1図は、本発明による非晶質半導体装置を電子
写真感光体10に適用した場合の、その断面図を示すも
のである。
Now, FIG. 1 shows a cross-sectional view of an electrophotographic photoreceptor 10 in which an amorphous semiconductor device according to the present invention is applied.

支持体11としては、円筒状もしくは平板状のアルミニ
ウム、ステンレス等導電性基板が用いられるが、その形
状は使用目的に応じて任意である。
As the support 11, a cylindrical or flat conductive substrate made of aluminum, stainless steel, etc. is used, but its shape is arbitrary depending on the purpose of use.

この支持体ll上には珪素を含む非晶質膜12が形成さ
れている。この膜12は実質的に多層構造となっていて
、支持体11側から膜厚方向にそれぞれ第1層13.第
2I脅14.第3層15および第4ノΔ16を有してい
る。
An amorphous film 12 containing silicon is formed on this support 11. This film 12 has a substantially multilayer structure, with first layers 13 . 2nd I Threat 14. It has a third layer 15 and a fourth layer Δ16.

そしてこれらの各層13,14,15.16は、それぞ
れの固有抵抗値をρ1.ρ■、ρ+n >よびρIV 
とすると、ρlくρ1m<ρ■〈ρ■なる関係を満足し
ている。
Each of these layers 13, 14, 15.16 has a specific resistance value of ρ1. ρ■, ρ+n > and ρIV
Then, the relationship ρl×ρ1m<ρ■<ρ■ is satisfied.

そして、最も固有抵抗値(ρI)の低い第1層13は、
周期律表第1a族もしくは第■a族に属する少なくとも
1つの元素を10 原子係以上含有し、p型もしく i
 n型の低抵抗化した非晶質珪素膜であり、支持体11
からの電子もしくは正孔の注入を阻止する役割金持って
いる。
The first layer 13 with the lowest specific resistance value (ρI) is
Contains at least one element belonging to Group 1a or Group Ⅰa of the periodic table in an amount of 10 or more atoms, and is p-type or i
It is an n-type low-resistance amorphous silicon film, and the support 11
Gold plays a role in blocking the injection of electrons or holes from the surface.

なお、この第17曲12には、炭素、窒素もしくは酸素
の中から選ばれる少なくとも1つ以上の元素をさらに添
加することに、!:9、その固有抵抗値の制御が容易に
なる。
In addition, in this 17th song 12, at least one element selected from carbon, nitrogen, or oxygen is further added! :9, the specific resistance value can be easily controlled.

−また、固有抵抗値の最も大きい第47帝16は、炭素
、窒素もしくは酸素の中から選ばれる少なくとも1つ以
上の元素を含み、膜中の珪素の−部を炭化、盆化もしく
は酸化させることにLす、光学的県側帯幅を増加させ、
茜抵抗化てせた”ものである。これによって、膜の自由
空間に対する安定性、機械的強度忙増加させ、なおかつ
可視光の透過率を十分大きくして不要光反射紫なぐす役
割をもつ。
- Also, No. 47 16, which has the highest specific resistance value, contains at least one or more elements selected from carbon, nitrogen, or oxygen, and carbonizes, oxidizes, or oxidizes the silicon in the film. Increasing the optical width of the lateral band,
It has the function of increasing the stability and mechanical strength of the film in free space, and also has the role of sufficiently increasing the transmittance of visible light to reduce the reflection of unnecessary light.

なお、この第4層に、周期律表第nT a族もしくは第
Va族に属する元素を微量(10原子嘱以下)含有させ
ることも有効である。
Note that it is also effective to contain a trace amount (10 atoms or less) of an element belonging to group nTa or group Va of the periodic table in this fourth layer.

さらに、固有抵抗値が第1層13よりも大きく、第4層
16よりも小さい部分である。第2屑14および第3層
15は、その固イj”抵抗値の大小関係にρ■くρ■と
なっている。
Furthermore, the specific resistance value is larger than that of the first layer 13 and smaller than that of the fourth layer 16. The second scrap 14 and the third layer 15 have a resistance value ρ■ by ρ■ depending on the magnitude relationship of their resistance values.

このうち、第3層15は、一般に真性領域爬われるもの
で、価電子制御のための添加物は無いか、あるいは周期
律表第■a族元素を微量(10’原子チ以下)含有させ
た領域である・また、第2層14は、膜中に炭素、窒素
もしくは酸素の中から選ばれた1種以上の元素を含むも
のであるが、その固有抵抗値ρ■は、第4層16の固有
抵抗(1fptv以下であジ、第3層15の固有抵抗値
ρ■以上であることが必要である。
Of these, the third layer 15 is generally in the intrinsic region, and either contains no additives for controlling valence electrons, or contains a trace amount (10' atoms or less) of an element of group IV of the periodic table. In addition, the second layer 14 contains one or more elements selected from carbon, nitrogen, or oxygen in the film, and its specific resistance value ρ■ is the same as that of the fourth layer 16. The resistance (needs to be less than 1 fptv and more than the specific resistance value ρ■ of the third layer 15).

なお、この第2層14中に、周期律表第111a族もし
くは第Va族に属する元素を含有させることも有効であ
る。
Note that it is also effective to contain an element belonging to Group 111a or Group Va of the periodic table in this second layer 14.

さて、これら第2層14、第3層15は、この非晶質膜
12を電子写真用感光体として使用しfc場合に、感光
体としての帯電能および光電特性を決定する要素となっ
ている。
Now, when this amorphous film 12 is used as an electrophotographic photoreceptor, these second layer 14 and third layer 15 are elements that determine the charging ability and photoelectric characteristics of the photoreceptor. .

すなわち、第2層工4および第3層15のそれぞれの絶
縁耐圧の直列の和で帯電電位が決定され、また光照射に
よって生ずる電荷担体の数およびその輸送能によって光
電特性および繰返し特性が決定される。
In other words, the charging potential is determined by the series sum of the dielectric strength voltages of the second layer 4 and the third layer 15, and the photoelectric characteristics and repeatability are determined by the number of charge carriers generated by light irradiation and their transport ability. Ru.

このうち、絶縁耐圧は炭素、窒素もしくは酸素の中から
選ばれる少なくとも一種以上の元素を含有させた第2層
14の方が大きく、結局絶縁耐圧が増大し帯電電位は上
昇する。
Among these, the second layer 14 containing at least one element selected from carbon, nitrogen, or oxygen has a higher dielectric strength voltage, and as a result, the dielectric strength voltage increases and the charging potential increases.

また、光照射によって生ずる電荷担体の輸送能は、第3
層15の方が大きい。この輸送能に:、第2J響14に
おいては、その固有抵抗値が7」1なる程大きくなる。
In addition, the transport ability of charge carriers caused by light irradiation is
Layer 15 is larger. This transport ability increases as the specific resistance value of the second J-Hyoku 14 increases to 7.1.

一方、第4層16は、電荷担体の輸送能を論するまでも
なく、単に高抵抗膜であればよい。
On the other hand, the fourth layer 16 may simply be a high-resistance film without discussing the charge carrier transport ability.

従って、高帯電電位、低残留電位かつ繰返し特性の良好
な電子写真感光体を得るためには、第2層14、第3層
15および第4層16については、各々の固有抵抗値の
大小関係がρ■くρ■〈ρIVであることが必要であり
、第1層13を含めて考えれば、ρIくρ■〈ρL〈ρ
ivでなければならない。
Therefore, in order to obtain an electrophotographic photoreceptor with a high charging potential, a low residual potential, and good repeatability, the second layer 14, the third layer 15, and the fourth layer 16 should have their respective specific resistance values determined. It is necessary that ρ■ ρ■〈ρIV, and if we consider including the first layer 13, ρI kuρ■
Must be iv.

なお、上述の説明では、第2層14および第3層15を
、ともに電荷発生層としての機能をもつものとして説明
しであるが、第2層14を第1層13と同様に電荷注入
阻止層としての機能をもつものと考えてもよい。
In the above description, the second layer 14 and the third layer 15 are both described as having a function as a charge generation layer, but the second layer 14 is used to prevent charge injection in the same way as the first layer 13. It can also be thought of as having the function of a layer.

ただしいずれにあっても、第3層15は光照射によって
電荷を発生するものである。
However, in either case, the third layer 15 generates charges when irradiated with light.

また、支持体11としては導電性基板を例示したが、ガ
ラス、高分子フィルム等の絶縁性物質上にクロム等の釡
属の層を設けfcもの、あるいは半導体層を設けたもの
が使用できる。
Further, as the support 11, although a conductive substrate is exemplified, it is also possible to use an FC substrate in which a layer of chromium or the like is provided on an insulating material such as glass or a polymer film, or a substrate in which a semiconductor layer is provided.

さて、上述の非晶質半導体装置にふ・いて、各層の適正
、膜厚は次の通りである。
Now, considering the above-mentioned amorphous semiconductor device, the appropriate thickness of each layer is as follows.

第1層13−・−0,05〜5 (μm 〕第2・層1
4・・・0.5〜10〔μm〕第3層15・・・3〜2
0〔μm〕 第4層16・−0,01〜1 (μm)次に、上述のよ
うな非晶質膜12の成膜法について説明する。
First layer 13-・-0,05~5 (μm) Second layer 1
4...0.5-10 [μm] Third layer 15...3-2
0 [μm] Fourth layer 16·−0,01 to 1 (μm) Next, a method for forming the amorphous film 12 as described above will be described.

非晶質珪素の成膜は、S i H4、S i 2H61
SiF4等の珪素原子を含むガスを用いたグロー放電分
解法、水素雰囲気中での反応性スパッタリング法、真空
蒸着法、イオンブレーティング法および光CVD法が知
られている。
Film formation of amorphous silicon is S i H4, S i 2H61
A glow discharge decomposition method using a gas containing silicon atoms such as SiF4, a reactive sputtering method in a hydrogen atmosphere, a vacuum evaporation method, an ion blating method, and a photoCVD method are known.

ここでは、硅素原子を含むガスを用いたグロー放電分解
法について説明する。
Here, a glow discharge decomposition method using a gas containing silicon atoms will be explained.

密閉状の反応容器2oは、パルプ21を介して排気装置
22に接続されていて、減圧状態となっている。また、
反応容器20には、流量制御装置金含むガス供給装置2
3が接続されていて、反応容器20内に所望のガスが所
定流量だけ流入きれるようになっている。
The closed reaction vessel 2o is connected to an exhaust device 22 via a pulp 21, and is in a reduced pressure state. Also,
The reaction vessel 20 includes a gas supply device 2 containing a flow rate control device.
3 is connected so that a desired gas can flow into the reaction vessel 20 at a predetermined flow rate.

反応容器20内には支持体サセプタ24が設けられてい
て、支持体11を支持するようになっている。支持体サ
セプタ24はヒータ25を備えていて、支持体11を適
当な温度に加熱している。
A support susceptor 24 is provided within the reaction vessel 20 and is configured to support the support 11. The support susceptor 24 is equipped with a heater 25 to heat the support 11 to an appropriate temperature.

なお、支持体サセプタ24は反応容器20と電気的に接
続され、支持体11を大地に接地している。
Note that the support susceptor 24 is electrically connected to the reaction vessel 20, and the support 11 is grounded.

ま念、反応容器20内には、支持体11に対向して、放
電生起用の電極26が絶縁体27を介して設けられてい
る。この電極26は、反応容器20の外部に設けられた
高周波電源28にマツチングボックス29を介して接続
されている。
In fact, in the reaction vessel 20, an electrode 26 for generating a discharge is provided with an insulator 27 interposed therebetween, facing the support 11. This electrode 26 is connected to a high frequency power source 28 provided outside the reaction container 20 via a matching box 29.

このマツチングボックス29は高周波電源28からの電
力を負荷に対して効率良く供給するためのものである。
This matching box 29 is for efficiently supplying power from the high frequency power source 28 to the load.

黛た、電極26ぽ、ガス供給装置23から供給されるガ
スを反応容器20内に咲出するための噴出口を兼用して
いる。
The electrode 26 also serves as a spout for blowing gas supplied from the gas supply device 23 into the reaction vessel 20 .

なお、電極26とガス供給装置23との間には絶縁性継
手28を介在させて、電極26を電気的に絶縁させてい
る。
Note that an insulating joint 28 is interposed between the electrode 26 and the gas supply device 23 to electrically insulate the electrode 26.

また、高周波電源28の一方は接地されているので、支
持体11と電極26との間に高周波電力が印加されるこ
とになる。
Further, since one side of the high frequency power source 28 is grounded, high frequency power is applied between the support body 11 and the electrode 26.

また、電極26の反応容器20に対向する面は、数ミリ
メートルの間隙をもってシールド板29によって蔽われ
ていて、このシールド板29を反応容器20と同電位に
保つことにエリ、電極26に電源28からの電力全印加
する際の、電極26および反応容器20間の放電を防止
している。
In addition, the surface of the electrode 26 facing the reaction vessel 20 is covered by a shield plate 29 with a gap of several millimeters. This prevents discharge between the electrode 26 and the reaction vessel 20 when the full power is applied.

しかして、このような成膜装置において、1ず・排気装
置22により反応容器20内klO’Torr以下に減
圧し、同時にヒータ25を動作させて支持体11を20
0〜300℃に加熱する。
In such a film forming apparatus, first, the pressure inside the reaction vessel 20 is reduced to below klO'Torr using the exhaust device 22, and at the same time, the heater 25 is operated to raise the support 11 to 20
Heat to 0-300°C.

次にガス供給装fit 23 Kより、原料ガスを所定
の流量で反応容器20内に尋人する一方、排気装置22
により反応容器20内の圧力を0.1〜3Torrに調
整する4、 そして、高周波電源28の電力を電極26にわれる。
Next, the raw material gas is fed into the reaction vessel 20 at a predetermined flow rate from the gas supply device 23K, while the exhaust device 22
The pressure inside the reaction vessel 20 is adjusted to 0.1 to 3 Torr by 4. Then, the power of the high frequency power source 28 is applied to the electrode 26.

ここで使用する原料ガスは、先ずSiH4゜5t2HO
、SiF4等の珪素を含むガスが生体であり、これに、
希釈用ガスおよび不純物添加用カスが使用される。希釈
用ガスとしては、水素またはヘリウム、ネオンもしくは
アルゴン等の不活性ガスが用いられる1、不純物添加用
ガスとしては、周期律表第■a族またに第Va族元素全
添加する場合にn BFa、 B2H61PHa、As
1a等が用いられ、炭素、窒素もしくに酸素を添加する
場合には、CH41C2H4+ C2H6,N21NH
3゜N 20 + 02等が使用される。
The raw material gas used here is first SiH4゜5t2HO
, SiF4 and other silicon-containing gases are living organisms;
A diluting gas and a dosing gas are used. As the diluent gas, hydrogen or an inert gas such as helium, neon, or argon is used1.As the impurity addition gas, when adding all the elements of group IV or Va of the periodic table, n BFa is used. , B2H61PHa, As
1a etc. is used and when carbon, nitrogen or oxygen is added, CH41C2H4+ C2H6,N21NH
3°N 20 + 02 or the like is used.

しかして、上述の成膜装置を使用して第1表に示す試料
A−Eの非晶質半導体装り全作製した。
Using the above film forming apparatus, all amorphous semiconductor devices of samples A to E shown in Table 1 were fabricated.

ここで、放電電力として、電源28の出力を120Wと
し、反応容器20内の圧力をピラニ真空計で測定して1
.0Torrとした。
Here, as the discharge power, the output of the power source 28 is set to 120 W, and the pressure inside the reaction vessel 20 is measured with a Pirani vacuum gauge.
.. It was set to 0 Torr.

また、成膜時に各層間において、1つの層の成膜後放電
を停止し、ガス流量および圧力が一定になった後に次の
層の成膜のための放′iaを開始させたが、各層間で連
続して成膜を行なってもよい。この場合、各層に含有さ
れる元素を含むガスの流入量を連続的に減少もしくに増
加させることにより、各層に必要な種類、賃の添加物を
添加させることができる。
In addition, between each layer during film formation, the discharge was stopped after the film formation of one layer, and the discharge for the formation of the next layer was started after the gas flow rate and pressure became constant. Film formation may be performed continuously between layers. In this case, by continuously decreasing or increasing the inflow amount of the gas containing the elements contained in each layer, it is possible to add the required type and amount of additives to each layer.

また、第1表において示されている各層の固こ゛ 有抵抗値は、同一条件同一構成i単独にガラス基板上に
単層で成膜を行ない、その表面にクロム電極を蒸着した
セル全室温で測定したものである。
In addition, the fixed resistivity values of each layer shown in Table 1 are for a cell in which a single layer is formed on a glass substrate under the same conditions and with the same configuration, and a chromium electrode is deposited on the surface at room temperature. This is what was measured.

なお、原料ガスとしてば5iH4(100条)を用い、
添加物用ガスとしてはB2H6(2000PPM/H2
) 、 CH4(100多ン、NH3(100チ)を用
いた。
In addition, using 5iH4 (100 articles) as the raw material gas,
The additive gas is B2H6 (2000PPM/H2
), CH4 (100%) and NH3 (100%) were used.

この値をもって各層の層厚としたものである。This value is taken as the layer thickness of each layer.

また、成膜時間とは、反応容器20内を所定の条件に設
定した状態で、電源28を動作させて放電を生じさせて
いる時間をいう0 (以下余白) さて、このようにして作製した試料を電子写真特性を測
定するために、測定装置にセットした。
In addition, the film formation time refers to the time during which the power supply 28 is operated and discharge is generated with the interior of the reaction vessel 20 set to predetermined conditions. The sample was set in a measuring device to measure electrophotographic properties.

これは、コロナ放電器を用いて、暗中で各試料の表面を
帯電させ、ハロゲンランプを用いて、試料面照度2io
wとして試料表面を光照射するという操作を繰返すもの
である。コロナ放電器は、コロナ電極に6KVの直流電
圧を印加したものである〇 このような装置により帯電−光照射を行なつ′fc場合
の表面電位および光感度を第2表に示す。
This is done by using a corona discharger to charge the surface of each sample in the dark, and using a halogen lamp to charge the sample surface with an illuminance of 2io.
The operation of irradiating the sample surface with light as w is repeated. The corona discharger has a corona electrode applied with a DC voltage of 6 KV. Table 2 shows the surface potential and photosensitivity when charging and light irradiation are carried out using such a device.

第2表において、初期電位とは帯電直後の試料表面の表
面電位であり、残留電位とは帯電後に光照射を行なった
後の試料の表面電位である。
In Table 2, the initial potential is the surface potential of the sample surface immediately after being charged, and the residual potential is the surface potential of the sample after being irradiated with light after being charged.

−また繰返し回数とは帯電−光照射という一連の工程の
繰返し回数である。
-The number of repetitions is the number of times the series of steps of charging and light irradiation are repeated.

(以下余白) 第2表 そこで、これら第1表および第2表の結果から検討する
と、試料A−Cはいずれも固有抵抗値の大小関係がρI
〈ρ■くρ■〈ρ1v となっているのに対し、試料D
Uρ■〈ρ■〈ρ■〈ρ■であり、試料Eはρ■〈ρ■
〈ρ■〈ρ■である。
(Leaving space below) Table 2 Therefore, when considering the results of Tables 1 and 2, it is found that samples A to C have a specific resistance value of ρI.
〈ρ■ ρ■〈ρ1v, whereas sample D
Uρ■〈ρ■〈ρ■〈ρ■, and sample E is ρ■〈ρ■
〈ρ■〈ρ■.

そして、試料A−Cはいずれも、初期電位が1回目と5
00回目との間でほとんど変化がなく、また残留電位の
上昇もみられない。また光感度も十分である。
And, for both samples A-C, the initial potential is 1st and 5th.
There is almost no change from the 00th time, and no increase in residual potential is observed. Also, the photosensitivity is sufficient.

これに対して、試料り、Eは初期電位が1回目と500
回目とでは30〜40チ変動している0さらに残留電位
も試料A−Cに比較して1桁大きいし、光感度も試料A
−Cの如く、各層の固有抵抗値ρI、ρ■、ρ■、ρI
V が、ρ■くρm<ρ■くρ■の関係を満足する場合
には、帯電能が大きく、残留電位も低く、かつ繰返し特
性にすぐれた光感度の電子写真感光体金得ることができ
る〇 なお、上述の実施例の説明では、本発明を電子写真用感
光体に利用した例について示したが、光センサー等の他
のデバイスにも同等に仕様できる。
On the other hand, sample E has an initial potential of 500% compared to the first time.
There is a difference of 30 to 40 degrees from the second time.Furthermore, the residual potential is one order of magnitude larger than that of samples A-C, and the photosensitivity is also higher than that of sample A.
-C, specific resistance values of each layer ρI, ρ■, ρ■, ρI
When V satisfies the relationship ρ■ ρm < ρ■ ρ■, it is possible to obtain an electrophotographic photoreceptor with high charging ability, low residual potential, and excellent photosensitivity in repeatability. In the above description of the embodiment, the present invention was applied to an electrophotographic photoreceptor, but the present invention can equally be applied to other devices such as an optical sensor.

なお、各層の層構成は、実質的に第1層・第2層、第3
層および第4層からなる多層構造となっていればよく、
各層間に別に界境層を設けても差支えないOさらに各層
が完全に独立して構成されていなくともよく、前述のよ
うに原料ガスの濃度1流量を連続的に変化させることに
よって明確な層の境界がないような構成であっても差支
えない。
In addition, the layer structure of each layer is substantially the first layer, the second layer, and the third layer.
It suffices if it has a multilayer structure consisting of a layer and a fourth layer,
There is no problem in providing a separate boundary layer between each layer.Furthermore, each layer does not have to be configured completely independently, and as mentioned above, by continuously changing the concentration and flow rate of the raw material gas, a clear layer can be formed. There is no problem even if the structure has no boundaries.

要は、支持体側から膜厚方向に第1層、第2層伊第3層
および第4層を有し、これらの固有抵抗値カρ工くρ■
〈ρ■〈ρIVなる関係を満足して〔発明の効果〕 本発明によれば帯電電位も十分であり、残留電位も低く
繰返し特性にすぐれた、特に電子写真用感光体として好
適な非晶質半導体装置を提供することができる。
In short, the film has a first layer, a second layer, a third layer, and a fourth layer in the film thickness direction from the support side, and the specific resistance value of these layers is calculated by ρ.
[Effects of the Invention] According to the present invention, an amorphous material having a sufficient charging potential, a low residual potential, and excellent repeatability characteristics is particularly suitable as an electrophotographic photoreceptor. A semiconductor device can be provided.

特に、珪素を含む非晶質膜が水素または水素およびハロ
ゲン元素を含むことにエリ、珪素原子の未結合手全補償
でき電気的特性にすぐれたデバイスが得られる。
In particular, since the silicon-containing amorphous film contains hydrogen or hydrogen and a halogen element, a device with excellent electrical characteristics can be obtained in which the dangling bonds of silicon atoms can be fully compensated for.

また、珪素を含む非晶質膜に周期律第1II a族。In addition, an amorphous film containing silicon belongs to Group 1IIa of the periodic law.

第Va族元素または窒素、炭素もしくは酸素のうちいず
れか1種以上の元素全含有きせることにより、その固有
抵抗値を容易に制御することができる。
By fully containing at least one of Group Va elements, nitrogen, carbon, and oxygen, the specific resistance value can be easily controlled.

さらに、第3Nに周期律表第11Ja族に属する元素を
含有させることにより、この層における電荷担体の輸送
機能を変化させることができ、コレによって非晶質膜を
電子写真感光体として用いたときにはいわゆる゛画像ぼ
け”現象をなくすことかできる。
Furthermore, by including an element belonging to Group 11 Ja of the periodic table in the 3N, the transport function of charge carriers in this layer can be changed, and when an amorphous film is used as an electrophotographic photoreceptor, It is possible to eliminate the so-called "image blurring" phenomenon.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す非晶質半導体装置の断
面図、第2図は同側の非晶質半導体装置を製造するのに
好適な成膜装置を示す概略構成図である0 11・・・支持体、12・・・非晶質膜、13・・・第
1層、14・・・第2層、15・・・第3層、16・・
・第4層Q 代理人弁理士 則 近 意 佑 (ほか1名) 第2図 第 1 図
FIG. 1 is a cross-sectional view of an amorphous semiconductor device showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a film forming apparatus suitable for manufacturing the amorphous semiconductor device on the same side. 0 11... Support, 12... Amorphous film, 13... First layer, 14... Second layer, 15... Third layer, 16...
・4th layer Q Representative Patent Attorney Noriyuki Chika (and 1 other person) Figure 2 Figure 1

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)支持体上に珪素を含む非晶質膜を形成してなる非
晶質半導体装置において、前記珪素を含む非晶質膜は実
質的にその膜厚方向に前記支持体側から第1N、第2層
、第3層および第4層の多層構造を有し、かつこれら第
1N、第2層。 第3層および第4層の固有抵抗値をそれぞれρ■。 ρ■、ρ■、ρ1■としたときにρ■〈ρ■くρ■〈ρ
■であることを特徴とする非晶質半導体装置。
(1) In an amorphous semiconductor device in which an amorphous film containing silicon is formed on a support, the amorphous film containing silicon has a first N, It has a multilayer structure of a second layer, a third layer and a fourth layer, and these 1N and 2nd layers. The specific resistance values of the third and fourth layers are ρ■, respectively. When ρ■, ρ■, ρ1■, ρ■〈ρ■kuρ■〈ρ
(2) An amorphous semiconductor device characterized by:
(2)珪素を含む非晶質膜は、水素または水素およびハ
ロゲン元素を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の非晶質半導体装置。
(2) Claim 1, characterized in that the amorphous film containing silicon contains hydrogen or hydrogen and a halogen element.
The amorphous semiconductor device described in .
(3)珪素を含む非晶質膜は、その第3層を除き、周期
律表第111a族元素、第■a族元素、窒素、炭素およ
び酸素の中から選ばれた少なくとも1つ以上の元素を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項
のいずれかに記載の非晶質半導体装置。
(3) The amorphous film containing silicon, except for its third layer, contains at least one element selected from elements of group 111a of the periodic table, elements of group Ⅰa, nitrogen, carbon, and oxygen. An amorphous semiconductor device according to claim 1 or 2, characterized in that the device includes:
(4)珪素を含む非晶質膜は、その第3層中に周期律表
第]1[a族元素の中から選ばれた少なくとも1つ以上
の元素を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項な
いし第3項のいずれかに記載の非晶質半導体装置。
(4) The amorphous film containing silicon contains in its third layer at least one element selected from group 1 [a] elements of the periodic table. The amorphous semiconductor device according to any one of the ranges 1 to 3.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08270060A (en) * 1995-04-04 1996-10-15 Tokai Shoji Block Kogyo Kk Side ditch block

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