JPS60125846A - 電子写真像形成部材 - Google Patents

電子写真像形成部材

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Publication number
JPS60125846A
JPS60125846A JP23337983A JP23337983A JPS60125846A JP S60125846 A JPS60125846 A JP S60125846A JP 23337983 A JP23337983 A JP 23337983A JP 23337983 A JP23337983 A JP 23337983A JP S60125846 A JPS60125846 A JP S60125846A
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JP
Japan
Prior art keywords
amorphous
layer
image forming
forming member
electrophotographic image
Prior art date
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Pending
Application number
JP23337983A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadao Furuya
古矢 忠雄
Yuji Furuya
佑治 古家
Shinichi Haruki
慎一 春木
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.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Koki Co Ltd filed Critical Hitachi Koki Co Ltd
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Publication of JPS60125846A publication Critical patent/JPS60125846A/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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (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】 本発明は半導体レーザ発振波長領域(780訊)におい
て、感度を有するアモルファス水素化シリコン光導電体
に関するものである。
アモルファス水素化シリコンは、固有の性質として、光
波長650nm近辺に感光体感度のピーク値を持ち、長
波長700?L?7′L以上においてはこの感度がピー
ク値よシも1桁以上低下する特性を有している。従って
アモルファス水素化シリコンを電子写真用感光体ドラム
、特にレーザプリンターの感光体ドラムとして使用する
とき、ヘリウム−ネオンレーザに対しては使用可能なも
のの、半導体レーザに対しては長波長の増感を実現しな
ければならなかった。長波長増感に関する答易な方法は
、オブチカルギャップの小さな元素を添加することであ
り、ゲルマニウム、錫の添加が有効なことが知られてい
る。しかしこれらの元素を単独でアモルファス水素化シ
リコンに添加したとき、オプチカルギャップは確実にこ
れらの元素量に比例して小さくなるものの、長波長感度
の増感は実現しえなかった。それは膜内欠陥が急増し、
これら欠陥に光キャリアが捕獲され、膜内を走行できな
いという事情によるものであった。
本発明の目的は、上記したゲルマニウム添加により派生
した。欠陥を他元素の添加にょシ補償し良好な長波長増
感を実現することにある。
本発明は、■■■■族の半導体、半金属のアモルファス
状態において、単元素あるいは同族元素状態よりも、異
種族元素を含む化合物状態では、膜内の構造緩和が生じ
、内部ストレインが低減すルトイ’) J、 O,PJ
LLl、LP(P%、Rby、 Lau; 42巻11
51頁1979年)の主張を考慮し、着手したものであ
るこの理論が直接アモルファス水素化シリコンに対し、
適用されるか否かは議論の余地が残されているものの、
感光体と同様構成の撮像管の光キヤリア発生層として、
セレン−テルル(S−−T−)系テハ問題かあり、セレ
ン−テルル−5i 素(Ez−T4−A8)の化合物状
態が利用されている事実、あるいは、ゲルマニウムオキ
サイド(G40りを原材料としスパッタリング法で作成
された、水素を含むアモルファス酸素化ゲルマニウムが
、アモルファス水素化ゲルマニウムよりも熱処理等にお
いて安定なことから検討されることになった。また、こ
れらの事実に加えて、同族化合物状態のアモルファス水
素化シリコン、カーボン系において、ジボラン(B2H
6)あるいはホスフィン(PHりの微量添加は、添加し
ない状態に比較し、オプティカルギャップが低下し、光
導電層が3桁の範囲内で良好になることが観測されてい
る。これらはこのアモルファス系において、各々の添加
物が膜内ネットワーク中の不飽和結合手(ダングリング
ボンド)を補償するという事実から理解されている。更
に、最近の実験結果では、■族のアモルファス水素化シ
リコンに■族元素の硼素(B)あるいは■族元素の燐(
P)の微量添加は、不飽和結合手(ダングリングボンド
)を増加させるものの、両者の微量弁用添加では逆に不
飽和結合手(ダングリングボンド)を著しく減少させる
ことが明らかにされている以上、いくつかの実験事実を
整理すると、欠陥の少ない■族のアモルファス状態中へ
の微量添加物は欠陥を多くするが、欠陥の多い■族同志
のアモルファス状態中では、■、V1■族の微量添加物
は不飽和結合手(ダングリングボンド)などの膜内欠陥
を低減すると理解できる。
この結論に基づき、本発明は、通常製作法では欠陥の多
いアモルファス水素化シリコンゲルマニウム系に、少量
の酸素(0)および硼素(B)を添加し、感光体ドラム
の光キヤリア発生層として、半導体レーザ発振波長領域
の増感を実現したものである。
本発明を図面をもって説明する。この光導電体a)J1
1法νI:lrlo 2賦 m 外v 〃 ロ − ツ
に営 偽哄η−上 h 宗 王目 ぞ! 音1.ン一 
−即ち、各種生成原料ガスをプラズマ化して、これらを
支持体■上に積層することにより膜は製作される。支持
体は感光体ドラムとして利用することから、本実施例で
はアルミ板を選択する。公知のグロー放電法の手法に従
い、アルミ板を放電槽4に設置し、支持体ヒータ毘によ
シ所定温度に加熱するとともに、放電槽4、配管系、ガ
ス混合タンク7を高真空(I XIOTorr程度)に
排気する。
高真空が得られたのち水素ガスや希ガスのような膜組成
に直接関係しないガスを全系に充満させ、グロー放電時
のガス流量および真空度とする。まず第2図に示すよう
に、アルミ支持体n上に障壁層止を作る。本実施例では
光導電層四に窒素を使用することから、残留、吸着ガス
による炭素、酸素元素の膜汚染を回避するため、アモル
ファスシリコンナイトライド(SA3N4)の層とする
。この障壁層迅は、窒素ガスあるいはアンモニアガスと
シランガスの混合比を、N2 / BLH4≧0.5あ
るいはNHa/ 5LH4> 0.5とし、また、放電
槽4の真空度を1から5 Torr内に、−V片雷雷力
か臀道雷扇10側徐時に比較して、1.5から2倍程度
に高めることにより得られる。この障壁層迅はエネルギ
ーギャップが広く、高電気抵抗にあることから、感光体
ドラムにおいては暗中初期帯電電圧の暗減衰の抑止に効
果的であるものの、膜厚が厚すぎると、半導体レーザ光
により、光キヤリア発生層20にて生成した光キャリア
の走行を妨げ残留電位を大きくする。このため、膜厚は
0.1ρ以下、望ましい値は0.5μm以下であった。
次に光導電層扮を障壁層18上に積層する。この層は暗
中初期帯電電圧(400〜600 V )の保持、およ
び上述光キャリアが膜内を走行しうる機能を持たねばな
らない。両者の機能を実現させるためには、アモルファ
ス水素化シリコン膜内の不飽和結合手(ダングリングボ
ンド)と電気抵抗値が重要な役割をはだし、障壁層なし
の状態で、膜厚あたりの帯′電電圧が40〜50 /工
が良好であった。このよう々光導電層は放電槽4の真空
度が2 Torr以下、支持体11の温度250〜30
0°Cにおいて、アモルファス水素化シリコく単独で、
あるいはN2 / BLH4≦1、B2H6/ (N2
−)−BLH4)<、 0.01 fx イL NHa
 / BLH4< 1、B2H6/ (NHa 十BL
II< )≦0.O1のガス比による窒素(Nりあるい
は光キヤリア発生層は光導電層と同様の真空度、支持体
温度のもとで、シランガス(BL114)とゲルマンガ
ス(昨H4)のガス比眞山/ 5Aa4 <0 、4ま
た、酸素(0)とジボランガス(B2H6)に関しては
、02 /(SLL −1−G41H4) <、 0 
、1、B2H6/ (SAL +G4H4) ’−0,
1のもとで作製された。この層において、[株]山/ 
BLH4の比が大きくなると、オプチカルギャップは低
下するが、暗減衰が増加し、望ましくなかった。また膜
厚に関しても、膜厚増加により感度は増加するが、暗減
衰も同様に増大した。このため光キャリア発生層側の膜
厚は1μm以下、望ましい値は0.5μm以下であった
光キヤリア発生層20の製作において、7ラン(Sj/
H4)、ゲルマン(G4H4)およびジボラン(B2H
6)の3wi類のガスは、原料ガスボンベ順から、ガス
圧力計あるいはガス流量計8により所定の値に制御し、
ガス混合タンク7に導き、これらの一様混合化を可能と
しだ。このため、ゲルマンガス(G、H4)供給当初は
、混合ガスタンク7内のゲルマニウム(G−)濃度が低
く、また、供給停止後においても徐々にゲルマニウム(
→濃度が低下する。この事情は光キヤリア発生層20内
のゲルマニウム濃度にも反映し、なだらかな裾をもつガ
ウス分布型、濃度分布になることが予想され、これはま
た、発生光キャリアの走行上、特性の良好さに寄与して
いるものと考えられた。
最後に、この光ギヤリア発生層20上に更に光導電層紛
および障壁層侶を積層しなければならないが、これは上
述の過程と同様にして実現された。
本発明の実施例は、高周波グロー放電法にて説明した。
しかし本発明はこの方法に限定されるものでは々く、高
周波スパッタリング法においても適用可能である。即ち
スパッタリング、ターゲットとして、高純度シリコンお
よびゲルマニウムノ結晶板を高周波電極上に、然るべき
面積比で設置するか、あるいはシリコンゲルマニウムの
化合物を利用することにより、又、スノくンタリンクガ
スとして、水素及びアルゴンの混合ガスに、ジボラン及
び酸素ガスを混合させることによ如実現しうる。
本発明は、電子写真像形部材への適用を主体にして説明
してきた。しかし、本発明は、ゲルマニウム(G4)を
利用し長波長増感をしようとする場合、電子写真像形成
部材に限定されることなく、例えば、撮像管に太陽電池
においても適用することが可能である。
本発明によれば、従来アモルファス水素化シリコンゲル
マニウム系fおいて観測されていた極めて小さな光伝導
度が、酸素、硼素の膜内欠陥補償作用により、飛躍的向
上が実現され、オプチカルギャップ1.4から1.5θ
■のもとで、初期帯電電圧400■以上、また、光波長
800 ””のもとて半減露光量感度0.1 d7.、
以上を得ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明像形成部材の製造装置の模式図である。 第2図は本発明実施例の縦断面図である。図において、
1は高周波発振器、2はマツチングボックス、3は電極
、4は放電槽、5はバルブ、6は全体ガス流量計、7は
ガス混合タンク、8ハカスfi!計、9はボンベパルプ
、lOハカスボンベ、llは支持体、12は支持体ヒー
タ、13は配管用拡散ポンプ、14は配管用ロータリポ
ンプ、迅は主拡散ポンプ、正はブスタボンプ、17は主
ロータリぐ ポンプ、18は障壁層、Bは光導電層、加は光キヤリア
発生層である。 特許出願人の名称 日立工機株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) 金属支持体と、アモルファス水素化シリコンで
    構成される光導電層において、当該光導電層内に、ゲル
    マニウム(帆)、酸素(0)、硼素(B)を含む、アモ
    ルファス水素化シリコンゲルマニウムの光キヤリア発生
    層の薄層領域を有することを特徴とする電子写真像形成
    部材。 G2) 光キヤリア発生層の生成原料ガス、7ラン(s
    =H4)、ゲルマン(G4H4)、酸素(02)および
    ジボラン(B2H6)において、ガス圧力比が 02/
    (SLH4十04H4) < 0.1 B2H6/ (
    sLm + G4E(・≦0.1 であることを特徴と
    する特許請求範囲第1項記載の電子写真像形成部材。 (3)当該電子写真像形成部材の表面および金属支持体
    との界面に、アモルファスシリコンカーノくイト(9−
    cl系、アモルファスシリコンオキサイドPcQ)系、
    アモルファス7リコンナイトライド(SiaN4)系の
    いずれかによる薄層領域を有することを特徴とする特許
    請求範囲第1項又は第2項記載の電子写真像形成部材。 (4)アモルファス水素化シリコンの光導電層か、窒素
    (N)と硼素(B)を有することを特徴とする特許請求
    範囲第11第2又は第3項記載の電子写真像形成部材。
JP23337983A 1983-12-09 1983-12-09 電子写真像形成部材 Pending JPS60125846A (ja)

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