JPS60140249A - Photoconductive member - Google Patents
Photoconductive memberInfo
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- JPS60140249A JPS60140249A JP58245306A JP24530683A JPS60140249A JP S60140249 A JPS60140249 A JP S60140249A JP 58245306 A JP58245306 A JP 58245306A JP 24530683 A JP24530683 A JP 24530683A JP S60140249 A JPS60140249 A JP S60140249A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[技術分野]
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。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a method that is sensitive to electromagnetic waves such as light (here, light in a broad sense, including ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, X-rays, γ-rays, etc.). It relates to a certain photoconductive member.
[従来技術]
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(I d) )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。[Prior Art] As a photoconductive material for forming a photoconductive layer in a solid-state imaging device, an electrophotographic image forming member in the image forming field, or a document reading device, it is recommended to use photoconductive materials that have high sensitivity and a high signal-to-noise ratio [photocurrent (Ip)].
/dark current (Id)), have absorption spectrum characteristics that match the spectrum characteristics of the electromagnetic waves to be irradiated, have fast photoresponsiveness, have a desired dark resistance value, and be harmless to the human body during use. Furthermore, solid-state imaging devices are required to have characteristics such as being able to easily process afterimages within a predetermined time. Particularly in the case of an electrophotographic image forming member incorporated into an electrophotographic apparatus used in an office as a business machine, the above-mentioned non-polluting property during use is an important point.
この様な点に立脚して最近注目されている光導電部材に
アモルファスシリコン(1;l&a−9iと表記す)が
あり、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。Based on this point, amorphous silicon (denoted as 1; l&a-9i) is a photoconductive member that has recently attracted attention. As a photographic image forming member, application to a photoelectric conversion/reading device is described in DE 2933411.
百年ら、従来のa−Sf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。A photoconductive member having a conventional photoconductive layer composed of a-Sf has a high dark resistance value and a high light sensitivity.
光応答性等の電気的、光学的、光導電的特性。Electrical, optical, and photoconductive properties such as photoresponsiveness.
及び耐温性等の使用環境特性の点、更には経時的安定性
の点において、総合的な特性向上を図る必要があるとい
う更に改良される可き点が存するのが実情である。The reality is that there are points that can be further improved in terms of use environment characteristics such as temperature resistance and stability over time, and it is necessary to improve overall characteristics.
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図ろうとすると、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像を発する様になる或いは、高速
で繰返し使用すると応答性が次第に低下する等の不都合
な点が生ずる場合が少なくなかった。For example, when applied to an electrophotographic image forming member, when trying to achieve high photosensitivity and high dark resistance at the same time, in the past, it has often been observed that residual potential remains during use, and this type of When a conductive member is used repeatedly for a long period of time, fatigue due to repeated use may accumulate, resulting in so-called ghost development, which causes afterimages, or when used repeatedly at high speeds, responsiveness gradually decreases. There were many cases where spots appeared.
更には、a−Stは可視光領域の短波長側に較べて、長
波長側の波長領域よりも長い波長領域の吸収係数が比較
的小さく、現在実用化されている半導体レーザとのマツ
チングに於いて、通常使用されているハロゲンランプや
螢光灯を光源とする場合、長波長側の光を有効に使用し
得ていないという点に於いて、夫々改良される余地が残
っている。Furthermore, a-St has a relatively smaller absorption coefficient in the long wavelength region than in the short wavelength region of the visible light region, which makes it difficult to match with semiconductor lasers currently in practical use. However, when a commonly used halogen lamp or fluorescent lamp is used as a light source, there remains room for improvement in that the light on the longer wavelength side cannot be used effectively.
又、別には、照射される光が光導電層中に於いて、充分
吸収されずに、支持体に到達する光の量が多くなると、
支持体自体が光導電層を透過して来る光に対する反射率
が高い場合には、光導電層内に於いて多重反射による干
渉が起って、画像の「ポケ」が生ずる一要因となる。In addition, if the irradiated light is not absorbed sufficiently in the photoconductive layer and the amount of light reaching the support increases,
If the support itself has a high reflectance for light transmitted through the photoconductive layer, interference due to multiple reflections will occur within the photoconductive layer, which is one of the causes of "poke" in the image.
この影響は、解像度を上げる為に、照射スポットを小さ
くする程大きくなり、殊に半導体レーザを光源とする場
合には大きな問題となっている。This effect becomes larger as the irradiation spot is made smaller in order to increase the resolution, and is a major problem especially when a semiconductor laser is used as the light source.
更に、a−St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図るために、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
的特性に問題が生ずる場合がある。Furthermore, when forming a photoconductive layer using an a-St material, in order to improve its electrical and photoconductive properties, hydrogen atoms, halogen atoms such as fluorine atoms and chlorine atoms, and electrically conductive Boron atoms, phosphorus atoms, etc. are included for control purposes, and other atoms are included as constituent atoms in the photoconductive layer for the purpose of improving other properties, but depending on how these constituent atoms are contained, However, problems may arise in the electrical or photoconductive properties of the formed layer.
即ち1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、或いは暗部において、支持体側よりの電荷の注入の
阻止が充分でないこと等が生ずる場合が少なくない。That is, 1. For example, the lifetime of photocarriers generated by light irradiation in the formed photoconductive layer may not be sufficient, or the injection of charge from the support side may not be sufficiently prevented in dark areas. There are many cases.
更には、層厚が十数用以上になると層形成用の真空堆積
室より取り出した後、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であった。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こる等、経時的安定性の
点に於いて解決される可き点がある。Furthermore, if the layer thickness exceeds 10 or more layers, the layer may lift or peel off from the surface of the support, or cracks may develop as the time passes after it is left in the air after being removed from the vacuum deposition chamber for layer formation. It was a victory because it brought about phenomena such as this. This phenomenon often occurs particularly when the support is a drum-shaped support commonly used in the field of electrophotography, and there are points that need to be solved in terms of stability over time.
従ってa−Si材料そのものの特性改良が図られる一方
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。Therefore, while efforts are being made to improve the properties of the a-Si material itself, it is necessary to take measures to solve all of the above-mentioned problems when designing photoconductive members.
[目的]
本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、a、−3i
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
リコン原子とゲルマニウム原子とを母体とし、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
アモルファス材料、所謂水素化アモルファスシリコンゲ
ルマニウム、ハロゲン化アモルファスシリコンゲルマニ
ウム、或いはハロゲン含有水素化アモルファスシリコン
ゲルマニウム〔以後これ等の総称的表記としてr a−
5iGe(H,X)Jを使用する〕から構成される光導
電性を示す光受容層を有する光導電部材の構成を以後に
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及び長波長側に於ける
吸収スペクトル特性に優れていることを見出した点に本
発明は基づいている。[Objective] The present invention has been made in view of the above points, and includes: a, -3i
As a result of comprehensive research and consideration from the viewpoint of applicability and applicability as photoconductive members used in electrophotographic image forming members, solid-state imaging devices, reading devices, etc., we found that silicon atoms and germanium an amorphous material containing at least either a hydrogen atom or a halogen atom, so-called hydrogenated amorphous silicon germanium, halogenated amorphous silicon germanium, or halogen-containing hydrogenated amorphous silicon germanium [hereinafter referred to as a generic term for these] As a notation r a-
5iGe (H, Conductive materials not only exhibit outstanding practical properties, but also
Compared to conventional photoconductive materials, it is superior in all respects, especially as a photoconductive material for electrophotography, and has excellent absorption spectrum characteristics on the long wavelength side. The present invention is based on this finding.
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
、長波長側の光感度特性に優れると共に耐光疲労に著し
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を提供す
ることを主たる目的とする。The present invention has stable electrical, optical, and photoconductive properties at all times, is suitable for all environments with almost no restrictions on usage environments, and has excellent photosensitivity on the long wavelength side and is extremely resistant to light fatigue. The main object of the present invention is to provide a photoconductive member that is durable, does not cause deterioration even after repeated use, and has no or almost no residual potential observed.
本発明の他の目的は全可視光域に於いて光感度が高く、
殊に半導体レーザとのマツチングに優れ、且つ光応答の
速い光導電部材を提供することである。Another object of the present invention is to have high photosensitivity in the entire visible light range;
In particular, it is an object of the present invention to provide a photoconductive member that is excellent in matching with a semiconductor laser and has a fast optical response.
本発明のさらに他の目的は、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り、層重質の高い
光導電部材を提供することである。Still another object of the present invention is to provide excellent adhesion between a layer provided on a support and a support, and between each laminated layer, and to provide a dense and stable structural arrangement. It is an object of the present invention to provide a high-quality photoconductive member.
本発明のさらに他の目的は、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
る光導電部材を提供することである。Still another object of the present invention is to provide a charge control system for electrostatic image formation to the extent that ordinary electrophotography can be applied very effectively when applied as an image forming member for electrophotography. It is an object of the present invention to provide a photoconductive member which has sufficient retention ability and excellent electrophotographic properties with almost no deterioration in its properties observed even in a humid atmosphere.
本発明のさらに他の目的は、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。Still another object of the present invention is to have high density, clear halftones, and high resolution.
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
部材を提供することである。It is an object of the present invention to provide a photoconductive member for electrophotography which allows high quality images to be easily obtained.
本発明のさらに他の目的は、高光感度性、高SN比特性
及び支持体との間に良好な電気的接触性を有する光導電
部材を提供することである。Still another object of the present invention is to provide a photoconductive member having high photosensitivity, high signal-to-noise ratio characteristics, and good electrical contact with a support.
[発明の構成]
本発明の光導電部材は、光導電部材用の支持体、ならび
にゲルマニウム原子を含む非晶質材料で構成され、前記
支持体上に設けられた第一の層領域(G)と、シリコン
原子を含む非晶質材料で構成され、前記第一の層領域(
G)上に設けられた光導電性を示す第二の層領域(S)
とを有する第一の層および該第−の層上に設けられ、シ
リコン原子と酸素原子とを含む非晶質材料で構成された
第二の層から成る光受容層を有し、前記第一の層は、窒
素原子を含有すると共にその層厚方向における窒素原子
の分布濃度が夫々、C(1)、C(3)、C(2)なる
第1の領域(1)、第3の領域(3)、第2の領域(2
)を前記支持体側からこの順で有する事を特徴とする。[Structure of the Invention] The photoconductive member of the present invention is composed of a support for the photoconductive member and an amorphous material containing germanium atoms, and a first layer region (G) provided on the support. and the first layer region (
G) a photoconductive second layer region (S) provided thereon;
and a second layer provided on the second layer and made of an amorphous material containing silicon atoms and oxygen atoms; The layer includes a first region (1) and a third region that contain nitrogen atoms and have nitrogen atom distribution concentrations of C(1), C(3), and C(2) in the layer thickness direction, respectively. (3), second area (2
) in this order from the support side.
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。The photoconductive member of the present invention designed to have the above-mentioned layer structure can solve all of the above-mentioned problems and has extremely excellent electrical and optical properties.
光導電的特性、電気的耐圧性及び使用環境特性を示す。Shows photoconductive properties, electrical pressure resistance, and usage environment properties.
殊に、本発明の光導電部材は、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。In particular, when the photoconductive member of the present invention is applied as an electrophotographic image forming member, there is no influence of residual potential on image formation, its electrical properties are stable, and it has high sensitivity and high sensitivity. It has a high signal-to-noise ratio, has excellent light fatigue resistance and repeated use characteristics, and can stably and repeatedly produce high-quality images with high density, clear halftones, and high resolution.
又、本発明の光導電部材は、支持体上に形成される光受
容層が層自体強靭であって、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。In addition, the photoconductive member of the present invention has a photoreceptive layer formed on the support which is strong and has excellent adhesion to the support, and can be repeatedly used continuously at high speed for a long time. can do.
更に、本発明の光導電部材は、全可視光域に於いて光感
度が高く、殊に半導体レーザとのマツチングに優れ、且
つ光応答が速い。Further, the photoconductive member of the present invention has high photosensitivity in the entire visible light range, is particularly excellent in matching with semiconductor lasers, and has fast photoresponse.
[実施例]
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。[Example] Hereinafter, the photoconductive member of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
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の模式的構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the layer configuration of a photoconductive member according to a first embodiment of the present invention.
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と、該支持体101上に設けられた第一
の層(I)102と、第一の層(I)102上に設けら
れた第二の層(II)103とを有する。第一の層(I
)102と第2の層(II)103とによって光受容層
104を構成する。The photoconductive member 100 shown in FIG. and a second layer (II) 103 provided thereon. First layer (I
) 102 and the second layer (II) 103 constitute a light-receiving layer 104.
第一の層(I)102は1、ゲルマニウム原子と、必要
に応じて、シリコン原子、水素原子、ハロゲン原子の中
の少なくとも1つとを含む非晶質材料(以後ra−Ge
(Si、H,X)Jと記す)で構成され、支持体上に
設けられた第一の層領域(G)105と、シリコン原子
と、必要に応じて、水素原子およびハロゲン原子の少な
くとも1つを含む非晶質材料(以後ra−Si(H、X
)Jと記す)で構成され、第一の層領域(G)105上
に設けられた、光導電性を示す第2の層領域(S)10
6とを有する。The first layer (I) 102 is an amorphous material (hereinafter referred to as ra-Ge) containing germanium atoms and, if necessary, at least one of silicon atoms, hydrogen atoms, and halogen atoms.
(Si, H, (hereinafter ra-Si (H,
) J), and is provided on the first layer region (G) 105 and exhibits photoconductivity (S) 10
6.
ゲルマニウム原子は、第一の層領域(G) 105中に
万遍無く均一に分布する様に第一の層領域(G)105
中に含有されても良いし、或いは層厚方向には万遍なく
含有されてはいるが分布濃度は不均一であっても良い。The germanium atoms are distributed evenly and uniformly in the first layer region (G) 105.
It may be contained in the layer, or it may be contained evenly in the layer thickness direction, but the distribution concentration may be non-uniform.
百年ら、いずれの場合にも第一の層領域(G)105中
においては、支持体の表面と平行な面内方向に関して、
ゲルマニウム原子は、均一な分布で万遍無く含有される
のがその面内方向に於ける特性の均一化を計る点から必
要である。In each case, in the first layer region (G) 105, with respect to the in-plane direction parallel to the surface of the support,
It is necessary for germanium atoms to be contained evenly and uniformly in order to make the properties uniform in the in-plane direction.
殊に、第一の層(I)102の層厚方向には万遍無く含
有されていて、且つ前記支持体101の設けられである
側とは反対の側(光受容層104の自由表面107側)
の方に対して前記支持体101側(光受容層と支持体1
01との界面側)の方に多く分布した状態となる様にす
るか、或いはこの逆の分布状態となる様に前記第一の層
領域(G)105中にゲルマニウム原子は含有される。In particular, it is contained evenly in the layer thickness direction of the first layer (I) 102, and on the side opposite to the side where the support 101 is provided (the free surface 107 of the photoreceptive layer 104). side)
The support 101 side (the photoreceptive layer and the support 1
The germanium atoms are contained in the first layer region (G) 105 so that they are distributed more toward the interface side with the first layer region (G) 105 or vice versa.
本発明の光導電部材においては、前記した様に第一の層
領域(G)105中に含有されるゲルマニウム原子の分
布状態は、層厚方向においては、前記の様な分布状態を
取り、支持101の表面と平行な面内方向には、均一な
分布状態とされるのが望ましい。In the photoconductive member of the present invention, as described above, the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region (G) 105 is as described above in the layer thickness direction, and the distribution state of the germanium atoms is as described above. In the in-plane direction parallel to the surface of 101, it is desirable to have a uniform distribution state.
本発明に於いては、第一の層領域(G) 105上に設
けられる第二の層領域(S)106中には、ゲルマニウ
ム原子は含有されておらず、この様な層構造に第一の層
(I)102を形成することによって、可視先細、域を
含む、比較的短長波から比較的長波長連の全領域の波長
の光に対して光感度が優れている光導電部材を得ること
ができる。In the present invention, germanium atoms are not contained in the second layer region (S) 106 provided on the first layer region (G) 105, and the first layer region (G) 105 does not contain germanium atoms. By forming the layer (I) 102, a photoconductive member is obtained that has excellent photosensitivity to light in the entire range of wavelengths from relatively short and long wavelengths to relatively long wavelengths, including the visible tapered range. be able to.
又、好ましい実施態様の1つに於いては、第一の層領域
(G)105中に於けるゲルマニウム原子の分布状態は
その全層領域にゲルマニウム原子が連続的に万遍無く分
布し、ゲルマニウム原子の層厚方向の分布濃度Cが支持
体101側から第二の層領域(S)106に向って減少
する変化が与えられているので、第一の層領域(G)1
05と第二の層領域(S)106との間に於ける親和性
に優れ、且つ後述する様に支持体101側端部に於いて
ゲルマニウム原子の分布濃度Cを極端に大きくすること
により、半導体レーザー等を使用した場合の、第二の層
領域(S)106では殆んど吸収し切れない長波長側の
光を第一の層領域(G)
105に於いて、実質的に完全に吸収することが出来、
支持体101面からの反射による干渉を防止することが
出来−る、。Further, in one of the preferred embodiments, the distribution state of germanium atoms in the first layer region (G) 105 is such that germanium atoms are continuously and evenly distributed throughout the entire layer region, and germanium atoms are evenly distributed throughout the layer region. Since the distribution concentration C of atoms in the layer thickness direction decreases from the support 101 side toward the second layer region (S) 106, the first layer region (G) 1
05 and the second layer region (S) 106, and by extremely increasing the distribution concentration C of germanium atoms at the side edge of the support 101 as described later, When a semiconductor laser or the like is used, the light on the long wavelength side that is almost completely absorbed by the second layer region (S) 106 is substantially completely absorbed in the first layer region (G) 105. can be absorbed,
Interference due to reflection from the surface of the support 101 can be prevented.
第2図乃至第10図には第一の層領域(G、)105中
に含有されるゲルマニウム原子の層厚方向の分布状態が
不均一な場合の典型的例が示される。2 to 10 show typical examples in which the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region (G, ) 105 in the layer thickness direction is non-uniform.
第2図乃至第1O図においては、横軸はゲルマニウム原
子の分布濃度Cを、縦軸は光導電性を示す第一の層領域
(G)105の層厚を示し、t、は支持体101側の第
一の層領域(G) 105の表面の位置を、t□は支持
体側とは反対側の第一の層領域(G)105の表面の位
置を示す。即ち、ゲルマニウム原子の含有される第一の
層領域(G)105はt、側からtT側に向って層形成
がなされる。In FIGS. 2 to 1O, the horizontal axis represents the distribution concentration C of germanium atoms, the vertical axis represents the layer thickness of the first layer region (G) 105 exhibiting photoconductivity, and t represents the support 101. t□ indicates the position of the surface of the first layer region (G) 105 on the side opposite to the support side. That is, in the first layer region (G) 105 containing germanium atoms, layers are formed from the t side to the tT side.
第2図には、第一の層領域(G)105中に含有される
ゲルマニウム原子の層厚方向の分布イ#11
状態の第1の典型塑が示される。FIG. 2 shows the first typical plastic state in which the distribution of germanium atoms contained in the first layer region (G) 105 in the layer thickness direction is #11.
第2図に示される例では、ゲルマニウム原子の含有され
る第一の層領域(G)105が形成される表面と支持体
101の表面とが接する界面位置t、からt、の位置ま
では、ゲルマニウム原子の分布濃度Cが01なる一定の
値を取り乍ら第一の層(I)に含有され、位置t1から
界5面位置t1に至るまで分布濃度は、C2より徐々に
連続的に減少されている。界面位置tTにおいてはゲル
マニウム原子の分布濃度CはC1とされる。In the example shown in FIG. 2, from the interface position t, where the surface where the first layer region (G) 105 containing germanium atoms is formed and the surface of the support 101 are in contact, to the position t, The distribution concentration C of germanium atoms is contained in the first layer (I) while taking a constant value of 01, and the distribution concentration gradually and continuously decreases from C2 from the position t1 to the interface position t1. has been done. At the interface position tT, the distribution concentration C of germanium atoms is C1.
第3図に示される例においては、第1の層領域(G)1
05に含有されるゲルマニウム原子の分布濃度Cは位置
1Bより位置tTに至るまで濃度C4から徐々に連続的
に減少して位置上〇において濃度C5となる様な分布状
態を形成している。In the example shown in FIG. 3, the first layer region (G) 1
The distribution concentration C of germanium atoms contained in 05 gradually and continuously decreases from the concentration C4 from the position 1B to the position tT, forming a distribution state in which the concentration C5 is reached at the position 0.
第4図の場合には、第1の層領域(G)105に含有さ
れるゲルマニウム原子の分布濃度Cは位置t8より位置
t2までは濃度C4と一定値とされ、位置t2と位置t
□との間において、徐々に連続的に減少され、位置t7
において、分布濃度Cは実質的に零とされている(ここ
で実質的に零とは検出限界量未満の場合である)。In the case of FIG. 4, the distribution concentration C of germanium atoms contained in the first layer region (G) 105 is constant at a concentration C4 from position t8 to position t2, and from position t2 to position t
□ is gradually and continuously decreased until position t7
In this case, the distribution concentration C is substantially zero (substantially zero here means that it is less than the detection limit amount).
第5図の場合には、第1の層領域(G)105に含有さ
れるゲルマニウム原子の分布濃度Cは位置t8より位置
tアに至るまで、濃度C1より連続的に徐々に減少され
、位置tTにおいて実質的に零とされている。In the case of FIG. 5, the distribution concentration C of germanium atoms contained in the first layer region (G) 105 is continuously and gradually decreased from the concentration C1 from the position t8 to the position ta. It is substantially zero at tT.
第6図に示す例においては、第1の層領域(G)105
に含有されるゲルマニウム原子の分布濃度Cは、位置t
、と位置t1間においては、濃度Cテと一定値であり、
位置tTにおいては濃度C10される0位置上3と位置
tTとの間では、分布濃度Cは一資関数的に位置t3よ
り位置tTに至るまで減少されている。In the example shown in FIG. 6, the first layer region (G) 105
The distribution concentration C of germanium atoms contained in the position t
, and the position t1, the concentration Cte is a constant value,
At the position tT, the concentration C10 is 0. Between the 0 position upper 3 and the position tT, the distribution concentration C is reduced from the position t3 to the position tT.
第7図に示される例においては、第1の層領域(G)1
05に含有されるゲルマニウム原子の分布濃度Cは位置
t、より位置tうまでは濃度C11の一定値を取り、位
置t、より位置tTまでは濃度CI2より濃度CI3ま
で一次関数的に減少する分布状態とされている。In the example shown in FIG. 7, the first layer region (G) 1
The distribution concentration C of germanium atoms contained in 05 takes a constant value of concentration C11 from position t to position t, and decreases linearly from concentration CI2 to concentration CI3 from position t to position tT. It is said that
第8図に示す例においては、第1の層領域(G)105
に含有されるゲルマニウム原子の分布濃度Cは位置t、
より位置1Tに至るまで、濃度CI4より実質的に零に
至る様に一次関数的に減少している。In the example shown in FIG. 8, the first layer region (G) 105
The distribution concentration C of germanium atoms contained in is at the position t,
From there, up to position 1T, the concentration decreases linearly from CI4 to substantially zero.
f39図においては、第1の層領域(G)105に含有
されるゲルマニウム原子の分布濃度Cは、位置t、より
位置t9に至るまでは濃度C1゜より濃度C16まで一
次関数的に減少され、位置t!。In the diagram f39, the distribution concentration C of germanium atoms contained in the first layer region (G) 105 is linearly decreased from the concentration C1° to the concentration C16 from the position t to the position t9, Position t! .
と位置E0との間においては、濃度CI4の一定値とさ
れた例が示されている。An example is shown in which the concentration CI4 is kept at a constant value between and the position E0.
第10図に示される例においては、第1の層領域(G)
105に含有されるゲルマニウム原子の分布濃度Cは位
置t、において濃度C1゜であり、位置t、に至るまで
はこの濃度C,7J:り初めはゆっくりと減少され、t
6の位置付近においては、急激に減少されて位置t6で
は濃度CI?”される。In the example shown in FIG. 10, the first layer region (G)
The distribution concentration C of germanium atoms contained in 105 is a concentration C1° at position t, and this concentration C,7J: at the beginning, it decreases slowly until it reaches position t.
Near position 6, the concentration CI? decreases rapidly and at position t6, the concentration CI? “It will be done.
位置t、と位置t7との間においては、初め急激に減少
されて、その後は、緩かに徐々に減少されて位置t7で
濃度CI、となり、位置t7と位置峠との間では、極め
てゆっくりと徐々に減少されて位置t、において、濃度
”soに至る。位置t、と位置上〇の間においては、濃
度C20より実質的に零になる様に図に示す如き形状の
曲線に従って減少されている。Between position t and position t7, the concentration decreases rapidly at first, and then decreases slowly and gradually to reach the concentration CI at position t7, and between position t7 and position pass, it decreases extremely slowly. The concentration is gradually decreased to reach "so" at position t. Between position t and position 0, the concentration is decreased from C20 to substantially zero according to a curve shaped as shown in the figure. ing.
以上、第2図乃至第10図により、第一の層領域(G)
105中に含有されるゲルマニウム原子の層厚方向の分
布状態の典型例の幾つかを説明した様に、本発明におい
ては、支持体101側において、ゲルマニウム原子の分
布濃度Cの高い部分を有し、界面tT側において、前記
分布濃度Cが支持体101側に較べて可成り低くされた
部分を有するゲルマニウム原子の分布状態が第一の層領
域(G)105に設けられている場合が、好適な例の1
つとして挙げられる。As described above, from FIGS. 2 to 10, the first layer region (G)
As described in some of the typical examples of the distribution state of the germanium atoms contained in the support 105 in the layer thickness direction, in the present invention, the support 101 has a portion with a high distribution concentration C of germanium atoms. , it is preferable that the first layer region (G) 105 is provided with a distribution state of germanium atoms having a portion where the distribution concentration C is considerably lower on the interface tT side than on the support 101 side. Example 1
It is mentioned as one of the
本発明に於ける光導電部材を構成する第一の層領域(G
)105は、好ましくは上記した様に支持体101側の
方か又はこれとは逆に自由表面105側の方にゲルマニ
ウム原子が比較的高濃度で含有されている局在領域(A
)を有するのが望ましい。The first layer region (G
) 105 is preferably a localized region (A
) is desirable.
例えば、局在領域(A)は、第2図乃至第1O図に示す
記号を用いて説明すれば、界面位置t8より層厚方向に
5ル以内に設けられるのが望ましい。For example, if the localized region (A) is explained using the symbols shown in FIGS. 2 to 1O, it is preferable that the localized region (A) be provided within 5 l in the layer thickness direction from the interface position t8.
上記局在領域(A)は、界面位置t、より5IL厚まで
の層領域(LT)の全部とされる場合もあるし、又、層
領域(LT)の一部とされる場合もある。The localized region (A) may be the entire layer region (LT) from the interface position t to a thickness of 5 IL, or may be a part of the layer region (LT).
局在領域(A)を層領域(LT)の一部とするか又は全
部とするかは、形成される第一の層領域(G)105に
要求される特性に従って適宜状められる。Whether the localized region (A) should be part or all of the layer region (LT) is determined as appropriate depending on the characteristics required of the first layer region (G) 105 to be formed.
局在領域(A)は、その中の含有されるゲルマニウム原
子の層厚方向の分布状態としてゲルマニウム原子の分布
濃度の最大値Cmaxがシリコン原子との和に対して、
好ましくは1000原子ppm以上、より好適には50
00原子ppn+以上、最適にはlXl0原子ppm以
上とされる様な分布状態となり得る様に層形成されるの
が望ましい。In the localized region (A), the distribution state of the germanium atoms contained therein in the layer thickness direction is such that the maximum value Cmax of the distribution concentration of germanium atoms is the sum of the distribution concentration of germanium atoms and silicon atoms.
Preferably 1000 atomic ppm or more, more preferably 50
It is desirable that the layer be formed in such a manner that a distribution state of 00 atomic ppm or more, optimally 1X10 atomic ppm or more, can be obtained.
即ち、本発明においては、ゲルマニウム原子の含有され
る第一の層領域(G)105は、支持体101側からの
層厚で5JL以内(1,3から5#L厚の層領域)に分
布濃度の最大値Cwaxが存在する様に形成されるのが
好ましい。That is, in the present invention, the first layer region (G) 105 containing germanium atoms is distributed within 5 JL in layer thickness from the support 101 side (layer region from 1.3 to 5 #L thick). It is preferable that it is formed so that a maximum concentration value Cwax exists.
本発明において、第一の層領域(G)105中に含有さ
れるゲルマニウム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状められる
が、シリコン原子との和に対して、好ましくは1〜10
X I Os原子ppmより好ましくは100〜9.
5X10’原子ppm 、最適には、500〜8X10
原子ppmとされるのが望ましい。In the present invention, the content of germanium atoms contained in the first layer region (G) 105 is appropriately determined as desired so as to effectively achieve the object of the present invention. Preferably 1 to 10
X I Os atomic ppm more preferably 100 to 9.
5X10' atomic ppm, optimally 500-8X10
Preferably, it is expressed in atomic ppm.
第一の層領域(G)105中に於けるゲルマニウム原子
の分布状態が、全層領域にゲルマニウム原子が連続的に
分布し、ゲルマニウム原子の層厚方向の分布濃度Cが支
持体101側から光受容層104の自由表面107側に
向って、減少する変化が与えられているか、又はこの逆
の変化が与えられている場合には、分布濃度Cの変化率
曲線を所望に従って任意に設計することによって、要求
される特性を持った第一の層領域(G)105を所望通
りに実現することが出来る。The distribution state of germanium atoms in the first layer region (G) 105 is such that germanium atoms are continuously distributed in the entire layer region, and the distribution concentration C of germanium atoms in the layer thickness direction is small when exposed to light from the support 101 side. If a decreasing change is given toward the free surface 107 side of the receptor layer 104 or vice versa, the rate of change curve of the distribution concentration C can be arbitrarily designed as desired. Accordingly, the first layer region (G) 105 having the required characteristics can be realized as desired.
例えば、第一の層領域(G)105中に於けるゲルマニ
ウム原子の分布濃度Cを支持体101側に於いては、充
分高め、光受容層104の自由表面107側に於いては
、極力低める様な、分布濃度Cの変化を、ゲルマニウム
原子の分布濃度曲線に与えることによって、可視光領域
を含む、比較的短波長から比較的短波長迄の全望城の波
長の光に対して高光感度化を図ることが出来ると共に、
レーザ光等の可干渉光に対しての干渉防止を効果的に計
ることが出来る。For example, the distribution concentration C of germanium atoms in the first layer region (G) 105 is sufficiently increased on the support 101 side, and as low as possible on the free surface 107 side of the photoreceptive layer 104. By giving a change in the distribution concentration C to the distribution concentration curve of germanium atoms, high photosensitivity can be achieved for light of all wavelengths from relatively short wavelengths to relatively short wavelengths, including the visible light region. In addition to being able to achieve
It is possible to effectively prevent interference with coherent light such as laser light.
本発明に於いて第1の層領域(G)105の層厚と第2
の層領域(S)106の層厚とは、本発明の目的を効果
的に達成させる為の重要な因子の1つであるので形成さ
れる光導電部材に所望の特性が充分与えられる様に、光
導電部材の設計の際に充分なる注意が払われる必要があ
る。In the present invention, the layer thickness of the first layer region (G) 105 and the second layer region (G) 105 are
The layer thickness of the layer region (S) 106 is one of the important factors for effectively achieving the object of the present invention. , due care must be taken in designing the photoconductive member.
本発明に於いて、第1の層領域(G)105の層厚TE
+は、好ましくは30A〜SO=、より好ましくは40
人〜40川、最適には50人〜30ルとされるのが望ま
しい。In the present invention, the layer thickness TE of the first layer region (G) 105
+ is preferably 30A to SO=, more preferably 40
It is desirable that the number of people is 40 people, and optimally 50 people to 30 people.
又、$2の層領域(S)106の層厚Tは、好ましくは
、0.5〜90p、より好ましくは1〜80JL、最適
には2〜50ルとされるのが望ましい。Further, the layer thickness T of the $2 layer region (S) 106 is preferably 0.5 to 90 p, more preferably 1 to 80 JL, and most preferably 2 to 50 JL.
第1の層領域(G)105の層厚万と第2の層領域(S
)106の層厚Tの和(TB十T)は、両層領域に要求
される特性と光受容層全体に要求される特性との相互間
の有機的関連性に基いて、光導電部材の層設針の際に所
望に従って、適宜決定される。The layer thickness of the first layer region (G) 105 and the second layer region (S
) 106, the sum of the layer thicknesses T (TB + T) of the photoconductive member is determined based on the organic relationship between the characteristics required for both layer regions and the characteristics required for the entire photoreceptive layer. It is appropriately determined according to the requirements during layer laying.
本発明の光導電部材に於いては、上記の(T、n+T)
の数値範囲は、好ましくは1〜100g、より好適には
1〜80ル、最適には2〜50pとされるのが望ましい
。In the photoconductive member of the present invention, the above (T, n+T)
The numerical range of is preferably 1 to 100 g, more preferably 1 to 80 g, most preferably 2 to 50 p.
本発明のより好ましい実施態様に於いては上記の層厚T
、i+及び層厚Tは、好ましくはTB/T≦1なる関係
を満足するように、夫々に対して適宜適切な数値が選択
されるのが望ましい。In a more preferred embodiment of the present invention, the above layer thickness T
, i+, and layer thickness T, it is desirable that appropriate numerical values be selected for each, preferably so as to satisfy the relationship TB/T≦1.
上記の場合に於ける層厚Tn及び層厚Tの数値の選択に
於いて、より好ましくは、TB/T≦0.9、最適には
T n / T≦0.8なる関係が満足される様に層厚
TB及び層厚Tの値が決定されるのが望ましいものであ
る。In selecting the numerical values of layer thickness Tn and layer thickness T in the above case, more preferably the relationship TB/T≦0.9, optimally T n /T≦0.8 is satisfied. It is desirable that the values of layer thickness TB and layer thickness T be determined in the same manner.
本発明に於いて、第1の層領域(G)105中に含有さ
れるゲルマニウム原子の含有量がlXl0原子ppm以
上の場合には、第1の層領域(G)105の層厚TBは
、可成り薄くされるのが望ましく、好ましくは3011
.以下、より好ましくは25g以下、最適には20ル以
下とされるのが望ましい。In the present invention, when the content of germanium atoms contained in the first layer region (G) 105 is 1X10 atoms ppm or more, the layer thickness TB of the first layer region (G) 105 is It is desirable to make it fairly thin, preferably 3011
.. The amount is more preferably 25 g or less, most preferably 20 liters or less.
本発明の光導電部材に於いては、高光感度化と高暗抵抗
化、更には、支持体と第一の層(1)102との間の密
着性の改良を図る目的の為に、第一の層(I)102中
には、窒素原子が含有される層領域(N)が設けられる
。In the photoconductive member of the present invention, for the purpose of increasing photosensitivity and dark resistance, and further improving the adhesion between the support and the first layer (1) 102, In the first layer (I) 102, a layer region (N) containing nitrogen atoms is provided.
第一の層(I)102は、第11図に示すように、窒素
原子の層厚方向の分布濃度C(N)が、C(1)なる値
を有する第1の領域(1)108、C(2)なる値を有
する第2の領域(2)109.C(3)なる値を有する
第3の領域(3)110とを有する。As shown in FIG. 11, the first layer (I) 102 includes a first region (1) 108 in which the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms in the layer thickness direction has a value of C(1), A second region (2) 109. having a value of C(2). and a third region (3) 110 having a value of C(3).
本発明に於いては、上記の第1.第2.第3の各領域は
、これ等3つのいずれの領域に於いても必ずしも窒素原
子が含有されていることは要しないが、分布濃度C(3
)は、分布濃度C(1)、C(2)のいずれよりも大き
く、且つ、分布濃度C(1) 、 C(2)の少なくと
もいずれか一方は0でないか又は分布゛濃度C(1)、
C(2)は等しくない必要がある。In the present invention, the above-mentioned 1. Second. Each of the third regions does not necessarily need to contain nitrogen atoms in any of these three regions, but the distribution concentration C(3
) is larger than both of the distribution concentrations C(1) and C(2), and at least one of the distribution concentrations C(1) and C(2) is not 0 or the distribution concentration C(1) ,
C(2) must not be equal.
分布濃度c (B 、 C(2)のいずれか一方が0で
ある場合には、第一の層(I)102は、窒素原子を含
有しない領域として、第1の領域(1)108か又は第
2の領域(2)109を有し、それよりも高い分布濃度
C(3)を有する第3の領域(3)を有する。When either the distribution concentration c (B or C(2) is 0, the first layer (I) 102 is a region that does not contain nitrogen atoms, and is either the first region (1) 108 or It has a second region (2) 109 and a third region (3) having a higher distribution concentration C(3).
この場合、窒素原子を比較的高濃度に含有させて自由表
面107から第一の層(I)102中への電荷の注入防
止効果が得られる様にするのであれば第1の領域(1)
108を、窒素原子の含有しない領域として第一の層(
I)102を設計する必要があり、又、逆に支持体10
1側から光受容層104中への電荷の注入防止及び支持
体101と光受容層104との間の密着性の改良を計る
のであれば、第2の領域(2)109を窒素原子の含有
しない領域として第一の層(I)102を設計する必要
がある。本発明に於いては、3者の中、最大の分布濃C
(3)を有する第3の領域(3)ltoは、良好な光感
度特性を堆持しつつ第一の(1)102の暗抵抗の向上
を計る場合には、分布濃度C(3)の値としては、比較
的低い数値に設定すると共に、その層厚としては必要な
範囲に於いて充分な厚さとするのが望ましい。In this case, if nitrogen atoms are contained in a relatively high concentration to obtain the effect of preventing charge injection from the free surface 107 into the first layer (I) 102, the first region (1)
108 in the first layer (
I) It is necessary to design the support 102, and conversely, the support 10
If the purpose is to prevent charge injection from the first side into the photoreceptive layer 104 and to improve the adhesion between the support 101 and the photoreceptive layer 104, the second region (2) 109 should contain nitrogen atoms. It is necessary to design the first layer (I) 102 as a region where no oxidation occurs. In the present invention, among the three, the maximum distribution concentration C
In order to improve the dark resistance of the first (1) 102 while maintaining good photosensitivity characteristics, the third region (3) lto having the distribution concentration C(3) It is desirable to set the value to a relatively low value and to set the layer thickness to a sufficient thickness within the necessary range.
又、分布濃度C(3)の値を比較的高い数値に設定する
ことで第3の領域(3)110によって電荷注入防止効
果を期待するのであれば、第3の領域(3)110の層
厚は、電荷注入阻止の効果が充分得られる範囲に於いて
、出来るだけ薄くすると共に、第2の層(II)103
の自由表面107側、又は支持体101側に出来るだけ
接近した位置に第3の領域(3)110を設けるのが望
ましい。Furthermore, if the third region (3) 110 is expected to have a charge injection prevention effect by setting the value of the distribution concentration C(3) to a relatively high value, the layer of the third region (3) 110 The thickness of the second layer (II) 103 should be as thin as possible within a range where a sufficient effect of blocking charge injection can be obtained.
It is desirable to provide the third region (3) 110 at a position as close as possible to the free surface 107 side or the support body 101 side.
この場合に於いて、第3の領域(3)ltOが支持体1
01側の方により接近して設けられる場合には、゛第1
の領域(1)108は、その層厚を必要な範囲に於いて
充分薄くされ、支持体101と光受容層104との間の
密着性の向上を主に計る為に設けられる。In this case, the third region (3) ltO is the support 1
If it is installed closer to the 01 side,
The region (1) 108 is made sufficiently thin within a necessary range, and is provided mainly to improve the adhesion between the support 101 and the light-receiving layer 104.
第3の領j*(3)lloが自由表面107側の方によ
り接近して設けられる場合には、第2の領域(2)10
9は第3の領域(3)110が多湿雰囲気に晒されるの
を防ぐ目的の為に主に設けられる。When the third region j * (3) llo is provided closer to the free surface 107 side, the second region (2) 10
9 is provided mainly for the purpose of preventing the third region (3) 110 from being exposed to a humid atmosphere.
本発明に於いて、第1の領域(1)及び第2の領域(2
)の層厚としては一分布濃度C(1)、C(2)との関
係に於いて適宜所望に応じて決定されるが、好ましくは
、0.003〜100IL、より好ましくは0.004
〜80IL、最適には0.005〜50ILが望ましい
。In the present invention, the first region (1) and the second region (2
) is determined as desired in relation to the uniform distribution concentrations C(1) and C(2), but is preferably 0.003 to 100IL, more preferably 0.004IL.
~80IL, optimally 0.005~50IL.
又、第3の領域(3)110の層厚は、分布濃度C(3
)との関係に於いて適宜決定されるが、好ましくは0.
003〜80井、より好ましくは0.004〜50蒔、
最適には0.005〜40ルとされるのが望ましい。Further, the layer thickness of the third region (3) 110 is the distribution concentration C(3
), but preferably 0.
003 to 80 wells, more preferably 0.004 to 50 wells,
The optimum range is 0.005 to 40 liters.
第3の領域(3)110に電荷注入阻止層としての機能
を主に持たせる場合には、第一の層(I)102の支持
体101側又は自由表面107側に接近して設けると共
に、その層厚を好ましくは30μ以下、より好適には2
0IL以下、最適には1OIL以下とするのが望ましい
。When the third region (3) 110 mainly functions as a charge injection blocking layer, it is provided close to the support 101 side or the free surface 107 side of the first layer (I) 102, and The layer thickness is preferably 30μ or less, more preferably 2
It is desirable to set it to 0IL or less, optimally 1OIL or less.
この際、第3の領域(3)110が接近して設けられる
支持体101側にある第1の領域(1)108又は自由
表面107偏にある第2の領域(2)109の層厚は、
第3の領域(3)110に含有される窒素原子の分布濃
度C(3)の値と生産的効率の点とがらによって適宜状
められるが、好ましくは5ル以下、より好ましくは3μ
以下、最適にはtp以下とされるのが望ましい。At this time, the layer thickness of the first region (1) 108 on the side of the support 101 where the third region (3) 110 is provided or the second region (2) 109 on the free surface 107 is ,
It is determined as appropriate depending on the value of the distribution concentration C(3) of nitrogen atoms contained in the third region (3) 110 and the point of productive efficiency, but it is preferably 5μ or less, more preferably 3μ.
Hereinafter, it is optimally desirable to set it to tp or less.
本発明に於いて、窒素原子の含有分布濃度C(3)の最
大値としては、シリコン原子とゲルマニウム原子と窒素
原子との和(以後「T(SiGeN)Jと記す)に対し
て好ましくは67JN子%、より好ましくは5o原子%
、最適には40原子%とされるのが望ましい。In the present invention, the maximum value of the distribution concentration C(3) of nitrogen atoms is preferably 67JN for the sum of silicon atoms, germanium atoms, and nitrogen atoms (hereinafter referred to as "T(SiGeN)J"). 5o atom%, more preferably 5o atom%
, the optimum value is preferably 40 atomic %.
又、分布濃度C(3) ノ最小値は、T(SiGeN)
に対して好ましくはlO原子ppm 、より好ましくは
15原子ppm 、最適には2o原子pp履とされるの
が望ましい。分布濃度C(1) 、 C(2)がOでな
い場合は、その最小値としては・T(SiGeN)に対
して、好ましくはl原子ppm 、より好ましくは3原
子pp園、最適には5原子ppmとされるのが望ましい
。Moreover, the minimum value of the distribution concentration C(3) is T(SiGeN)
It is preferable that 1O atoms ppm, more preferably 15 atoms ppm, and most preferably 20 atoms ppm. When the distribution concentrations C(1) and C(2) are not O, the minimum value is preferably 1 atom ppm, more preferably 3 atoms ppm, optimally 5 atoms ppm, for T(SiGeN). It is desirable to set it as ppm.
本発明に於いて、窒素原子の分布状態は、第一の層(I
)102全体に於いては、前記した様に層厚方向に不均
一であるが、第1.第2゜第3の各領域に於いては、層
厚方向に均一である。In the present invention, the distribution state of nitrogen atoms is determined in the first layer (I
) 102 as a whole is non-uniform in the layer thickness direction as described above; In each of the second and third regions, the thickness is uniform in the layer thickness direction.
第12図乃至第15図には、第一の層(I)102全体
としての窒素原子の分布状態の典型的例が示される。12 to 15 show typical examples of the distribution of nitrogen atoms in the entire first layer (I) 102. FIG.
これ等の図の説明に当って断わることなく使用される記
号は、第2図乃至第10図に於いて使用したものと同様
に意味を持つ。The symbols used throughout the description of these figures have the same meanings as those used in FIGS. 2 through 10.
第12図に示される例では、窒素原子の分布濃度C(N
)は位置tBより位置t、まではC2,とし、位置t9
から位置tIIまでは5□とし、位置tIIから位置t
TまではC21としている。In the example shown in FIG. 12, the distribution concentration C(N
) from position tB to position t is C2, and position t9
to position tII is 5□, and from position tII to position t
C21 is used up to T.
第13図に示される例では、窒素原子の分布濃度C(N
)は位置tBから位置t12までは鬼とし、位置t12
から位置t13まではC2,と階段状に増加させ、位置
t18から位置t工まではC力と減少させている。In the example shown in FIG. 13, the distribution concentration C(N
) is a demon from position tB to position t12, and position t12
The force increases stepwise to C2 from position t13 to position t13, and decreases to C force from position t18 to position t.
fJ14図の例では、窒素原子の分布濃度C(N)は位
置tBから位置t1+*で−とし1位置t、ゆから位置
tIfまでは%と階段状に増加させ1位置t、3から位
置t工まで初期の濃度よりも少ない濃度02?シている
。In the example of the fJ14 diagram, the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms is set to - from position tB to position t1+* and increases stepwise as % from position t to position tIf. Is the concentration 02 lower than the initial concentration? It's happening.
第15図に示される例では、窒素原子の分布濃度C(N
)は位置1Bから位置t1.までは9.とし位置t16
から位置t17まではC7゜に減少させ、位置t17か
ら位置t18までは91と階段状に増加させ、位置t1
.から位置t、までは9メで減少させている。In the example shown in FIG. 15, the distribution concentration C(N
) from position 1B to position t1. Until 9. position t16
From position t17 to position t17, it decreases to C7°, and from position t17 to position t18, it increases stepwise to 91°, and from position t1
.. The distance from position t to position t is decreased in 9 meters.
本発明に於いて、第一の層(I)102に設けられる窒
素原子の含有されている層領域(N)(前述した第1.
第2.第3の領域の少なくとも2つの領域で構成される
)は、光感度と暗抵抗の向上を主たる目的とする場合に
は、第一の層(I)102の全層領域を占める様に設け
られ、第一の(I)102の自由表面から107からの
電荷の注入を防止するためには、自由表面側近傍に設け
られ、支持体101と光受容層104との間の密着性の
強化を計るのを主たる目的とする場合には、光受容層1
04の支持体側端部層領域を占める様に設けられる。In the present invention, the nitrogen atom-containing layer region (N) provided in the first layer (I) 102 (the first layer region (N) described above) is provided in the first layer (I) 102.
Second. (composed of at least two third regions) is provided so as to occupy the entire layer area of the first layer (I) 102 when the main purpose is to improve photosensitivity and dark resistance. In order to prevent charge injection from the free surface 107 of the first (I) 102, a layer is provided near the free surface to strengthen the adhesion between the support 101 and the photoreceptive layer 104. When the main purpose is to measure, the photoreceptive layer 1
It is provided so as to occupy the support side end layer region of 04.
第一番目の場合、層領域(N)中に含有される窒素原子
の含有量は、高光感度を維持する為の比較的少なくされ
、2番目の場合第一の層(I)102の自由表面107
からの電荷の注入を防ぐために窒素原子の含有量は比較
的多くされ、第3番目の場合には、支持体101との密
着性の強化を確実に図る為に窒素原子の含有量は比較的
多くされるのが望ましい。In the first case, the content of nitrogen atoms contained in the layer region (N) is relatively low to maintain high photosensitivity, and in the second case the free surface of the first layer (I) 102 107
In the third case, the nitrogen atom content is relatively high in order to prevent charge injection from the support 101. It is desirable that it be done more often.
又、前王者を同時に達成する目的の為には、支持体10
1側に於いて比較的高濃度に窒素原子を分布させ、第一
の層(I)102の中央に於いて比較的低濃度に分布さ
せ、第一の層(I)102の自由表面107側の表面層
領域には、窒素原子を多くした様な、窒素原子の分布状
態を層領域(N)中に形成すれば良い。In addition, for the purpose of achieving the former champion at the same time, support 10
Nitrogen atoms are distributed at a relatively high concentration on the 1 side, relatively low concentration at the center of the first layer (I) 102, and nitrogen atoms are distributed at a relatively low concentration on the free surface 107 side of the first layer (I) 102. In the surface layer region (N), a distribution state of nitrogen atoms may be formed in the layer region (N) such that the number of nitrogen atoms is increased.
自由表面107からの電荷の注入を防止するためには、
自由表面107側で窒素原子の分布濃度C(N)を多く
した層領域(N)を形成するのが望ましい。In order to prevent charge injection from the free surface 107,
It is desirable to form a layer region (N) in which the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms is increased on the free surface 107 side.
本発明に於いて、第一の層(I)102に設けられる窒
素原子を含有する層領域(N)における窒素原子の含有
量は、層領域(N)自体に要求される特性、或いは該層
領域(N)が支持体101に直に接触して設けられる場
合には、該支持体101との接触界面に於ける特性との
関係等、有機的関連性に於いて、適宜選択することが出
来る。In the present invention, the nitrogen atom content in the nitrogen atom-containing layer region (N) provided in the first layer (I) 102 depends on the characteristics required for the layer region (N) itself or the layer region (N). When the region (N) is provided in direct contact with the support 101, the region (N) may be appropriately selected depending on the organic relationship, such as the relationship with the characteristics at the contact interface with the support 101. I can do it.
又、前記層領域(N)に直に接触して他の層領域が設け
られる場合には、該他の層領域の特性や該他の層領域と
の接触界面に於ける特性との関係も考慮されて、窒素原
子の含有量が適宜選択される。In addition, when another layer region is provided in direct contact with the layer region (N), the relationship with the characteristics of the other layer region and the characteristics at the contact interface with the other layer region may also be determined. The nitrogen atom content is appropriately selected in consideration of the above.
層領域(N)中に含有される窒素原子の量は、形成され
る光導電部材に要求される特性に応じて所望に従って適
宜状められるが、シリコン原子とゲルマニウム原子と窒
素原子との和(以後rT(SiGeN)と記す)に対し
テ/好ましくは、0.001〜50原子%、より好まし
くは0.002〜40原子%、最適には、0.003〜
30原子%とされるのが望ましい。The amount of nitrogen atoms contained in the layer region (N) can be determined as desired depending on the properties required of the photoconductive member to be formed, but it is determined that the amount of nitrogen atoms contained in the layer region (N) is the sum of silicon atoms, germanium atoms, and nitrogen atoms ( Preferably 0.001 to 50 at%, more preferably 0.002 to 40 at%, optimally 0.003 to 40 at%, relative to rT (SiGeN)).
It is desirable that the content be 30 atomic %.
本発明に於いて、層領域(N)が第一の層(1)102
の全域を占めるか、或いは、第一の層(I)102の全
域を占めなくとも、層領域(N)の層厚TOの第一の層
(I)102の層厚Tに占める割合が充分多い場合には
、層領域(N)に含有される窒素原子の含有量の上限は
、前記の値より充分多なくされるのが望ましい。In the present invention, the layer region (N) is the first layer (1) 102
Or, even if it does not occupy the entire area of the first layer (I) 102, the ratio of the layer thickness TO of the layer region (N) to the layer thickness T of the first layer (I) 102 is sufficient. If the amount of nitrogen atoms is large, it is desirable that the upper limit of the content of nitrogen atoms contained in the layer region (N) is set to be sufficiently larger than the above value.
本発明においては、層領域(N)の層厚TOが第一の層
(I)102の層厚Tに対して占める割合が5分の2以
上となる様な場合には、層領域(N)中に含有される窒
素原子の量の上限としては、T(SiGeN)に対して
好ましくは、30原子%以下、より好ましくは、20原
子%以下、最適には10原子%以下とされるのが望まし
い。In the present invention, when the ratio of the layer thickness TO of the layer region (N) to the layer thickness T of the first layer (I) 102 is two-fifths or more, the layer region (N) ) The upper limit of the amount of nitrogen atoms contained in T (SiGeN) is preferably 30 at % or less, more preferably 20 at % or less, and optimally 10 at % or less. is desirable.
本発明において、窒素原子の含有される層領域(N)は
、上記した様に支持体101側又は/及び第二の層(I
I)103側の近傍に窒素原子が比較的高濃度で含有さ
れている局在領域(B)を有するものとして設けられる
のが望ましく、この場合には、支持体101と第一の層
(I)102との間の密着性をより一層向上させること
及び受容電位を向上させることが出来る。In the present invention, the layer region (N) containing nitrogen atoms is formed on the support 101 side or/and the second layer (I) as described above.
I) It is preferable to provide a localized region (B) in which nitrogen atoms are contained at a relatively high concentration near the 103 side, and in this case, the support 101 and the first layer (I ) 102 and the acceptance potential can be further improved.
上記局在領域(B)は、第一の層(I)102の支持体
101側および第二の層(II )103側の表面から
5w以内に設けられるのが望ましい。The localized region (B) is preferably provided within 5w from the surface of the first layer (I) 102 on the support 101 side and the second layer (II) 103 side.
本発明においては、上記局在領域CB)は、第一の層(
I)102の、支持体101かもまたは第二の層(II
)103側の表面から5JL厚までの層領域(Lvの全
部とされる場合もあるし、又、層領域(LT)の一部と
される場合もある。In the present invention, the localized region CB) is the first layer (
I) 102, the support 101 or the second layer (II
) 103 side surface to a thickness of 5JL (sometimes it is the entire layer region (Lv), and sometimes it is a part of the layer region (LT).
局在領域(B)を層領域(Lv)の一部とするか又は全
部とするかは、形成される光受容層104に要求される
特性に従って適宜状められる。Whether the localized region (B) is a part or all of the layer region (Lv) is determined as appropriate depending on the characteristics required of the light-receiving layer 104 to be formed.
局在領域CB)は、その中に含有される窒素原子の層厚
方向の分布状態として窒素原子の分布濃度C(N)の最
大値Cmaxが、好ましくは500原子PPM以上、よ
り好ましくは800原子ppm以上、最適には1000
原子ppm以上とされる様な分布状態となり得る様に層
形成されるのが望ましい。In the localized region CB), the maximum value Cmax of the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms as the distribution state of the nitrogen atoms contained therein in the layer thickness direction is preferably 500 atoms PPM or more, more preferably 800 atoms PPM. ppm or more, optimally 1000
It is desirable that the layer be formed in such a manner that a distribution state of atomic ppm or more can be achieved.
即ち、本発明においては、第一の層(I)102中の、
窒素原子の含有される層領域(N)は、支持体101側
または第二の層(n)103の表面からの層厚で5IL
以内に分布濃度の最大値Cmaxが存在する様に形成さ
れるのが望ましい。That is, in the present invention, in the first layer (I) 102,
The layer region (N) containing nitrogen atoms has a layer thickness of 5IL from the support 101 side or the surface of the second layer (n) 103.
It is desirable that the distribution density be formed such that the maximum value Cmax of the distribution concentration exists within the range Cmax.
本発明において、必要に応じて第一の層(I)102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。In the present invention, the halogen atoms contained in the first layer (I) 102 as necessary include fluorine,
Examples include chlorine, bromine, and iodine, with fluorine and chlorine being particularly preferred.
本発明の光導電部材に於いては、ゲルマニウム原子の含
有される第一の層領域(G)105又は/及びゲルマニ
ウム原子の含有されない第二の層領域(S)106には
、伝導特性を支配する物質(D)を含有させることによ
り、当該層領域(G)又は/及び層領域(S)の伝導特
性を所望に従って任意に制御することが出来る。本発明
においては、伝導特性を支配する物質CD)の含有され
る層領域(PN)は、第一の層(I)102の一部又は
全部に設けてもよい。又は、層領域(PN)は、層領域
(G)または(S)の一部又は全部に設けてもよい。In the photoconductive member of the present invention, the first layer region (G) 105 that contains germanium atoms and/or the second layer region (S) 106 that does not contain germanium atoms has a dominant conductive property. By containing the substance (D), the conductive properties of the layer region (G) and/or layer region (S) can be arbitrarily controlled as desired. In the present invention, the layer region (PN) containing the substance CD controlling the conduction properties may be provided in part or all of the first layer (I) 102. Alternatively, the layer region (PN) may be provided in part or all of the layer region (G) or (S).
この様な伝導特性を支配する物質(D)としては、所謂
、半導体分野で云われる不純物を挙げることが出来、本
発明に於いては、シリコン原子またはゲルマニウム原子
に対して、P型伝導特性を与えるp型不純物及びn型伝
導特性を与えるn型不純物を挙げることが出来る。具体
的には、p型不純物としては周期律表第■族に属する原
子(第■族原子)、例えば、硼素(B)、アルミニウム
(AA)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、タ
リウム(TJD等があり、殊に好適に用いてれるのは、
B、Gaである。また、n型不純物として −は、周期
律表第V族に属する原子(第V族原子)、例えば、燐(
P)、砒素(As)、アンチモン(s b) 、ビスマ
ス(Bi)等であり、殊に、好適に用いられるのは、P
、Asである。Substances (D) that control such conductive properties include so-called impurities in the semiconductor field, and in the present invention, P-type conductive properties are used for silicon atoms or germanium atoms. Examples include a p-type impurity that provides a conductive property, and an n-type impurity that provides an n-type conductivity. Specifically, p-type impurities include atoms belonging to Group ■ of the periodic table (Group ■ atoms), such as boron (B), aluminum (AA), gallium (Ga), indium (In), and thallium ( There are TJD, etc., and those that are particularly suitable are:
B, Ga. In addition, - as an n-type impurity is an atom belonging to Group V of the periodic table (Group V atom), for example, phosphorus (
P), arsenic (As), antimony (sb), bismuth (Bi), etc., and particularly preferably used is P.
, As.
本発明に於いて、第一の層(I)102中に含有される
伝導特性を支配する物質(D)の含有量は、該第−の層
(I)102に要求される伝導特性、或いは該第−の層
(I)102が直に接触して設けられる支持体101と
の接触界面に於ける特性との関係等、有機的関連性に於
いて、適宜選択することが出来る。In the present invention, the content of the substance (D) that controls the conductive properties contained in the first layer (I) 102 is determined by the conductive properties required for the second layer (I) 102 or The layer can be appropriately selected depending on the organic relationship, such as the relationship with the characteristics at the contact interface with the support 101 in which the second layer (I) 102 is provided in direct contact.
又、前記の伝導特性を支配する物質(D)を第一の層(
I)102中に含有させるのに、該第−の層(I)10
2の所望される層領域に局在的に含有させる場合、殊に
、第一の層(I)102の支持体側端部層領域に含有さ
せる場合には、該層領域に直に接触して設けられる他の
層領域の特性や、該他の層領域との一接触界面に於ける
特性との関係も考慮されて、伝導特性を支配する物質(
D)の含有量が適宜選択される。In addition, the substance (D) that controls the conduction characteristics described above is included in the first layer (
I) 102, the second layer (I) 10
When it is contained locally in a desired layer region of 2, particularly when it is contained in a layer region at the end of the support side of the first layer (I) 102, it is in direct contact with the layer region. The properties of other layer regions to be provided and the relationship with the properties at one contact interface with the other layer regions are also considered, and the substance (
The content of D) is selected as appropriate.
本発明に於いて、第一の層(I)102中に含有される
伝導特性を支配する物質(D)の含有量としては、好ま
しくは、o、oi〜5×104原子ppI11、より好
適には0.5〜1xlo4原子ppm 、最適には1〜
5×lO原子ppmとされるのが望ましい。In the present invention, the content of the substance (D) that controls conduction properties contained in the first layer (I) 102 is preferably o, oi to 5 x 104 atoms ppI11, more preferably is 0.5 to 1xlo4 atom ppm, optimally 1 to
Desirably, the amount is 5×10 atoms ppm.
本発明に於いて、伝導特性を支配する物質(D)が含有
される層領域(PN)に於ける該物質(D)の含有量が
、好ましくは30原子ppm以上、より好適には50原
子ppm以上、最適には、lOO原子ppm以上の場合
には、前記伝導特性を支配する物質(D)は、第一の層
(I)102の一部の層領域に局所的に含有させるのが
望ましく、殊に第一の層(I)102の支持体側端部層
領域(E)に偏在させるあが望ましい。In the present invention, the content of the substance (D) that controls conduction characteristics in the layer region (PN) containing the substance (D) is preferably 30 atomic ppm or more, more preferably 50 atomic ppm or more. ppm or more, optimally 100 atoms ppm or more, the substance (D) governing the conduction properties is preferably contained locally in a part of the layer region of the first layer (I) 102. It is desirable that it is unevenly distributed, particularly in the support side end layer region (E) of the first layer (I) 102.
上記の中、第一の層(I)102の支持体側端部層領域
(E)に前記の数値以上の含有量となる様に前記伝導特
性を支配する物質(D)を含有させgことによって、例
えば当該物質CD)が前記のp型不純物の場合には、光
受容層104の自由表面105が■極性に帯電処理を受
けた際に支持体101側から光受容層104中へ注入さ
れる電子の移動を効果的に阻止することが出来、又、前
記伝導特性を支配する物質が前記のn型不純物の場合に
は、光受容層104の自由表面105がθ極性に帯電処
理を受けた際に、支持体101側から光受容層104中
へ注入される正孔の移動を効果的に阻止することが出来
る。Among the above, by containing the substance (D) that controls the conductive characteristics in the support side end layer region (E) of the first layer (I) 102 in a content equal to or higher than the above value. , for example, if the substance CD) is the p-type impurity described above, it is injected into the photoreceptive layer 104 from the support 101 side when the free surface 105 of the photoreceptive layer 104 is subjected to polar charging treatment. When the substance that can effectively block the movement of electrons and controls the conduction characteristics is the n-type impurity, the free surface 105 of the photoreceptive layer 104 is charged to θ polarity. At this time, the movement of holes injected into the light-receiving layer 104 from the support 101 side can be effectively prevented.
この様に、前記支持体側端部層領域(E)に一方の極性
の伝導特性を支配する物質(D)を含有させる場合には
、第一の層(I)102の残りの層領域、即ち、前記支
持体側端部層領域(E)を除いた部分の層領域(Z)に
は、他の極性の伝導特性を支配する物質を含有させても
良いし、或いは、同極性の伝導特性を支配する物質を、
支持体側端部層領域(E)に含有される実際の量よりも
一段と少ない量にして含有させても良い。In this way, when the support side end layer region (E) contains the substance (D) that controls the conductivity of one polarity, the remaining layer region of the first layer (I) 102, i.e. The layer region (Z) excluding the support side end layer region (E) may contain a substance that controls the conduction characteristics of the other polarity, or may contain a substance that controls the conduction characteristics of the same polarity. The substance that controls
It may be contained in an amount much smaller than the actual amount contained in the support side end layer region (E).
この様な場合、前記層領域(Z)中に含有さする前記伝
導特性を支配する物質1)の含有量としては、支持体側
端部層領域(E)に含有される前記物質の極性や含有量
に応じて所望に従って適宜決定されるものであるが、好
ましくは、0.001〜1000w、子ppffl、ヨ
り好適には0.05〜500原子ppm最適には0.1
〜200原子PPff1とされるのが望ましい。In such a case, the content of the substance 1) that controls the conductive properties contained in the layer region (Z) depends on the polarity and content of the substance contained in the support side end layer region (E). It is determined as desired depending on the amount, but preferably 0.001 to 1000 w, ppffl, preferably 0.05 to 500 atomic ppm, optimally 0.1
It is desirable that PPff1 be 200 atoms.
本発明に於いて、支持体側端部層領域(E)及び層領域
(Z)に同種の伝導性を支配する物質を含有させる場合
には、当該物質の層領域(Z)に於ける含有量としては
、好ましくは、30原子ppm以下とするのが望ましい
。上記した場合の他に、本発明に於いては、第一の層(
I)102中に、一方の極性を有する伝導性を支配する
物質を含有させた層領域と、他方の極性を有する伝導性
を支配する物質を含有させた層領域とを直に接触する様
に設けて、該接触層領域に所謂空乏層を設けることも出
来る。詰り、例えば、第一の層(I)102中に、前記
のp型不純物を含有する層領域と前記のn型不純物を含
有する層領域とを直に接触する様に設けて所謂p−n接
合を形成して、空乏層を設けることが出来る。In the present invention, when the support side end layer region (E) and the layer region (Z) contain the same type of substance that controls conductivity, the content of the substance in the layer region (Z) The content is preferably 30 atomic ppm or less. In addition to the above-mentioned cases, in the present invention, the first layer (
I) In 102, a layer region containing a substance controlling conductivity having one polarity and a layer region containing a substance controlling conductivity having the other polarity are brought into direct contact. It is also possible to provide a so-called depletion layer in the contact layer region. For example, the layer region containing the p-type impurity and the layer region containing the n-type impurity are provided in the first layer (I) 102 so as to be in direct contact with each other, so that the so-called p-n A junction can be formed to provide a depletion layer.
本発明において、a−Ge (S i 、 H、X)で
構成される第一の層領域(G)105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形成
される。例えば、グロー放電法によッテ、a −Ge(
Si 、 H、X)で構成される第一の層領域(G)1
05を形成するには、基本的にはゲルマニウム原子を供
給し得るゲルマニウム原子供給用の原料ガスと必要に応
じて、シリコン原子を供給し得るシリコン原子供給用の
原料ガス、水素原子導入用の原料ガス又は/及びハロゲ
ン原子導入用の原料ガスとを、内部を減圧し得る堆積室
内に所望のガス圧状態で導入して、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−Ge(S i 、 H、X)から
なる層を形成すれば良い。又、ゲルマニウム原子を不均
一な分布状態で第一の層領域(G)105中に含有させ
るにはゲルマニウム原子の分布濃度を所望の変化率曲線
に従って制御し乍らa−Ge (Si 、H,X)から
なる層を形成させれば良い。又、スパッタリング法にお
いては、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シリコン原子
で構成されたターゲット、或いは、該ターゲットとゲル
マニウム原子で構成されたターゲットの二枚を使用して
、又は、シリコン原子とゲルマニウム原子の混合された
ターゲットを使用して、必要に応じて、He、Ar等の
稀釈ガスで稀釈されたゲルマニウム原子供給用の原料ガ
ス又、必要に応じて水素原子又は/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、所望
のガスのプラズマ雰囲気を形成することによって第一の
層領域(G)105を形成する。このスパッタリング法
において、ゲルマニウム原子の分布を不均一にする場合
には、前記ゲルマニウム原子供給用の原料ガスのガス流
量を所望の変化率曲線に従って制御し乍ら、前記のター
ゲットをスパッタリングしてやれば良い°。In the present invention, the first layer region (G) 105 composed of a-Ge (S i , H, It is formed by a vacuum deposition method. For example, by glow discharge method, a-Ge(
First layer region (G) 1 composed of Si, H, X)
To form 05, basically a raw material gas for supplying germanium atoms that can supply germanium atoms, a raw material gas for supplying silicon atoms that can supply silicon atoms, and a raw material for introducing hydrogen atoms as necessary. A gas and/or a raw material gas for introducing halogen atoms is introduced at a desired gas pressure into a deposition chamber whose interior can be depressurized to generate a glow discharge within the deposition chamber, which is installed in a predetermined position in advance. , a layer made of a-Ge (S i , H, X) may be formed on the surface of a predetermined support. Further, in order to contain germanium atoms in the first layer region (G) 105 in a non-uniform distribution state, the distribution concentration of germanium atoms is controlled according to a desired rate of change curve, and a-Ge (Si, H, What is necessary is to form a layer consisting of X). In addition, in the sputtering method, a target composed of silicon atoms, or a target composed of the target and germanium atoms is used in an atmosphere of an inert gas such as Ar or He or a mixed gas based on these gases. Using two targets or a mixed target of silicon atoms and germanium atoms, source gas for supplying germanium atoms diluted with a diluent gas such as He or Ar as needed. The first layer region (G) 105 is formed by introducing a gas for introducing hydrogen atoms and/or halogen atoms into a deposition chamber for sputtering as necessary to form a plasma atmosphere of a desired gas. In this sputtering method, if the distribution of germanium atoms is to be made non-uniform, the target may be sputtered while controlling the gas flow rate of the raw material gas for supplying germanium atoms according to a desired rate of change curve. .
イオンブレーティング法の場合には、例えば多結晶シリ
コン又は単結晶シリコンと多結晶ゲルマニウム又は単結
晶ゲルマニウムとを、夫々蒸発源として蒸着ポートに収
容し、この蒸発源を抵抗加熱法、或いは、エレクトロン
ビーム法(EB法)等によって加熱蒸発させ、飛翔蒸発
物を所望のガスプラズマ雰囲気中を通過させる以外は、
スパッタリング法の場合と同様にすることによって第一
の層領域(G)105を形成することができる。In the case of the ion blating method, for example, polycrystalline silicon or single-crystal silicon and polycrystalline germanium or single-crystal germanium are housed in a deposition port as evaporation sources, and the evaporation sources are heated using a resistance heating method or an electron beam. Except for heating and evaporating by method (EB method) etc. and passing the flying evaporated material through the desired gas plasma atmosphere,
The first layer region (G) 105 can be formed in the same manner as in the sputtering method.
本発明において使用されるシリコン原子供給用の原料ガ
スと成り得る物質としては、S I H+、S s、H
a、S i、H,、S i、H,声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、層作成作業時の取扱い易さ
、シリコン原子供給効率の良さ等の点でS i H4、
S i、H,、が好ましいものとして挙げられる。Substances that can be used as raw material gas for supplying silicon atoms used in the present invention include S I H+, S s, H
a, Si, H,, Si, H, Silicon hydride (silanes) in a gaseous state or which can be gasified is mentioned as one that can be effectively used, especially for ease of handling during layer preparation work. S i H4, in terms of good silicon atom supply efficiency, etc.
Preferred examples include S i, H,.
ゲルマニウム原子供給用の原料ガスと成り得る物質とし
ては、G e H,、G e2H,、G eJH,。Examples of substances that can be used as raw material gas for supplying germanium atoms include G e H,, G e2H, and G eJH.
G e、H,、、G ekH,2、Ge、H,、、G
e7H,、、G e、H,、、G e、H2o等のガス
状態の又はガス化し得る水素化ゲルマニウムが有効に使
用されるものとして挙げられ、殊に、層作成作業時の取
扱い易さ、ゲルマニウム原子供給効率の良さ等の点で、
GeH9、G e2H,、G e、H,が好ましいもの
として挙げられる。G e,H,,,G ekH,2,Ge,H,,,G
Germanium hydride in a gaseous state or capable of being gasified, such as e7H, . In terms of germanium atom supply efficiency, etc.
Preferred examples include GeH9, Ge2H, Ge, and H.
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、多くのノ飄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、ハロゲン原子
を含む水素化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。Effective raw material gases for introducing halogen atoms used in the present invention include many halogen compounds, such as halogen gases, halides, interhalogen compounds, and halogen-substituted silane derivatives. Or a halogen compound that can be gasified is preferably mentioned. Further, a silicon hydride compound containing a halogen atom, which is in a gaseous state or can be gasified and whose constituent elements are a silicon atom and a halogen atom, can also be mentioned as an effective compound in the present invention.
本発明において好適に使用し得るハ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、CJIF、CfLF 、B r F、
、B r F、、IFJ、I I7、ICI、IBr等
のハロゲン間化合物を挙げることが出来る。Specifically, halogen compounds that can be suitably used in the present invention include halogen gases such as fluorine, chlorine, bromine, and iodine, BrF, CJIF, CfLF, BrF,
, B r F, , IFJ, I I7, ICI, and IBr.
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S
tユF4. S i2F、、SiCζ、S i B r
4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。As silicon compounds containing halogen atoms, so-called silane derivatives substituted with halogen atoms, specifically, for example, S
tyuF4. S i2F, , SiCζ, S i B r
Silicon halides such as No. 4 are preferred.
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、ゲルマニウム原子供給用の原料ガスと共に
シリコン原子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、所望の支持体101上にハロゲ
ン原子を含むa−3iGeから成る第一の層領域(G)
105を形成する事が出来る。When a photoconductive member characteristic of the present invention is formed by a glow discharge method using such a silicon compound containing halogen atoms, a raw material gas capable of supplying silicon atoms together with a raw material gas for supplying germanium atoms is used. The first layer region (G) made of a-3iGe containing halogen atoms can be formed on the desired support 101 without using silicon hydride gas.
105 can be formed.
グロー放電法に従って、ハロゲン原子を含む第一の層領
域(G)105を製造する場合、基本的には、例えばシ
リコン原子供給用の原料ガスとなるハロゲン化硅素とゲ
ルマニウム原子供給用の原料ガスとなる水素化ゲルマニ
ウムとAr、I2、He等のガス等とを所定の混合比お
よびガス流量になる様にして第一の層領域(G)105
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を形成することによって、所
望の支持体101上に第一の層領域(G)105を形成
し得るものであるが、水素原子の導入割合の制御を一層
容易になる様に図る為にこれ等のガスに更に水素ガス又
は水素原子を含む硅素化合物のガスも所望量混合して層
形成しても良い。When manufacturing the first layer region (G) 105 containing halogen atoms according to the glow discharge method, basically, for example, silicon halide is used as a raw material gas for supplying silicon atoms, and raw material gas for supplying germanium atoms. Germanium hydride and gases such as Ar, I2, He, etc. are mixed at a predetermined mixing ratio and gas flow rate to form a first layer region (G) 105.
The first layer region (G) 105 can be formed on the desired support 101 by introducing the gas into a deposition chamber for forming a gas and generating a glow discharge to form a plasma atmosphere of these gases. However, in order to more easily control the introduction ratio of hydrogen atoms, a desired amount of hydrogen gas or a silicon compound gas containing hydrogen atoms may be further mixed with these gases to form a layer.
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。Moreover, each gas may be used not only as a single species but also as a mixture of multiple species at a predetermined mixing ratio.
スパッタリング法、イオンブレーティング法の何れの場
合にも形成される第一の層領域(G)105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。In order to introduce halogen atoms into the first layer region (G) 105 formed by either the sputtering method or the ion blating method, the above-mentioned halogen compound or the above-mentioned halogen atom-containing silicon compound gas is used. It is sufficient to introduce the gas into the deposition chamber to form a plasma atmosphere of the gas.
又、第一の層領域(G)105中に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、I2、
或いは前記したシラン類又は/及び水素化ゲルマニウム
等のガス類をスパッタリング用の堆積室中に導入して該
ガス類のプラズマ雰囲気を形成してやれば良い。Further, when introducing hydrogen atoms into the first layer region (G) 105, a raw material gas for introducing hydrogen atoms, for example, I2,
Alternatively, gases such as the above-mentioned silanes and/or germanium hydride may be introduced into a deposition chamber for sputtering to form a plasma atmosphere of the gases.
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、HCl、HBr、HI等ノハロゲン化水素
、S i H,lF、、S i H,I、、S i I
20文2.5iHCち、S i H,B r、、5iH
Brj等(1)ハ’oゲン置換水素化硅素、及びG e
HF、、G e H,F、G e H,F、G e
HCQ、、G e H,Cl、、G e H,CfL、
G e HB r、、G e H,B r、、G e
H,B r、G e HI、、G e H,I、、G
e H3I等の水素化ハロゲン化ゲルマニウム等の水素
原子を構成要素の1つとするハロゲン化物、G e F
、、GeC見、G e B r4. G e I4、G
eF4.GeC12、GeBr、GeI等のハロゲン化
ケルマニウム、等々のガス状態の或いはガス化し得る物
質も有効な第一の層領域(G)105形成用の出発物質
として挙げる事が出来る。In the present invention, the above-mentioned halogen compounds or halogen-containing silicon compounds are effectively used as raw material gases for introducing halogen atoms, but hydrogen halides such as HF, HCl, HBr, and HI are also used. , S i H, IF, , S i H, I, , S i I
20 sentences 2.5iHC, S i H, B r,, 5iH
Brj, etc. (1) ha'o-substituted silicon hydride, and G e
HF,,G e H,F,G e H,F,G e
HCQ,, G e H, Cl,, G e H, CfL,
G e HB r,, G e H, B r,, G e
H,Br,G e HI,,G e H,I,,G
Halides containing hydrogen atoms as one of their constituent elements, such as hydrogenated germanium halides such as e H3I, G e F
,,GeC,GeB r4. G e I4, G
eF4. Gaseous or gasifiable substances such as kermanium halides such as GeC12, GeBr, GeI, etc. can also be mentioned as useful starting materials for forming the first layer region (G) 105.
これ等の物質の中、水素原子を含むハロゲン化物は、第
一の層領域(G)105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
適なハロゲン導入用の原料として使用される。Among these substances, halides containing hydrogen atoms are hydrogen atoms that are extremely effective for controlling electrical or photoelectric properties at the same time as introducing halogen atoms into the layer when forming the first layer region (G) 105. Since atoms are also introduced, it is used as a suitable raw material for halogen introduction in the present invention.
水素原子を第一の層領域(G)105中に構造的に導入
するには、上記の他にH2、或いは・′S i H4,
si、H,、S i、H,、S i、H,廣c7)水素
化硅素をゲルマニウム原子を供給する為のゲルマニウム
又はゲルマニウム化合物と、或いは、G e H,、G
e、H,、GeJH,、G e、H,、、G e、H
,、、Ge、H,、)、G e、H,、、G e、H,
、、G e、H,’f’(7)水素化ゲルマニウムとシ
リコン原子を供給する為のシリコン又はシリコン化合物
と、を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。In order to structurally introduce hydrogen atoms into the first layer region (G) 105, in addition to the above, H2 or .'S i H4,
si, H,, Si, H,, Si, H, Hiroc7) Silicon hydride with germanium or a germanium compound for supplying germanium atoms, or G e H,, G
e,H,,GeJH,,Ge,H,,,Ge,H
,,,Ge,H,,),Ge,H,,,Ge,H,
,,G e,H,'f' (7) This can also be carried out by causing germanium hydride and silicon or a silicon compound for supplying silicon atoms to coexist in a deposition chamber to generate a discharge.
本発明の好ましい例において、形成される第一の層領域
(G)105中に含有される水素原子の量、又はハロゲ
ン原子の量、又は水素原子とハロゲン原子の量の和(H
+X)は、好ましくは、0.O1〜401〜40原子好
適には0.05〜30原子%、最適には0.1〜25原
子%とされるのが望ましい。In a preferred example of the present invention, the amount of hydrogen atoms, the amount of halogen atoms, or the sum of the amounts of hydrogen atoms and halogen atoms (H
+X) is preferably 0. O1-401-40 atoms, preferably 0.05-30 at%, most preferably 0.1-25 at%.
第一の層領域(G)105中に含有される水素原子又は
/及びハロゲン原子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、或いはハロゲン原子を含有さ
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。In order to control the amount of hydrogen atoms and/or halogen atoms contained in the first layer region (G) 105, for example, the support temperature or/and the amount of hydrogen atoms or halogen atoms used to contain them can be controlled. The amount of starting material introduced into the deposition system, the discharge force, etc. may be controlled.
本発明に於いて、a−3i(H,X)で構成される第2
の層領域(S)106は、前記した第1の層領域(G)
105形成用の出発物質(I)の中より、ゲルマニウム
原子供給用の原料ガスとなる出発物質を除いた出発物質
〔第2の層領域(S)106形成用の出発物質(II)
)を使用して、第1の層領域(S)106形成する場合
と、同様の方法と条件に従って形成する事が出来る。In the present invention, the second
The layer region (S) 106 is the first layer region (G) described above.
Starting material (II) for forming the second layer region (S) 106 excluding the starting material that becomes the raw material gas for supplying germanium atoms from the starting material (I) for forming the second layer region (S)
) can be formed according to the same method and conditions as when forming the first layer region (S) 106.
即ち、本発明において、a−3i(H,X)で構成され
る第2の層領域(G)105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形成される。例え
ば、グロー放電法によって、a−5i(H,X)で構成
される第2の層領域(S)106を形成するには、基本
的には前記したシリコン原子を供給し得るシリコン原子
供給用の原料ガスと共に、必要に応じて水素原子導入用
の又は/及びハロゲン原子導入用の原料ガスを、内部を
減圧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−3i(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、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シリコン原子で構成さ
れたターゲットをスパッタリングする際、水素原子又は
/及びハロゲン原子導入用のガスをスパッタリング用の
堆積室に導入しておけば良い。That is, in the present invention, the second layer region (G) 105 composed of a-3i (H, Formed by law. For example, in order to form the second layer region (S) 106 composed of a-5i (H, Along with the raw material gas, a raw material gas for introducing hydrogen atoms and/or for introducing halogen atoms as necessary is introduced into a deposition chamber whose interior can be depressurized, and a glow discharge is generated in the deposition chamber to generate a predetermined amount. A layer consisting of a-3i(H,X) may be formed on the surface of a predetermined support. In addition, when forming by sputtering method,
For example, when sputtering a target composed of silicon atoms in an atmosphere of an inert gas such as Ar or He or a mixed gas based on these gases, a gas for introducing hydrogen atoms and/or halogen atoms is used for sputtering. It is sufficient to introduce it into the deposition chamber.
本発明に於いて、形成される第2の層領域(S)106
中に含有される水素原子の量、又はハロゲン原子の量、
又は水素原子とハロゲン原子の量の和(H+X)は、好
ましくは1〜40原子%、より好適には5〜30原子%
、最適には5〜25原子%とされるのが望ましい。In the present invention, the second layer region (S) 106 formed
The amount of hydrogen atoms or the amount of halogen atoms contained in
Or the sum of the amounts of hydrogen atoms and halogen atoms (H+X) is preferably 1 to 40 at%, more preferably 5 to 30 at%
The optimum content is preferably 5 to 25 atomic %.
本発明に於いて、第一の層(I)102に窒素原子の含
有された層領域(N)を設けるには、第一の層(I)1
02の形成の際に窒素原子導入用の出発物質を前記した
第一の層(I)102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量を制御し乍ら含有してやれば
良い。In the present invention, in order to provide the layer region (N) containing nitrogen atoms in the first layer (I) 102, the first layer (I) 1
When forming 02, the starting material for introducing nitrogen atoms is used together with the starting material for forming the first layer (I) 102 described above, and the amount thereof is controlled and contained in the layer to be formed. good.
層領域(N)を形成するのにグロー放電法を用いる場合
には、前記した第一の層CI)102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
の出発物質が加えられる。その様な窒素原子導入用の出
発物質としては、少なくとも窒素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。When a glow discharge method is used to form the layer region (N), a starting material for introducing nitrogen atoms is added to a material selected as desired from among the starting materials for forming the first layer CI) 102 described above. is added. As the starting material for introducing nitrogen atoms, most of the gaseous substances containing at least nitrogen atoms or gasified substances that can be gasified can be used.
例えばシリコン原子を構成原子とする原料ガスと、窒素
原子を構成原子とする原料ガスと、必要に応じて水素原
子又は/及びハロゲン原子を構成原子とする原料ガスと
を所望の混合比で混合して使用するか、又は、シリコン
原子を構成原子とする原料ガスと、窒素原子及び水素原
子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、シリコン原子を構成原子とす
る原料ガスと、シリコン原子、窒素原子及び水素原子の
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。For example, a raw material gas containing silicon atoms, a raw material gas containing nitrogen atoms, and a raw material gas containing hydrogen atoms and/or halogen atoms as necessary are mixed at a desired mixing ratio. Alternatively, a raw material gas containing silicon atoms and a raw material gas containing nitrogen atoms and hydrogen atoms may be mixed at a desired mixing ratio, or A raw material gas having constituent atoms and a raw material gas having three constituent atoms, silicon atoms, nitrogen atoms, and hydrogen atoms, can be mixed and used.
又、別には、シリコン原子と水素原子とを構成原子とす
る原料ガスに窒素原子を構成原子とする原料ガスを混合
して使用しても良い。Alternatively, a raw material gas having nitrogen atoms as constituent atoms may be mixed with a raw material gas having silicon atoms and hydrogen atoms as constituent atoms.
層領域(N)を形成する際に使用される窒素原子導入用
の原料ガスに成り得るものとして有効に使用される出発
物質は、窒素を構成原子とする或いは窒素と水素とを構
成原子とする例えば窒素(N2)、アンモニア(NHJ
)、ヒドラジン(H,N N N2) 、アジ化水素(
HNρ、アジ化アンモニウム(N H4N、)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。この他に、窒素原子の
導入に加えて、ハロゲン原子の導入も行えるという点か
ら、三弗化窒素(F3N)、四弗化窒素(F、N2)等
のハロゲン化窒素化合物を挙げることが出来る。A starting material that can be effectively used as a raw material gas for introducing nitrogen atoms used when forming the layer region (N) has nitrogen as a constituent atom, or has nitrogen and hydrogen as constituent atoms. For example, nitrogen (N2), ammonia (NHJ)
), hydrazine (H, N N N2), hydrogen azide (
Mention may be made of gaseous or gasifiable nitrogen, such as HNρ, ammonium azide (NH4N, ), and nitrogen compounds such as nitrides and azides. In addition, halogenated nitrogen compounds such as nitrogen trifluoride (F3N) and nitrogen tetrafluoride (F, N2) can be mentioned because they can introduce halogen atoms in addition to nitrogen atoms. .
本発明に於いては、層領域(N)中には窒素原子で得ら
れる効果を更に助長させる為に、窒素原子に加えて、更
に酸素原子を含有することが出来る。In the present invention, the layer region (N) may further contain oxygen atoms in addition to nitrogen atoms in order to further enhance the effect obtained by nitrogen atoms.
酸素原子を層領域(N)に導入する為の酸素原子導入用
の原料ガスとしては、例えば酸素(0,)、オゾン(0
,)、−酸化窒素(N O)、二酸化窒素(NO2)、
−二酸化窒素(NユO)、三二酸化窒素(N、O,)
、四三酸化窒素(N304)、三二酸化窒素(N、O,
) 、三酸化窒素(NO,)シリコン原子と酸素原子と
水素原子とを構成原子とする、例えば、ジシロキサン(
H,5iOSiH,)、トリシロキサン(H,S i
OS i H,OS i H,)等の低級シロキサン等
を挙げることが出来る。As the raw material gas for introducing oxygen atoms into the layer region (N), for example, oxygen (0,), ozone (0,
, ), -nitrogen oxide (NO), nitrogen dioxide (NO2),
-Nitrogen dioxide (NyuO), nitrogen sesquioxide (N, O,)
, trinitrogen tetraoxide (N304), nitrogen sesquioxide (N, O,
), nitrogen trioxide (NO,) whose constituent atoms are silicon atoms, oxygen atoms, and hydrogen atoms, such as disiloxane (
H,5iOSiH,), trisiloxane (H,S i
Examples include lower siloxanes such as OS i H, OS i H, ).
スパッタリング法によって、層領域(N)を形成するに
は、第一の層(I)102の形成の際に単結晶又は多結
晶のシリコンウェーハー又はSt、N、ウェーハー、又
はシリコン原子とS ia%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
。To form the layer region (N) by the sputtering method, when forming the first layer (I) 102, a single crystal or polycrystalline silicon wafer or St, N, wafer, or silicon atoms and S ia% Sputtering may be carried out by using a wafer containing a mixture of as a target and sputtering them in various gas atmospheres.
例えば、シリコン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、必要に応じて稀釈
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シリコンウェ
ーハーをスパッタリングすれば良い。For example, if a silicon wafer is used as a target, the raw material gas for introducing nitrogen atoms and optionally hydrogen atoms and/or halogen atoms is diluted with a diluent gas as necessary, and then the material gas for introducing nitrogen atoms and optionally hydrogen atoms and/or halogen atoms is diluted with a diluent gas as necessary, and a deposition chamber for sputtering is prepared. The silicon wafer may be sputtered by introducing the gas into the silicon wafer and forming a gas plasma of these gases.
又、別には、シリコン原子とS i3N+とは別々のタ
ーゲットとして、又はシリコン原子とS i、N4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
くとも水素原子又は/及びハロゲン原子を構成原子とし
て含有するガス雰囲気中でスパッタリングすればよい。Alternatively, silicon atoms and Si3N+ can be used as separate targets, or by using a single target that is a mixture of silicon atoms and Si, N4, in an atmosphere of dilution gas as a sputtering gas. Alternatively, sputtering may be performed in a gas atmosphere containing at least hydrogen atoms and/or halogen atoms as constituent atoms.
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窒素原子導入用の原料ガ
スが、スパッタリングの場合にも有効なガスとして使用
され得る。As the raw material gas for introducing nitrogen atoms, the raw material gas for introducing nitrogen atoms among the raw material gases shown in the glow discharge example described above can be used as an effective gas also in the case of sputtering.
本発明に於いて、第一の層(I)102の形成の際に、
窒素原子の含有される層領域(N)を設ける場合、該層
領域(N)に含有される窒素原子の分布濃度C(N)を
層厚方向に変化させて、所望の層厚方向の分布状態(d
epthprofile)有する層領域(N)を形成す
るには、グロー放電の場合には、分布濃度C(N)を変
化させるべき窒素原子導入用の出発物質のガスを、その
ガス流量を所望の変化率曲線に従って適宜変化させ乍ら
、堆積室内に導入すればよい。例えば手動あるいは外部
駆動モータ等の通常用いられている何らかの方法により
、ガス流路系の塗中に設けられた所定のニードルバルブ
の開口を適宜変化させる操作を行えば良い。このとき、
例えばマイコン等を用いて、あらかじめ設計された変化
率曲線に従って流量を制御し、所望の含有率曲線を得る
こともできる。In the present invention, when forming the first layer (I) 102,
When providing a layer region (N) containing nitrogen atoms, the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms contained in the layer region (N) is changed in the layer thickness direction to obtain a desired distribution in the layer thickness direction. state (d
In order to form a layer region (N) having an epth profile), in the case of a glow discharge, a starting material gas for introducing nitrogen atoms whose distribution concentration C(N) is to be changed is adjusted by adjusting the gas flow rate to a desired rate of change. It may be introduced into the deposition chamber while changing it appropriately according to the curve. For example, the opening of a predetermined needle valve provided in the coating of the gas flow path system may be appropriately changed by any commonly used method such as manually or by using an externally driven motor. At this time,
For example, a desired content rate curve can be obtained by controlling the flow rate using a microcomputer or the like according to a rate of change curve designed in advance.
層領域(Nンをスパッタリング法によって形成する場合
、窒素原子の層厚方向の分布濃度C(N)を層厚方向で
変化させて、窒素原子の層厚方向の所望の分布状態(d
epth profile )を形成するには、第一に
は、グロー放電法による場合と同様に、窒素原子導入用
の出発物質をガス状態で使用し、該ガスを堆積室中へ導
入する際のガス流量を所望に従って適宜変化させること
によって成される。When forming a layer region (N) by a sputtering method, the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms in the layer thickness direction is changed in the layer thickness direction to obtain a desired distribution state (d) of nitrogen atoms in the layer thickness direction.
epth profile), first, as in the case of the glow discharge method, a starting material for introducing nitrogen atoms is used in a gaseous state, and the gas flow rate when introducing the gas into the deposition chamber is This can be done by appropriately changing as desired.
第二には、スパッタリング用のターゲットとして、例え
ばシリコン原子とS i3N4にの混合されたターゲッ
トを使用するのであれば、シリコン原子とS i3N+
との混合比を、ターゲットの層厚方向に於いて、予め変
化させておくことによって成される。Second, if a mixed target of silicon atoms and Si3N4 is used as a sputtering target, for example, silicon atoms and Si3N+
This is achieved by changing the mixing ratio with the target in the layer thickness direction of the target in advance.
第一の層(I)102中に、伝導特性を支配する物質、
例えば、第■族原子或いは第V族原子を構造的に導入す
るには、層形成の際に、第■族原子導入用の出発物質或
いは第V族原子導入用の出発物質をガス状態で堆積室中
に、第二の領域(S)106を形成する為の他の出発物
質と共に導入してやれば良い、この様な第■族原子導入
用の出発物質と成り得るものとしては、常温常圧でガス
状の又は、少なくとも層形成条件下で容易にガス化し得
るものが採用されるのが望ましい。その様な第■族原子
導入用の出発物質として具体的には硼素原子導入用とし
てはB2H,、B4H,、、B&H,、BよHll、B
、H,。、B6H,、、B。In the first layer (I) 102, a substance that controls the conduction properties;
For example, in order to structurally introduce a group II atom or a group V atom, a starting material for introducing a group II atom or a starting material for introducing a group V atom is deposited in a gaseous state during layer formation. Examples of starting materials that can be introduced into the chamber together with other starting materials for forming the second region (S) 106 are those that can be used at room temperature and pressure. It is desirable to use a gaseous material, or at least one that can be easily gasified under the layer forming conditions. Specifically, starting materials for the introduction of group Ⅰ atoms include B2H,, B4H, , B&H, , B, Hll, B.
,H,. ,B6H,,,B.
H14等の水素化硼素、BF3. BCl、、BBr、
等ノハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、A I
Cl、、G e Cl、、Ge (OH,)、I nc
i、、TlC1,、等も挙げることが出来る。Boron hydride such as H14, BF3. BCl,,BBr,
Examples include boron halides. In addition, A.I.
Cl,,G e Cl,,Ge (OH,),I nc
i,, TlC1,, etc. can also be mentioned.
第V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、燐原子導入用としては、PH,、
P、H4、等の水素化燐、P H41、P H3、PF
、、PCIJ、PCl、、PBr、、PBr、、P I
3等のハロゲン化燐が挙げられる。この他、A s H
j、 A s FJ、 A s Cl、、A s B
r、、A s ’F、、S bH,、S bF、、 S
b厚S bcJl、、 S bci、、B i H,
、BiCJl、、B i B r、、等も第V族原子導
入用の出発物質の有効なものとして挙げることが出来る
。In the present invention, the starting materials for introducing Group V atoms that are effectively used for introducing phosphorus atoms are PH,
Hydrogenated phosphorus such as P, H4, P H41, P H3, PF
,,PCIJ,PCl,,PBr,,PBr,,P I
Examples include halogenated phosphorus such as No. 3. In addition, A s H
j, A s FJ, A s Cl,, A s B
r,,A s'F,,S bH,,S bF,,S
b thickness S bcJl,, S bci,, B i H,
, BiCJl, , B i Br, etc. can also be mentioned as effective starting materials for introducing Group V atoms.
本発明に於いて、第一の層(、I)102を構成し、伝
導特性を支配する物質を含有量して支持体101偏に偏
在して設けられる層領域(PN)の層厚としては、該層
領域(PN)と該層領域(PN)上に形成される第一の
層(I)102を構成する他の層領域とに要求される特
性に応じて所望に従って適宜決定されるものであるが、
その下限としては、好ましくは30A以上、より好適に
は40λ以上、最適には、50λ以上とされるのが望ま
しい、又、前記層領域(PN)中に含有される伝導特性
を支配する物質の含有量が30原子ppm以上とされる
場合には、該層領域(PN)の層厚の上限としては、好
ましくは10g以下、好適には8終以下、最適には5井
以下とされるのが望ましい。In the present invention, the layer thickness of the layer region (PN) that constitutes the first layer (I) 102 and is unevenly distributed on the support 101 and contains a substance that controls conduction characteristics is as follows. , which is appropriately determined as desired depending on the characteristics required of the layer region (PN) and other layer regions forming the first layer (I) 102 formed on the layer region (PN). In Although,
The lower limit is preferably 30A or more, more preferably 40λ or more, and optimally 50λ or more. When the content is 30 atomic ppm or more, the upper limit of the layer thickness of the layer region (PN) is preferably 10 g or less, preferably 8 μm or less, and optimally 5 μm or less. is desirable.
第1図に示される光導電部材100においては、第一の
層(I)102上に形成される第二の層(II)103
は自由表面を有し、主に耐湿性、連続繰返し使用特性、
電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性において本発明の
目的を達成する為に設けられる。In the photoconductive member 100 shown in FIG. 1, a second layer (II) 103 formed on a first layer (I) 102
has a free surface, mainly moisture resistance, continuous repeated use characteristics,
This is provided in order to achieve the objectives of the present invention in terms of electrical pressure resistance, use environment characteristics, and durability.
又、本発明においては、第一の層(I)102と第二の
層(II)103とを構成する非晶質材料の各々がシリ
コン原子という共通の構成要素を有しているので、両層
(I)102および(II)103の積層界面において
化学的な安定性の確保が充分成されている。Furthermore, in the present invention, since each of the amorphous materials constituting the first layer (I) 102 and the second layer (II) 103 has a common constituent element of silicon atoms, both Chemical stability is sufficiently ensured at the laminated interface of layers (I) 102 and (II) 103.
本発明における第二の層(n)103は、シリコン原子
と酸素原子と、必要に応じて水素原子又は/及びハロゲ
ン原子とを含む非晶質材料(以後、r a −(S i
xo+ −x) y(H、X) +−yJと記す、但し
、0<x、y<1.)で構成される。The second layer (n) 103 in the present invention is an amorphous material (hereinafter referred to as r a -(Si
xo+ -x) y(H,X) +-yJ, provided that 0<x, y<1. ).
a−(SixO+−x)y(H,X)+−yで構成され
る第二の層(I)103の形成は、グロー放電法、スパ
ッタリング法、エレクトロンビーム法イオンプランテー
ション法、イオンブレーティング法、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、作成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り、シリコン原子と共に酸素原子
及びハロゲン原子を、作製する第二の層(II)103
中に導入するのが容易に行える等の利点を有するグロー
放電法或いはスパッタリング法が好適に採用される。The second layer (I) 103 composed of a-(SixO+-x)y(H,X)+-y can be formed by glow discharge method, sputtering method, electron beam method, ion plantation method, or ion blating method. , etc. These manufacturing methods are selected and adopted as appropriate depending on factors such as manufacturing conditions, amount of equipment capital investment, manufacturing scale, and desired characteristics of the photoconductive member to be produced. The second layer (II) 103 is relatively easy to control the manufacturing conditions for manufacturing the conductive member and contains oxygen atoms and halogen atoms together with silicon atoms.
A glow discharge method or a sputtering method is preferably employed since they have the advantage of being easy to introduce into the interior.
更に1本発明においては、グロー放電法とスパッタリン
グ法とを同一装置系内で併用して第二のM(n)to3
を形成しても良い。Furthermore, in the present invention, the glow discharge method and the sputtering method are used together in the same system to generate the second M(n)to3
may be formed.
グロー放電法によって第二の層(II)103を形成す
るには、a−(S ixo+−x) y(H、X )
l−7形成用の原料ガスを、必要に応じて稀釈ガスと所
定量の混合比で混合して、支持体101の設置しである
堆積室内に導入し、導入されたガスを、グロー放電を生
起させることによってガスプラズマ化して、前記支持体
101上に既に形成されである第一の層(I)102上
にa −(S ixO+−x ) y(H、X) +−
yを堆積させれば良い。To form the second layer (II) 103 by the glow discharge method, a-(S ixo+-x) y(H,X)
The raw material gas for l-7 formation is mixed with dilution gas at a predetermined mixing ratio as necessary, and introduced into the deposition chamber where the support 101 is installed, and the introduced gas is used to cause glow discharge. A gas plasma is generated by generating a gas, and a −(S ixO+−x ) y(H,X) +− is applied to the first layer (I) 102 already formed on the support 101
It is sufficient to deposit y.
本発明において、a−(S 1xOrx)y (H、X
)+−y形成用の原料ガスとしては、シリコン原子、
酸素原子、水素原子、ハロゲン原子の中の少なくとも一
つ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。In the present invention, a-(S 1xOrx)y (H,
)+-y The raw material gas for forming y is silicon atoms,
Most gaseous substances or gasified substances containing at least one of oxygen atoms, hydrogen atoms, and halogen atoms can be used.
シリコン原子、酸素原子、水素原子、ハロゲン原子の中
の一つとしてシリコン原子を構成原子とする原料ガスを
使用する場合は、例えばシリコン原子を構成原子とする
原料ガスと、酸素原子を構成原子とする原料ガスと、必
要に応じて水素原子を構成原子とする原料ガス又は/及
びハロゲン原子を構成原子とする原料ガスとを所望の混
合比で混合して使用するか、又はシリコン原子を構成原
子とする原料ガスと、酸素原子及び水素原子を構成原子
とする原料ガス又は/及び酸素原子及びハロゲン原子を
M成原子とする原料ガスとを、これも又、所晴の混合比
で4尾合するか、或いはシリコン原子をmF#、原子と
する原料ガスと、シリコン原子、酸素原子及び水素原子
の3つを構成原子とする原料ガスまたは、シリコン原子
、#素原子およびハロゲン原子の3つを構成原子とする
原料ガスとご混合して使用することが出来る。When using a raw material gas that has a silicon atom as one of silicon atoms, oxygen atoms, hydrogen atoms, and halogen atoms, for example, a raw material gas that has silicon atoms as a constituent atom and an oxygen atom as a constituent atom. If necessary, a raw material gas containing hydrogen atoms and/or a raw material gas containing halogen atoms may be mixed at a desired mixing ratio, or silicon atoms may be used as constituent atoms. The raw material gas and the raw material gas containing oxygen atoms and hydrogen atoms or/and the raw material gas containing oxygen atoms and halogen atoms as M constituent atoms are also combined in a 4-tail mixture at a given mixing ratio. Alternatively, a raw material gas containing silicon atoms as mF# atoms and a raw material gas containing silicon atoms, oxygen atoms, and hydrogen atoms, or three constituent atoms: silicon atoms, # elementary atoms, and halogen atoms. It can be used by mixing it with the raw material gas as the constituent atoms.
又、別には、シリコン原子と水素原子とを構成原子とす
る原料ガスに酸素原子を構成原子とする原料ガスを混合
1て使用しても良いし、シリコン原子とハロゲン原子と
を構成原子とする原料ガスに酸素原子を構成原子とする
原料ガスヲ疵合して使用しても良い。Alternatively, a raw material gas containing silicon atoms and hydrogen atoms as constituent atoms may be mixed with a raw material gas containing oxygen atoms as constituent atoms, or a raw material gas containing silicon atoms and halogen atoms as constituent atoms may be used. A raw material gas containing oxygen atoms as a constituent atom may be combined with the raw material gas and used.
本発明において、第二の層(]l)’103中に含有さ
れるハロゲン原子として好適なのはフッ素、塩素、臭素
、ヨウ素であり、殊にフッ素、塩素がψましいものであ
る。In the present invention, fluorine, chlorine, bromine, and iodine are preferred as halogen atoms contained in the second layer (]l)'103, with fluorine and chlorine being particularly preferred.
本発明において、第二の層(1)103を形成するのに
有効に使用される原料ガスと成り得るものとしては、常
温常圧においてガス状態のもの又は容易にガス化し得る
物質を挙げることか出来る。In the present invention, raw material gases that can be effectively used to form the second layer (1) 103 include gaseous substances or substances that can be easily gasified at normal temperature and normal pressure. I can do it.
スパッタリング法で第二の層(I)103を形成する場
合には、例えば次の様になされる。When forming the second layer (I) 103 by sputtering, the process is performed as follows, for example.
第一には、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シリコン原
子で構成されたターゲットをスパッタリングする際、酸
素原子導入用の原料ガスを、必要に范じて水素原子導入
用の又は/及びハロゲン原子導入用、の原料ガスと共に
スバッタリングを行う真空堆積室内に導入してやれば良
い。Firstly, when sputtering a target made of silicon atoms in an atmosphere of an inert gas such as Ar or He or a mixed gas based on these gases, a raw material gas for introducing oxygen atoms is used. If necessary, it may be introduced into a vacuum deposition chamber in which sputtering is performed together with a source gas for introducing hydrogen atoms and/or for introducing halogen atoms.
第二には、スパッタリング用のターゲットとしてS i
Oxで構成されたターゲットか、或いはシリコン原子
で構成されたターゲットとS i O2で構成されたタ
ーゲラ)+7)二枚か、又はシリコン原子とS i 0
2とで構成されたターゲットを使用することで形成され
る第二の層(II)103中へ酸素原子を導入すること
が出来る。この際、前記の酸素原子導入用の原料ガスを
併せて使用すればその流量を制御することで第二の層(
II)103中に導入される酸素原子の量を任意に制御
することが容易である。Secondly, S i as a target for sputtering
A target composed of Ox, or a target composed of silicon atoms and a target composed of S i O2)+7) Two pieces, or a target composed of silicon atoms and S i 0
Oxygen atoms can be introduced into the second layer (II) 103 formed by using a target composed of 2 and 2. At this time, if the aforementioned raw material gas for introducing oxygen atoms is also used, the flow rate can be controlled to form the second layer (
II) It is easy to arbitrarily control the amount of oxygen atoms introduced into 103.
第二の層(II)103中へ導入される酸素原子の含有
量は、酸素原子導入用の原料ガスが堆積室中へ導入され
る際の流量を制御するか、又は酸素原子導入用のグーゲ
ット中に含有される酸素原子の割合を、該ターゲットを
作成する際に調整するか、或いは、この両者を行うこと
によって、所望に従って任意に制御することが出来る。The content of oxygen atoms introduced into the second layer (II) 103 can be determined by controlling the flow rate when the raw material gas for introducing oxygen atoms is introduced into the deposition chamber, or by controlling the flow rate when the raw material gas for introducing oxygen atoms is introduced into the deposition chamber, or by controlling the flow rate of the raw material gas for introducing oxygen atoms. The proportion of oxygen atoms contained therein can be arbitrarily controlled as desired by adjusting the proportion of oxygen atoms contained therein when the target is produced, or by both.
本発明において使用されるシリコン原子供給用の原料ガ
スとなる出発物質としては、SiH4、S i、H,、
S i、H,、S i4H+o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、ことに、層作成作業の扱い易さ、シ
リコン原子供給効率の良さ等の点でS i H4,S
i2H,二が好ましいものとして挙げられる。The starting materials used as the raw material gas for supplying silicon atoms used in the present invention include SiH4, Si, H,...
Silicon hydride (silanes) in a gaseous state or that can be gasified, such as Si, H, Si4H+o, etc., can be used effectively, especially because of the ease of layer creation work and silicon atom supply efficiency. S i H4, S
i2H,2 is preferred.
この等の出発物質を使用すれば、層形成条件を適切に選
択することによって形成される第二の層(II)103
中にシリコン原子と共に水素原子も導入し得る。If these starting materials are used, the second layer (II) 103 can be formed by appropriately selecting the layer forming conditions.
Hydrogen atoms may also be introduced in addition to silicon atoms.
シリコン原子供給用の原料ガスとなる有効な出発物質と
しては、上記の水素化硅素の他に、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、具体的には例えばSiF、、5i2F、、Si(
、Q、、5iBr+。In addition to the above-mentioned silicon hydride, effective starting materials that serve as raw material gas for supplying silicon atoms include silicon compounds containing halogen atoms, so-called silane derivatives substituted with halogen atoms, specifically, for example, SiF, ,5i2F,,Si(
,Q,,5iBr+.
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
できる。更には、S i H,F2. S i H,I
。Preferred examples include silicon halides such as the following. Furthermore, S i H, F2. S i H,I
.
、S i H2CM2. S i HCM、、S i
H2B r、。, S i H2CM2. S i HCM,, S i
H2B r,.
5iHBr、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第二層(II)103の形
成の為のシリコン原子供給用の出発物質として挙げる事
が出来る。For supplying silicon atoms for forming the second layer (II) 103, gaseous or gasifiable halides having hydrogen atoms as one of their constituents, such as halogen-substituted silicon hydride such as 5iHBr, are also effective. It can be mentioned as a starting material.
これ等のハロゲン原子を含む硅素化合物を使用する場合
にも前述した様に層形成条件の適切な選択によって、形
成される第二の層(II)103中にシリコン原子と共
にハロゲン原子を導入することが出来る。Even when these silicon compounds containing halogen atoms are used, halogen atoms can be introduced together with silicon atoms into the second layer (II) 103 to be formed by appropriately selecting the layer forming conditions as described above. I can do it.
上記した出発物質の中で水素原子を含むハロゲン化硅素
化合物は、第二の層(11)103の形成の際に層中に
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出発物質として
使用される。Among the above-mentioned starting materials, silicon halide compounds containing hydrogen atoms are extremely effective for controlling electrical or photoelectric properties at the same time as introducing halogen atoms into the layer when forming the second layer (11) 103. Since a hydrogen atom can also be introduced, it is used as a suitable starting material for introducing a halogen atom in the present invention.
本発明において第二の層(II)103を形成する際に
使用されるハロゲン原子導入用の原料ガスとなる有効な
出発物質としては、上記したものの他に例えば、フッ素
、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲンガス、BrF、CfL
F、CIF、。In addition to the above-mentioned materials, effective starting materials that serve as raw material gases for introducing halogen atoms used in forming the second layer (II) 103 in the present invention include, for example, fluorine, chlorine, bromine, and iodine. Halogen gas, BrF, CfL
F.C.I.F.
BrF、、BrF、、IF、、IF、、I(、Q 、I
Br等のハロゲン間化合物、HF、HC文、HBr。BrF,,BrF,,IF,,IF,,I(,Q,I
Interhalogen compounds such as Br, HF, HC, HBr.
HI等ハロゲン化水素を挙げることが出来る。Examples include hydrogen halides such as HI.
第二の層(n)103を形成する際に使用される酸素原
子導入用の原料ガスに成り得るものとして有効に使用さ
れる出発物質は、酸素原子を構成原子とする或いは窒素
原子と酸素原子とを構成原子とする例えば酸素(0,2
) 、オゾン(OJ)、−酸化窒素(NC)) 、二酸
化窒素(No2)、−二酸化窒素(N、O) 、 三二
酸化窒素(N、0.)、四二酸化窒素(N、04) 、
三二酸化窒素(N、o、) 、三酸化窒素(NO,)、
を挙げることができ、またシリコン原子と酸素原子と水
素原子とを構成原子とする、例えば、ジシロキサン(H
ヨS iOS t H3) + トリシロキサン(H,
S i OSH,O3i H,)等の低級シロキサン等
を挙げることが出来る。The starting material that can be effectively used as a raw material gas for introducing oxygen atoms used when forming the second layer (n) 103 has oxygen atoms as a constituent atom or a mixture of nitrogen atoms and oxygen atoms. For example, oxygen (0,2
), ozone (OJ), -nitrogen oxide (NC)), nitrogen dioxide (No2), -nitrogen dioxide (N, O), nitrogen sesquioxide (N, 0.), nitrogen tetroxide (N, 04),
Nitrogen sesquioxide (N, o,), Nitrogen trioxide (NO,),
For example, disiloxane (H
YoS iOS t H3) + Trisiloxane (H,
Lower siloxanes such as S i OSH, O3i H, etc. can be mentioned.
本発明において、第二の層(n)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He、Ne、Ar、等
が好適なものとして挙げることが出来る。In the present invention, so-called rare gases such as He, Ne, Ar, etc. are preferably used as the diluting gas used when forming the second layer (n) 103 by a glow discharge method or a sputtering method. I can do it.
本発明における第二の層(II)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。The second layer (II) 103 in the present invention is carefully formed so that its required properties are imparted as desired.
即ち、シリコン原子、酸素原子、必要に応じて水素原子
又は/及びハロゲン原子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まで
の形態を取り、電気物性的には、導電性から半導体性、
さらには、絶縁性までの間の性質を示し、又光導電的性
質から非光導電的性質を示す。そこで、本発明において
は、目的に応じた所望の特性を有するa −(S ix
o+−x) y (H,X)ry が形成される様に、
所望に従ってその作成条件の選択が厳密に成される。例
えば、第二の層(II)103を電気的耐圧性の向上を
主な目的として設けるには、a−(S ixo+ −x
)y (H、X) l−Yは使用環境において電気絶縁
性的挙動の顕著な非晶質材料として作成される。In other words, substances whose constituent atoms are silicon atoms, oxygen atoms, and optionally hydrogen atoms and/or halogen atoms have structural forms ranging from crystalline to amorphous depending on the conditions for their creation, and in terms of electrical properties, From conductive to semiconducting,
Furthermore, it exhibits properties ranging from insulating to photoconductive to non-photoconductive. Therefore, in the present invention, a −(S ix
o+-x) y (H,X)ry is formed,
The selection of the production conditions is made strictly according to desire. For example, in order to provide the second layer (II) 103 with the main purpose of improving electrical withstand voltage, a−(Sixo+ −x
)y (H,
又、連続繰返し使用特性や使用環境特性の向上を主たる
目的として第二の層(■)103が設けられる場合には
、上記の電気絶縁性の度合はある程度緩和され、照射さ
れる光に対しである程度の感度を有する非晶質材料とし
てa −(S 1xo1− x ) y(H、X)+−
yが作成される。In addition, when the second layer (■) 103 is provided with the main purpose of improving the characteristics of continuous repeated use and the characteristics of the usage environment, the above-mentioned degree of electrical insulation is relaxed to some extent, and it becomes less resistant to the irradiated light. As an amorphous material with a certain degree of sensitivity, a −(S 1xo1− x ) y(H, X)+−
y is created.
第一の層(I)102(7)表面に、a−(SixO+
−x)y (H,X)+−yから成る第二ノ層(n)1
03を形成する際における、層形成中の支持体101の
温度は、形成される層の構造及び特性を左右する重要な
因子である。本発明においては、目的とする特性を有す
るa(SixOl−x)y (H,X)ry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
御されるのが望ましい。本発明における、所望の目的が
効果的に達成される為の第二の層(■)103の形成法
に併せて適宜最適範囲の支持体温度が選択されて、第二
の層(II)103の形成が実行されるが、層作成時の
支持体温度は、好ましくは、20〜400℃、より好適
には50〜350℃、最適には100〜300℃とされ
るのが望ましいものである。On the surface of the first layer (I) 102 (7), a-(SixO+
-x)y Second layer (n)1 consisting of (H,X)+-y
The temperature of the support 101 during layer formation is an important factor that influences the structure and properties of the formed layer. In the present invention, it is desirable that the temperature of the support during layer formation be strictly controlled so that a(SixOl-x)y (H,X)ry having the desired properties can be created as desired. . In the present invention, the support temperature is appropriately selected in the optimum range in accordance with the method of forming the second layer (■) 103 in order to effectively achieve the desired purpose, and the second layer (II) 103 The temperature of the support during layer formation is preferably 20 to 400°C, more preferably 50 to 350°C, most preferably 100 to 300°C. .
第二の層(II)103の形成には、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較べて
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ーこれ等の層形成法で第二
の層(II)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が作成されるa
−(S 1xcl −x )yX+−yの特性を左右す
る重要な因子の1つである。To form the second layer (II) 103, glow discharge is used to form the second layer (II) 103, since delicate control of the composition ratio of atoms constituting the layer and control of the layer thickness are relatively easy compared to other methods. When forming the second layer (II) 103 using these layer forming methods, it is advantageous to adopt a sputtering method or a sputtering method. a to be done
-(S 1xcl -x )yX+ - It is one of the important factors that influences the characteristics of -y.
本発明における目的が達成される為の特性を有するa
−(S 1xo1− x )yX+−yが生産性良く効
果的に作成される為の放電パワー条件としては、好まし
くはlO〜300W、より好適には20〜250W、最
適には50〜200Wとされるのが望ましいものである
。a having the characteristics for achieving the object of the present invention;
The discharge power conditions for effectively creating -(S 1xo1- x )y It is desirable that the
堆積室内のガス圧は好ましくは0.01〜I Torr
、より好適には、0 、1〜0 、5Torr程度とさ
れるのが望ましい。The gas pressure in the deposition chamber is preferably between 0.01 and I Torr.
, more preferably about 0.1 to 0.5 Torr.
本発明においては第二の層(n)103を作成する為の
支持体温度、放電パワーの望ましい数値範囲として前記
した範囲の値が挙げられるが、これ等の層作成ファクタ
ーは、独立的に別々に決められるものではなく、所望特
性のa−(SixOl−x)y (H,X)+−yから
成る第二の層(■)103が形成される様に相互的有機
的関連性に基づいて各層作成ファクターの最適値が決め
られるのが望ましい。In the present invention, the support temperature and discharge power for forming the second layer (n) 103 are preferably within the ranges described above, but these layer formation factors are determined independently and separately. It is not determined based on the mutual organic relationship so that the second layer (■) 103 consisting of a-(SixOl-x)y (H,X)+-y with desired characteristics is formed. It is desirable that the optimum value of each layer creation factor be determined by
本発明の光導電部材における第二の層(U)103に含
有される酸素原子の量は、第二の層(Ir)to3の作
成条件と同様、本発明の目的を達成する所望の特性が得
られる第二の層(II)103が形成されるための重要
な因子である。The amount of oxygen atoms contained in the second layer (U) 103 in the photoconductive member of the present invention is determined to have the desired characteristics to achieve the object of the present invention, similar to the conditions for forming the second layer (Ir) to3. This is an important factor for forming the resulting second layer (II) 103.
本発明における第二の層(II)103に含有3れる酸
素原子の量は、第二の層(II)103を構成する非晶
質材料の種類及びその特性に応じて適宜所望に応じて決
められるものである。The amount of oxygen atoms contained in the second layer (II) 103 in the present invention is determined as desired depending on the type and characteristics of the amorphous material constituting the second layer (II) 103. It is something that can be done.
即ち、前記一般式a−(SixO+−X)V(H,X)
ryで示される非晶質材料は、大別すると、シリコン原
子と酸素原子とで構成される非晶質材料(以後、r a
−S iaO+−a」と記す。That is, the general formula a-(SixO+-X)V(H,X)
The amorphous material denoted by ry can be broadly classified as an amorphous material composed of silicon atoms and oxygen atoms (hereinafter referred to as ra
-SiaO+-a".
但し、0<a<1)、シリコン原子と酸素原子と水素原
子とで構成される非晶質材料(以後、r a −(S
ibo +−b)c Hl−CJと記す。但し、0<b
、cal)、およびシリコン原子と酸素原子とハロゲン
原子と必要に応じて水素原子とで構成される非晶質材料
(以後、ra−(SidOrd) e (H、X) r
e」と記す。但し、0<d、e<1)に分類される。However, 0<a<1), an amorphous material composed of silicon atoms, oxygen atoms, and hydrogen atoms (hereinafter referred to as r a -(S
Written as ibo +-b)c Hl-CJ. However, 0<b
, cal), and an amorphous material composed of silicon atoms, oxygen atoms, halogen atoms, and optionally hydrogen atoms (hereinafter ra-(SidOrd) e (H,X) r
It is written as "e". However, it is classified as 0<d, e<1).
本発明において、第二の層(II)103がa−3ia
O+−aで構成される場合、第二の層(II)103に
含有される酸素原子の量はa−Siao+−aのaの表
示で行えば、aが好ましくは、0.33〜0.9999
9、より好適には0.5〜0.99、最適には0.6〜
0.9である。In the present invention, the second layer (II) 103 is a-3ia
When composed of O+-a, the amount of oxygen atoms contained in the second layer (II) 103 is expressed as a in a-Siao+-a, where a is preferably 0.33 to 0. 9999
9, more preferably 0.5 to 0.99, optimally 0.6 to
It is 0.9.
本発明に於いて、第二の層(II)103がa−(S
ibo +−b)c Hrcで構成される場合、第二の
層(II)103に含有される酸素原子の量は、a −
(S 1boI−b)c Hl−cのbおよびCの表示
で行えばbが好ましくは0.33〜0.99999、よ
り好適には0.5〜0.99、最適には0.6〜0.9
、Cが好ましくは0.6〜0゜99、より好適には0.
65〜0.98、最適には0.7〜0.95であるのが
望ましい。In the present invention, the second layer (II) 103 is a-(S
ibo + - b) c Hrc, the amount of oxygen atoms contained in the second layer (II) 103 is a -
(S 1boI-b)c When expressed as b and C in Hl-c, b is preferably 0.33 to 0.99999, more preferably 0.5 to 0.99, optimally 0.6 to 0.9
, C is preferably 0.6 to 0°99, more preferably 0.
65 to 0.98, most preferably 0.7 to 0.95.
第二ノ層(II)103が、a −(S idO+−d
)e(H,X)+−eで構成される場合には、第二の
層(II)103中で含有される酸素原子の含有量とし
ては、a −(S 1dO1−d) e(H、X)i−
eのdおよびeの表示で行えば、dが好ましくは0.3
3〜0.999−99、より好適には0.5〜0.99
、最適には0.6〜0.9であり、eは好ましくは0.
8〜0.99、よりの範囲は、本発明の目的を効果的に
達成するための重要な因子の一つである。この層厚は、
本発明の目的を効果的に達成する様に所期の目的に応じ
て適宜所望に従って決められる。さらに、この層厚は該
層(n)103中に含有される酸素原子の量や第一の層
(I)102の層厚との関係に於いても、各々の層領域
に要求される特性に応じた有機的な関連性の下に所望に
従って適宜決定される必要がある。The second layer (II) 103 is a −(S idO+−d
)e(H,X)+-e, the content of oxygen atoms contained in the second layer (II) 103 is a-(S 1dO1-d) ,X)i-
If expressed as d of e and e, d is preferably 0.3
3-0.999-99, more preferably 0.5-0.99
, is optimally between 0.6 and 0.9, and e is preferably 0.
The range from 8 to 0.99 is one of the important factors for effectively achieving the purpose of the present invention. This layer thickness is
In order to effectively achieve the object of the present invention, it can be determined as desired depending on the intended purpose. Furthermore, this layer thickness also depends on the characteristics required for each layer region, in relation to the amount of oxygen atoms contained in the layer (n) 103 and the layer thickness of the first layer (I) 102. It is necessary to decide as appropriate based on the organic relationship depending on the desired situation.
更に加え得るに、この層厚は、生産性や量産性を加味し
た経済性の点に於いても考慮されるのが望ましい。In addition, it is desirable that this layer thickness is also taken into consideration from the economical point of view, taking into account productivity and mass production.
本発明に於ける第二の層(II)103の層厚としては
、好ましくは0.003〜30終、より好適には0.0
04〜20IL、最適には0.005〜topとされる
のが望ましい。The layer thickness of the second layer (II) 103 in the present invention is preferably 0.003 to 30, more preferably 0.0
04 to 20IL, optimally 0.005 to top.
また、本発明においては、酸素原子で得られる効果を更
に助長させる為に、第二の層(II)103中に、酸素
原子と共に、炭素原子を含有させてもよい。炭素原子を
第二の層(II)103に導入する為の炭素原子導入用
の原料ガスとしては、炭素原子と水素原子とを構成原子
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
炭化水素等が上げられる。具体的には、飽和炭化水素と
しては、メタン(CU+)、エタン(C,H,) 、プ
ロパン(C3Hρ、n−ブタン(n −C,H,、)
、ペンタン(crtt−) 、エチレン系炭化水素とし
ては、エチレン(CよH4)、プロピレン(C,H,)
、ブテン−1(C,Hρ 、ブテン−2(C4H,)
、インブチレン(C4Hρ 、ペンテン(CtH+ρ
、アセチレン系炭化水素としては、アセチレン(Cユ
用)、メチルアセチレン(C,H,) 、ブチン(C4
H6)等が挙げられる。これ等の外にシリコン原子と炭
素原子と水素原子とを構成原子とする原料ガスとして、
5t(CF2入、 S i(c、町λ等のケイ化アルキ
ルを挙げることが出来る。Further, in the present invention, in order to further enhance the effect obtained by oxygen atoms, carbon atoms may be included in the second layer (II) 103 together with oxygen atoms. The raw material gas for introducing carbon atoms into the second layer (II) 103 includes, for example, saturated hydrocarbons having 1 to 5 carbon atoms, carbon atoms having carbon atoms and hydrogen atoms; 2~
Examples include ethylene hydrocarbons having 5 carbon atoms, acetylene hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms, and the like. Specifically, saturated hydrocarbons include methane (CU+), ethane (C,H,), propane (C3Hρ, n-butane (n -C,H,,)
, pentane (crtt-), ethylene hydrocarbons include ethylene (C, H4), propylene (C, H,)
, butene-1 (C, Hρ , butene-2 (C4H,)
, inbutylene (C4Hρ, pentene (CtH+ρ)
, acetylene hydrocarbons include acetylene (for C), methylacetylene (C,H,), butyne (C4),
H6) and the like. In addition to these, as a raw material gas whose constituent atoms are silicon atoms, carbon atoms, and hydrogen atoms,
Examples include alkyl silicides such as 5t (containing CF2), S i (c, and λ).
本発明において使用される支持体101としては、導電
性でも電気絶縁性であっても良い。The support 101 used in the present invention may be electrically conductive or electrically insulating.
導電性支持体としては、例えば、NiCr、ステンレス
、AM、C’r、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。Examples of the conductive support include NiCr, stainless steel, AM, C'r, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti,
Examples include metals such as Pt and Pd, and alloys thereof.
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、セルロース、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、セラミックス、紙等が通常使用される。As the electrically insulating support, films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose, acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, glass, ceramics, paper, etc. are usually used. Ru.
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。Preferably, at least one surface of these electrically insulating supports is conductively treated, and another layer is preferably provided on the conductively treated surface side.
例えば、ガラスであれば、その表面に、NiCr1.A
4Q、、Cr、 Mo、 Au、 I r、Nb、 T
a、 V、 Ti、Pt、 Pd、 I njo、、S
noL、 I To (I n20j+S no、)
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、AJl、Ag、Pb、Zn、Ni、
Au、Cr、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。For example, if it is glass, NiCr1. A
4Q, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, T
a, V, Ti, Pt, Pd, Injo,, S
noL, I To (I n20j+S no,)
Conductivity is imparted by providing a thin film consisting of NiCr, AJl, Ag, Pb, Zn, Ni, etc., or in the case of a synthetic resin film such as a polyester film.
Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt
Conductivity is imparted to the surface by providing a thin film of metal such as by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, etc., or by laminating the surface with the metal.
支持体lO1の形状としては、円筒状、ベルト状、板状
等任意の形状として得、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lOO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101の厚さは、所望通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、支持体lO1の厚さは、好ましくは、1
01L以上とされる。The support lO1 can be obtained in any shape such as a cylinder, a belt, or a plate, and its shape is determined as desired. For example, the photoconductive member lOO shown in FIG. If used as a member for continuous high-speed copying, it is desirable to have an endless belt shape or a cylindrical shape. The thickness of the support 101 is determined as appropriate so that a desired photoconductive member is formed, but if flexibility is required as a photoconductive member, the thickness of the support 101 may be determined so that it can sufficiently function as a support. It is made as thin as possible within the range. In such a case, from the viewpoint of manufacturing and handling of the support, mechanical strength, etc., the thickness of the support lO1 is preferably 1.
01L or more.
次に本発明の光導電部材の製造方法の一例の概略につい
て説明する。Next, an outline of an example of the method for manufacturing a photoconductive member of the present invention will be explained.
第16図に光導電部材の製造装置の一例を示す。FIG. 16 shows an example of a photoconductive member manufacturing apparatus.
図中、1102〜1106で示すガスポンベには、本発
明の光導電部材を形成するための原料ガスが密封されて
おり、その1例としてたとえば1102は、Heで稀釈
されたS i H4ガス(純度99.999%、以下S
i H4/ Heと略す。)ボンベ、1103はHe
で稀釈されたG e H,ガス(純度99.999%、
以下G e H4/ Heと略す。)ボンベ、1104
はN H,ガス(純度99.99%)ボンベ、1105
はHeガス(純度99.999%)ボンベ、1106は
H2ガス(純度99.999%)ボンベである。In the figure, gas cylinders 1102 to 1106 are sealed with raw material gases for forming the photoconductive member of the present invention. 99.999%, hereinafter S
i Abbreviated as H4/He. ) cylinder, 1103 is He
G e H, gas (purity 99.999%,
Hereinafter, it will be abbreviated as G e H4/He. ) cylinder, 1104
is NH, gas (99.99% purity) cylinder, 1105
1106 is a He gas (purity 99.999%) cylinder, and 1106 is a H2 gas (purity 99.999%) cylinder.
これらのガスを反応室1101に流入させるにはガスポ
ンベ1102〜11o6のバルブ1122〜1126、
リークバルブ1135が閉じられていることを確認し、
又、流入バルブ1112〜1116、流出バルブ111
7〜1121、補助バルブ1132.1133が開かれ
ていることを確認して、先ずメインバルブ1134を開
いて反応室1101、及び各ガス配管内を排気する。次
に真空計1136の読みが約5X10Torrになった
時点で補助バルブ1132,1133.流出バルブ11
71〜1121を閉じる。In order to flow these gases into the reaction chamber 1101, valves 1122 to 1126 of gas pumps 1102 to 11o6,
Make sure the leak valve 1135 is closed,
In addition, inflow valves 1112 to 1116 and outflow valve 111
After confirming that 7 to 1121 and auxiliary valves 1132 and 1133 are open, first open the main valve 1134 to exhaust the reaction chamber 1101 and each gas pipe. Next, when the vacuum gauge 1136 reads approximately 5X10 Torr, the auxiliary valves 1132, 1133. Outflow valve 11
71-1121 are closed.
次に支持体としてのシリンダー状基体
1137上に光受容層を形成する場合の1例をあげると
、ガスボンベ1102からのS i H+/Heガス、
ガスポンベ1103から(y) G e Hv/Heガ
ス、ガスポンベ1104からのNHヨガスを、バルブ1
122,1123.1124を開いて出口圧ゲージ11
27.1128゜1129の圧力を1kg/crn’に
調整し、流入バルブ1112,1113.1114を徐
々に開けることによって、マスフロコントローラ110
71108.1110内に夫々流入させる。引き続いて
流出バルブ1117,1118゜1119、補助バルブ
1132を徐々に開いて夫々のガスを反応室1101内
に流入させる。Next, to give an example of forming a light-receiving layer on the cylindrical substrate 1137 as a support, Si H+/He gas from the gas cylinder 1102,
(y) G e Hv/He gas from gas pump 1103, NH Yogas from gas pump 1104, valve 1
122, 1123, 1124 open and outlet pressure gauge 11
By adjusting the pressure at 27.1128°1129 to 1 kg/crn' and gradually opening the inlet valves 1112, 1113, and 1114, the mass flow controller 110
71108 and 1110, respectively. Subsequently, the outflow valves 1117, 1118, 1119, and auxiliary valve 1132 are gradually opened to allow the respective gases to flow into the reaction chamber 1101.
このとき(1) S i H4/ Heガス流量とG
e H+/ Heガス流量とNH,ガス流量との比が所
望の値−になるように流出バルブ1117,1118゜
1119を調整し、又、反応室1101内の圧力が所望
の値になるように真空計1136の読みを見ながらメイ
ンバルブ1134の開口を調整する。そして基体113
7の温度が加熱ヒーター1138により50〜400℃
の範囲の温度に設定されていることを確認した後、電源
1140を所望の電力に設定して反応室1101内にグ
ロー放電を生起させ、同時にあらかじめ設計された変化
率曲線に従ってG e H4/ Heガスおよび手動あ
るいは外部駆動モータ等の方法を適用してバルブ1l1
8〜1120の開口を適宜変化させる操作を行ってNH
,ガスの流量を調整し、もって形成される層中に含有さ
れるゲルマニウム原子および窒素原子の分布濃度C(N
)を制御する。At this time (1) S i H4/He gas flow rate and G
e Adjust the outflow valves 1117, 1118 and 1119 so that the ratio of the H+/He gas flow rate to the NH gas flow rate becomes the desired value -, and also so that the pressure inside the reaction chamber 1101 becomes the desired value. Adjust the opening of main valve 1134 while checking the reading on vacuum gauge 1136. and the base 113
7 temperature is 50-400℃ by heating heater 1138
After confirming that the temperature is set in the range of Valve 1l1 by applying methods such as gas and manual or external drive motor
8 to 1120 by appropriately changing the apertures of NH
, the distribution concentration of germanium atoms and nitrogen atoms contained in the formed layer C(N
).
上記の様にして、所望時間グロー放電を維持して、所望
層厚に、基体1137上に第1の層領域(G)105を
形成する。所望層厚に第一の層領域(G)105が形成
された段階に於いて、流出バルブ111Bを完全に閉じ
ると、及び必要に応じて放電条件を変える以外は、同様
な条件と手順に従って所望時間グロー放電を維持するこ
とで第一の層領域(G)105上にゲルマニウム原子の
実質的に含有されない第二の層領域(S)106を形成
することが出来る。In the manner described above, the first layer region (G) 105 is formed on the base 1137 to a desired layer thickness by maintaining glow discharge for a desired period of time. At the stage where the first layer region (G) 105 has been formed to the desired layer thickness, the outflow valve 111B is completely closed and the desired layer is formed according to the same conditions and procedures, except for changing the discharge conditions as necessary. By maintaining the glow discharge for a period of time, a second layer region (S) 106 substantially free of germanium atoms can be formed on the first layer region (G) 105.
第一の層領域(G)105および第二の層領域(S)1
06中に、伝導性を支配する物質(D)を含有させるに
は、第一の層領域(G)105および第二の層領域(S
)106の形成の際に例えばBLH,、P H3等のガ
スを堆積室1101中に導入するガスに加えてやれば良
しN。First layer region (G) 105 and second layer region (S) 1
In order to contain the substance (D) that controls conductivity in 06, the first layer region (G) 105 and the second layer region (S
) 106, for example, a gas such as BLH, PH3, etc. may be added to the gas introduced into the deposition chamber 1101.
かくして、基体1137上に第一の層(I)102が形
成される。In this way, the first layer (I) 102 is formed on the base 1137.
上記の様にして所望層厚に形成された第一の層(I)1
02上に第二の層(II)103を形成するには、第一
の層102(I)の形成の際と同様なバルブ操作によっ
て、例えばS i H4ガス、Noガスの夫々を必要に
応じてHe等の稀釈ガスで稀釈して反応室1101内に
供給し、所望の条件に従って、グロー放電を生起させれ
ばよい。First layer (I) 1 formed to a desired layer thickness as described above
To form the second layer (II) 103 on the 02, for example, each of S i H4 gas and No gas is added as necessary by the same valve operation as in the formation of the first layer 102 (I). The diluent may be diluted with a diluent gas such as He and supplied into the reaction chamber 1101 to cause glow discharge according to desired conditions.
第二の層(II)103中にハロゲン原子を含有させる
には、例えばS i F、ガスとNoガス、或いはこれ
にS i H,ガスを加えて上記と同様にして第二の層
(II)103を形成すればよい。In order to contain a halogen atom in the second layer (II) 103, for example, add S i F gas and No gas, or add S i H gas to this and form the second layer (II) in the same manner as above. ) 103 may be formed.
夫々の層を形成する際に必要なガスの流出/<ルブ以外
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1101内、流出バルブ1117〜1121から反応
室1101内に至るガス配管内に残留することを避ける
ために、流出バルブ1117〜1121を閉じ、補助バ
ルブ1132.1133を開いてメインバルブ1134
を全開して系内な一旦高真空に排気する操作を必要に応
じて行う。It goes without saying that all outflow valves other than the gas outflow/<lub required when forming each layer are closed, and when forming each layer, the gas used to form the previous layer is not released into the reaction chamber 1101. In order to avoid gas remaining in the gas piping leading from the outflow valves 1117 to 1121 into the reaction chamber 1101, the outflow valves 1117 to 1121 are closed, the auxiliary valves 1132 and 1133 are opened, and the main valve 1134 is closed.
If necessary, fully open the system and evacuate the system to high vacuum.
第二の層(n)103中に含有される酸素原子の量は例
えば、グロー放電による場合はS i H4ガスおよび
Noガスの反応室1101内に導入される流量比を所望
に従って変えるか、或いは、スパッタリングで層形成す
る場合には、ターゲットを形成する際シリコンウェハと
SiOよウェハのスパッタ面積比率を変えるか、又はシ
リコン粉末とS i O,粉末の混合比率を変えてター
ゲットを成型することによって所望に応じて制御するこ
とが出来る。第二の層(II )103中に含有される
ハロゲン原子の量は、ハロゲン原子導入用の原料ガス、
例えばSiF4ガスが反応室1101内に導入される際
の流量を調整することによて成される。The amount of oxygen atoms contained in the second layer (n) 103 can be determined by, for example, changing the flow rate ratio of Si H4 gas and No gas introduced into the reaction chamber 1101 in the case of glow discharge, or When forming a layer by sputtering, the target is formed by changing the sputtering area ratio of the silicon wafer and the SiO wafer, or by changing the mixing ratio of the silicon powder and the SiO powder. It can be controlled as desired. The amount of halogen atoms contained in the second layer (II) 103 is determined by the raw material gas for introducing halogen atoms,
For example, this can be done by adjusting the flow rate when SiF4 gas is introduced into the reaction chamber 1101.
又、層形成を行っている間は層形成の均一化を計るため
基体1137はモータ1139により一定速度で回転さ
せてやるのが望ましい。Further, during layer formation, it is desirable that the base 1137 be rotated at a constant speed by a motor 1139 in order to ensure uniform layer formation.
以下実施例について説明する。Examples will be described below.
実施例1
第16図に示した製造装置により、支持体としてのシリ
ンダー状のへ見基体上に第1表に示す条件で電子写真用
像形成部材としての試料(試料Nol 1−1〜17−
6)を夫々作成した(MS2表)。Example 1 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 16, samples (sample Nos. 1-1 to 17-
6) were created respectively (MS2 table).
各試料に於けるゲルマニウム原子の含有分布濃度は第1
7図に、又、窒素原子の含有分布濃度は第18図に示さ
れる。The content distribution concentration of germanium atoms in each sample is the first
The distribution concentration of nitrogen atoms is shown in FIG. 7, and in FIG. 18.
こうして得られた各試料を、帯電露光実験装置に設置し
■5 、OKVで0.3秒(s e c)間コロナ帯電
を行い、直ちに光像を照射した。Each sample thus obtained was placed in a charging exposure experimental device (15), corona charged with OKV for 0.3 seconds (sec), and immediately irradiated with a light image.
光像はタングステンランプ光源を用い、2ILux−8
eCの光量を透過型のテストチャートを通して照射させ
た。The light image uses a tungsten lamp light source, 2ILux-8
A light amount of eC was irradiated through a transmission type test chart.
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)によって試料(像形成部材)表面をカスケード
することによって、当該試料(像形成部材)表面上に良
好なトナー画像を得た。試料上のトナー画像を、■5
、 OKVのコロナ帯電で転写紙上に転写した所、いず
れの試料に於いても解像力に優れ、階調再現性のよい鮮
明な高濃度の画像が得られた。Immediately thereafter, a good toner image was obtained on the surface of the sample (imaging member) by cascading the surface of the sample (imaging member) with a developer (containing toner and carrier) having a positive charge. The toner image on the sample is
When transferred onto transfer paper using OKV's corona charging, clear, high-density images with excellent resolution and good gradation reproducibility were obtained in all samples.
上記に於いて、光源としてタングステンランプの代りに
810nmのGaAs系半導体レーザ(10mW)を用
いて、静電像の形成を行った以外は、同様のトナー画像
形成条件にして、各試料に就いてトナー転写画像の画質
評価を行ったところ、いずれの試料の場合も、解像力に
優れ、階調再現性の良い鮮明な高品位の画像が得られた
。In the above, each sample was subjected to the same toner image forming conditions except that an 810 nm GaAs semiconductor laser (10 mW) was used instead of a tungsten lamp as a light source to form an electrostatic image. When the image quality of the toner transfer images was evaluated, it was found that in all samples, clear, high-quality images with excellent resolution and good gradation reproducibility were obtained.
各〒
実施例2
第16図に示した製造装置によりシリンダー状のAn基
体−Lに第3表に示す条件で電子写真用像形成部材とし
ての試料(試料No、 21−1〜27−8)をそれぞ
れ作成した(第4表)。Example 2 Samples (sample Nos. 21-1 to 27-8) as electrophotographic image forming members were prepared on a cylindrical An substrate-L using the manufacturing apparatus shown in FIG. 16 under the conditions shown in Table 3. were created for each (Table 4).
各試料におけるゲルマニウム原子の含有分布濃度は第1
7図に、また、窒素原子の含有分布濃度は第18図に示
される。The content distribution concentration of germanium atoms in each sample is the first
FIG. 7 shows the distribution concentration of nitrogen atoms, and FIG. 18 shows the nitrogen atom content distribution concentration.
これ等の試料のそれぞれに就て、実施例1と同様の画像
評価テストを行ったところ、いずれの試料も高品質のト
ナー転写画像を与えた。また、各試料に就て38℃、8
0%RHの環境において20万回の繰り返し使用テスト
を行ったところ、いずれの試料も画像品質の低下は見ら
れなかった。When each of these samples was subjected to the same image evaluation test as in Example 1, all of the samples provided high quality toner transfer images. In addition, for each sample, 38℃, 8
When a repeated use test was conducted 200,000 times in an environment of 0% RH, no deterioration in image quality was observed in any of the samples.
実施例3
第16図に示した製造装置によりシリンダー状のAJI
基体上に第5表に示す条件で電子写真用像形成部材とし
ての試料(試料歯、 31−1〜37−8)をそれぞれ
作成した(第6表)。Example 3 A cylindrical AJI was manufactured using the manufacturing equipment shown in Fig. 16.
Samples (sample teeth, 31-1 to 37-8) as electrophotographic image forming members were prepared on the substrate under the conditions shown in Table 5 (Table 6).
各試料における、ゲルマニウム原子の含有分布濃度は第
17図に、また2、窒素原子の含有分布濃度は第18図
に示される。The concentration distribution of germanium atoms in each sample is shown in FIG. 17, and the distribution concentration of nitrogen atoms in each sample is shown in FIG.
これ等の試料のそれぞれに就て、実施例1と同様の画像
評価テストを行ったところ、いずれの試料も高品質のト
ナー転写画像を与えた。また、各試料に就て38℃、8
0%RHの環境において20万回の繰り返し使用テスト
を行ったところ、いずれの試料も画像品質の低下は見ら
れなかった。When each of these samples was subjected to the same image evaluation test as in Example 1, all of the samples provided high quality toner transfer images. In addition, for each sample, 38℃, 8
When a repeated use test was conducted 200,000 times in an environment of 0% RH, no deterioration in image quality was observed in any of the samples.
実施例4
第16図に示した製造装置により、シリンダー状のAl
基体上に第7表に示す条件で電子写真用像形成部材とし
ての試料(試料rb、 41−1〜47−8)をそれぞ
れ作成した(第8表)。Example 4 A cylinder-shaped Al
Samples (sample rb, 41-1 to 47-8) as electrophotographic image forming members were prepared on the substrate under the conditions shown in Table 7 (Table 8).
各試料における、ゲルマニウム原子の含有分布濃度は第
17図に、また、窒素原子の含有分布濃度は第18図に
示される。The concentration distribution of germanium atoms in each sample is shown in FIG. 17, and the distribution concentration of nitrogen atoms is shown in FIG.
これ等の試料のそれぞれに就で、実施例1と同様の画像
評価テストを行ったところ、いずれの試料も高品質のト
ナー転写画像を与えた。また、各試料に就て38°C5
80%RHの環境において20万回の繰り返し使用テス
トを行ったところ、いずれの試料も画像品質の低下は見
られなかった。When each of these samples was subjected to image evaluation tests similar to those in Example 1, all samples provided high quality toner transfer images. Also, for each sample, 38°C5
When a repeated use test was conducted 200,000 times in an environment of 80% RH, no deterioration in image quality was observed in any of the samples.
実施例5
層(II)103の作成条件を第8表に示す各条件にし
た以外は実施例1の試料勤、11−1.12−1.13
−1と同様の条件と手順に従って電子写真用像形成部材
のそれぞれ(試料陽、11−1−1−11−1−8.1
2−1−1〜12−1−8.13−1−1〜13−1−
8の24個の試料)を作成した。Example 5 Sample work 11-1.12-1.13 of Example 1 except that the preparation conditions for layer (II) 103 were as shown in Table 8.
-1, respectively (sample positive, 11-1-1-11-1-8.1).
2-1-1~12-1-8.13-1-1~13-1-
24 samples of 8) were created.
こうして得られた各電子写真用像形成部材のそれぞれを
個別に複写装置に設置し、各実施例に記載したのと同様
の条件によって、各実施例に対応した電子写真用像形成
部材のそれぞれについて、転写画像の総合画質評価と繰
り返し連続使用による耐久性の評価を行った。Each of the electrophotographic image forming members thus obtained was individually installed in a copying machine, and under the same conditions as described in each example, each of the electrophotographic image forming members corresponding to each example was We evaluated the overall image quality of the transferred image and evaluated its durability through repeated continuous use.
各試料の転写画像の総合画質評価と、繰り返し連続使用
による耐久性の評価の結果を第10表に示す。Table 10 shows the results of the overall image quality evaluation of the transferred image of each sample and the durability evaluation after repeated and continuous use.
実施例8
層(II)103の形成時、シリコンウェハおよびS
i O2ウェハのターゲツト面積比を変えて、層(II
)103におけるシリコン原子と酸素原子の含有量比を
変化させる以外は実施例1の試料No、 11−1と全
く同様な方法によって像形成部材のそれぞれを作成した
。こうして得られた像形成部材のそれぞれにつき、実施
例1に述べた如き、作像、現像、クリーニングの工程を
約5万回繰り返した後、画像評価を行ったところ、第1
1表の如き結果を得た。Example 8 When forming layer (II) 103, silicon wafer and S
i By changing the target area ratio of the O2 wafer, the layer (II
) Image forming members were prepared in exactly the same manner as Sample No. 11-1 of Example 1, except that the content ratio of silicon atoms to oxygen atoms in Sample No. 103 was changed. For each of the image forming members thus obtained, the steps of image formation, development, and cleaning as described in Example 1 were repeated approximately 50,000 times, and then image evaluation was performed.
The results shown in Table 1 were obtained.
実施例7
層(11)103の形成時、SiH+ガスとNOガスの
流量比を変えて、層(II)103におけるシリコン原
子と酸素原子の含有量比を変化させる以外は、実施例1
の試料rllo、12−1と全く同様な方法によって像
形成部材のそれぞれを作成した。Example 7 Example 1 except that when forming layer (11) 103, the flow rate ratio of SiH+ gas and NO gas was changed to change the content ratio of silicon atoms and oxygen atoms in layer (II) 103.
Each of the imaging members was made in exactly the same manner as Sample rllo, 12-1.
こうして得られた各像形成部材につき、実施例1に述べ
た如き方法で転写までの工程を約5万回繰り返した後、
画像評価を行ったところ、第12表の如き結果を得た。After repeating the steps up to transfer approximately 50,000 times using the method described in Example 1 for each image forming member thus obtained,
When image evaluation was performed, the results shown in Table 12 were obtained.
実施例8
層 (II)103の層の形成時、SiH4ガス、Si
F、ガス、NOガスの流量比を変えて、層(II)10
3におけるシリコン原子と酸素原子の含有量比を変化さ
せる以外は、実施例1の試料No、13−1と全く同様
な方法によって像形成部材のそれぞれを作成した。こう
して得られた各像形成部材につき実施例1に述べた如き
作像、現像、クリーニングの工程を約5万回繰り返した
後、画像評価を行ったところ第13表の如き結果を得た
。Example 8 Layer (II) When forming the layer 103, SiH4 gas, Si
Layer (II) 10 by changing the flow rate ratio of F, gas, and NO gas.
Each of the image forming members was created in exactly the same manner as Sample No. 13-1 of Example 1, except that the content ratio of silicon atoms and oxygen atoms in Sample No. 3 was changed. After repeating the image forming, developing and cleaning steps as described in Example 1 approximately 50,000 times for each of the image forming members thus obtained, image evaluation was performed, and the results shown in Table 13 were obtained.
実施例8
層(II)103の層厚を変える以外は、実施例1の試
料No、ll−1と全く同様な方法によって像形成部材
のそれぞれを作成した。実施例1に述べた如き、作像、
現像、クリーニングの工程を繰り返し第14表の結果を
得た。Example 8 Image forming members were produced in exactly the same manner as in Samples No. 11-1 of Example 1, except that the layer thickness of layer (II) 103 was changed. Imaging as described in Example 1;
The development and cleaning steps were repeated to obtain the results shown in Table 14.
第 14 表
以上の本発明の実施例に於ける層作成条件を以下に示す
。Table 14 The layer forming conditions in the embodiments of the present invention shown in Table 14 and above are shown below.
基体温度:ゲルマニウム原子(Ge)含有層・・・約2
00℃
ゲルマニウム原子(Ge)非含有層
・・・約250℃
放電周波数:13.56MHz
反応時反応室内圧:0.3TorrSubstrate temperature: germanium atom (Ge) containing layer...approximately 2
00℃ Germanium atom (Ge)-free layer...approx. 250℃ Discharge frequency: 13.56MHz Reaction chamber pressure during reaction: 0.3Torr
第1図は、本発明の光導部材の層構成を説明する為の模
式的層構成図、第2図乃至第1θ図は、夫々、第一の層
(I)中のゲルマニウム原子の分布状態を説明する為の
説明図、第11図は窒素原子が含有される層領域の構成
図、第12図乃至第15図は、夫々、第一の層(I)中
の窒素原子の分布状態を説明するための説明図、第16
図は、本発明で使用された装置の模式的説明図、第17
図、第18図は夫々本発明の実施例における各原子の含
有分布濃度状態を示す分布状態図である。
100・・・光導電部材
101・・・支持体
102・・・第一の層(I)
103・・・第二の層(n)
104・・・光受容層
第1図
C
C
C
第11図
第12図
第13図
C(N)
第17図
(170I) (ITO2) (1703) (iヤ0
4)ゲルマニウムの含π方甲濠炭
(屑11 %)FIG. 1 is a schematic layer configuration diagram for explaining the layer configuration of the light guide member of the present invention, and FIGS. 2 to 1θ diagrams each illustrate the distribution state of germanium atoms in the first layer (I). An explanatory diagram for explaining, FIG. 11 is a configuration diagram of a layer region containing nitrogen atoms, and FIGS. 12 to 15 respectively explain the distribution state of nitrogen atoms in the first layer (I). Explanatory diagram for doing so, No. 16
Figure 17 is a schematic explanatory diagram of the device used in the present invention.
18 are distribution state diagrams showing the content distribution concentration state of each atom in the example of the present invention. 100... Photoconductive member 101... Support 102... First layer (I) 103... Second layer (n) 104... Photoreceptive layer FIG. 1 C C C 11th Figure 12 Figure 13 C (N) Figure 17 (170I) (ITO2) (1703) (IY0
4) Germanium-containing π-containing Kahor coal (11% scrap)
Claims (1)
子を含む非晶質材料で構成され、前記支持体上に設けら
れた第一の層領域(G)と、シリコン原子を含む非晶質
材料で構成され、前記第一の層領域(G)上に設けられ
た光導電性を示す第二の層領域(S)とを有する第一の
層および該第−の層上に設けられ、シリコン原子と酸素
原子とを含む非晶質材料で構成された第二の層から成る
光受容層を有し、前記第一の層は、窒素原子を含有する
と共にその層厚方向における窒素原子の分布濃度が夫々
、C(1)、C(3)、C(2)なる第1の領域(1)
、第3の領域(3)、第2の領域(2)を前記支持体側
からこの順で有する事を特徴とする光導電部材(但し、
C(3) >C(2)、ヒ(1)で、且つc、(i)
、、c(2)の少なくともいずれか一方は0でないか又
はC(1)、C(2)は等しくはない)。 (2)第一の層領域(G)及び第二の層領域(S)の少
なくともいずれか一方に水素原子が含有されている特許
請求の範囲第1項に記載の光導電部材。 (3)第一の層領域(G)及び第二の層領域(S)の少
なくともいずれか一方にハロゲン原子が含有されている
特許請求の範囲第1項及び同第2項に記載の光導電部材
。 (4)第一の層領域(G)中に於けるゲルマニウム原子
の分布状態が、不均一である特許請求の範囲第1項に記
載の光導電部材。 (5)第一の層領域(G)中に於けるゲルマニウム原子
の分布状態が、均一である特許請求のされている特許請
求の範囲第1項に記載の光導電部材。 (7)伝導性を支配する物質が周期律表第■族に属する
原子である特許請求の範囲第6項に記載の光導電部材。 (8)伝導性を支配する物質が周期律表第V族に属する
原子である特許請求の範囲第6項に記載の光導電部材。[Scope of Claims] (1) A support for a photoconductive member, a first layer region (G) made of an amorphous material containing germanium atoms, and provided on the support, and a silicon atom. a first layer comprising an amorphous material comprising a photoconductive second layer region (S) provided on the first layer region (G), and the second layer; A photoreceptive layer is provided thereon and is composed of a second layer made of an amorphous material containing silicon atoms and oxygen atoms, and the first layer contains nitrogen atoms and has a layer thickness of A first region (1) in which the distribution concentrations of nitrogen atoms in the directions are C(1), C(3), and C(2), respectively.
, a third region (3), and a second region (2) in this order from the support side (however,
C(3) > C(2), H(1), and c, (i)
, , c(2) is not 0, or C(1) and C(2) are not equal). (2) The photoconductive member according to claim 1, wherein at least one of the first layer region (G) and the second layer region (S) contains hydrogen atoms. (3) The photoconductor according to claims 1 and 2, wherein at least one of the first layer region (G) and the second layer region (S) contains a halogen atom. Element. (4) The photoconductive member according to claim 1, wherein the distribution state of germanium atoms in the first layer region (G) is non-uniform. (5) The photoconductive member according to claim 1, wherein the germanium atoms are uniformly distributed in the first layer region (G). (7) The photoconductive member according to claim 6, wherein the substance that controls conductivity is an atom belonging to Group Ⅰ of the periodic table. (8) The photoconductive member according to claim 6, wherein the substance that controls conductivity is an atom belonging to Group V of the periodic table.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58245306A JPS60140249A (en) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | Photoconductive member |
US06/647,693 US4572882A (en) | 1983-09-09 | 1984-09-06 | Photoconductive member containing amorphous silicon and germanium |
DE3433161A DE3433161C2 (en) | 1983-09-09 | 1984-09-10 | Electrophotographic recording material (photoconductive element) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP58245306A JPS60140249A (en) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | Photoconductive member |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60140249A true JPS60140249A (en) | 1985-07-25 |
Family
ID=17131709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58245306A Pending JPS60140249A (en) | 1983-09-09 | 1983-12-28 | Photoconductive member |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS60140249A (en) |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP58245306A patent/JPS60140249A/en active Pending
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