JPS60140257A - 電子写真用光導電部材 - Google Patents

電子写真用光導電部材

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JPS60140257A
JPS60140257A JP58245314A JP24531483A JPS60140257A JP S60140257 A JPS60140257 A JP S60140257A JP 58245314 A JP58245314 A JP 58245314A JP 24531483 A JP24531483 A JP 24531483A JP S60140257 A JPS60140257 A JP S60140257A
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恵志 斉藤
Yukihiko Onuki
大貫 幸彦
Shigeru Ono
茂 大野
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    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
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    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光(ここでは広義の光で、紫外光線、可視光
線、赤外光線、X線、γ線等−を示す)の様な電磁波に
感受性のある光導電部材に関する。
固体撮像装置、或いは像形成分野における電子写真用像
形成部材や原稿読取装置における光導電層を形成する光
導電材料としては、高感度で、SN比〔光電流(Ip)
/暗電流(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。
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(以後a −Siと表記す)があ
り1例えば、秒間公開第2746967号公報、同第2
855718号公報には電子写真用像形成部材として、
秒間公開第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。
丙午ら、従来のa−3iで構成された光導電層を有する
光導電部材は、暗抵抗値、光感度。
光応答性等の電気的、光学的、光導電的特性。
及び耐湿性等の使用環境特性の点、更には経時的安定性
の点において、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。
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。
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 光灯な光源とす
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。
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。
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。
更に、a−3i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 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°。
即ち、例えば、形成した光導電層中に光照射によって発
生したフォトキャリアの該層中での寿命が充分でないこ
と、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。
更には1層厚が十数p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。
従ってa−3t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。
本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、a−5t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−5
i(ie(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、
従来の晃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・ 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。
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。
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、構造配列的にち密で安定的であり、層品質の高い
光導電部材を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、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。
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、高品質画
像を得る車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。
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。
本発明の光導電部材は、光導電部材用の支持体と、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)、およびシリコン原子
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)を有す
る第一の層ならびに該第−の層上に設けられシリコン原
子と窒素原子とを含む非晶質材料で構成された第二の層
から成る光受容層とを有し、前記第一の層には、炭素原
子が含有され、当該炭素原子の層厚方向における濃度分
布は滑らかで、且つ炭素原子の最大分布濃度は、当該第
一の層の内部にある事を特徴とする。
上記した様な層構成を取る様にして設計された本発明の
光導電部材は、前記した諸問題の総てを解決し得、極め
て優れた電気的、光学的。
光導電的特性、電気的耐圧性及び使用環境特性を示す。
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。
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。
更に1本発明の光導電部材は、全可視光波に於いて光感
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。
以下、図面に従って、本発明の光導電部材に就で詳細に
説明する。
第1図は、本発明の第1の実施態様例の光導電部材の層
構成を説明するための模式的構成図である。
第1図に示す光導電部材100は、光導電部材用として
の支持体101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(I[)103とを有する。第一の層(1
)102と第2の層(l[)103とによって光受容層
104を構成する。
第一の層(1)102は、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−8i(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。
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。丙
午ら、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。
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lot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。
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。
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
(1)102を形成することによって、可視光領域を含
む、比較的短長波から比較的短波長迄の全領域の波長の
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。
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
に吸収することか出来、支持体101面からの反則によ
る干渉を防1トすることが出来る9 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。
第2図乃至第10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、tgは支持体101側の第
一の層領域(G) 105の表面の位置を、tT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1T側に向って層形成
がなされる。
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状態の第1の典型イ
列が示される。
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か形成される表面と支持体
lO1の表面とが接する界面位置らからtl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、位置り、から界
面位置1丁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。界面位置しTにおいてはゲルマニ
ウム原子の分布濃度CはCうとされる。
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R
tBより位置叶に至るまで濃度C4から徐々に連続的に
減少して位置上〇において濃度CGとなる様な分布状態
□を形成している。
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tBより位置
t2までは濃度C6と一定値とされ、位置t2と位置を
丁との間において、徐々に連続的に減少され、位置を丁
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)。
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は位置妬より位置t
τに至るまで、濃度Cδ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。
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
βと位itう間においては、1農度C9と一定11ハで
あり、位置を丁においてはI農度C5゜される。位置t
、と位置t1との間では、分ia濃度Cは一理関数的に
位置t5より位置を丁に至るまで減少されている。
ip;7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、より位置t4までは濃度C11の一定値を取り
、位置し4より位置1丁までは濃度Cdより濃度CI5
まで一次関数的に減少する分布状態とされている。
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tB
より位置tT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。
第9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Htsより位
置話に至るまでは濃度Catより濃度C1bまで一次関
数的に減少され、位Mtチと位vit丁との間において
は、濃度Q&の一定値とされた例が示されている。
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CI、であり、位置tbに至るまで
はこの濃度c17より初めはゆっくりと減少され、t6
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(4とされる。
位置t6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C,qとなり、位置坪と位置t8との間では、極め
てゆっくりと徐々に減少されて位置t8において、濃度
C―こ至る。位置tδと位置1丁の間においては、濃度
CJOJ: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。
以上、第2図乃至第10図により、第一の層領域(G)
!05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1T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
つとして拳げられる。
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。
例えば、局在領域(A)は、第2図乃至第10図に示す
記号を用いて説明すれば、界面位置tより層厚方向に5
ル以内に設けられるのが望ましい。
上記局在領域(A)は、界面位置tより51L厚までの
層領域(L)の全部とされる場合もあるし、又、層領域
(L )の一部とされる場合もある。
局在領域(A)を層領域(L)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法められる。
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!’000原子ppm以上、より好適には5
000原子ppm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。
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5延以内(teから5#L厚の層領域)に分布濃
度の最大値Cmaxが存在する様に形成されるのが好ま
しい。
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法められる
が、シリコン原子との和に対して、好ましくは1−to
xio原子ppmより好ましくは100〜9−5 X 
10’原子ppm 、最適には、500〜8X1♂原子
ppmとされるのが望ましい。
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17、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。
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
、極力紙める様な、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域の波
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。
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。
本発明に於いて、第1の層領域(G)105の層厚T、
は、好ましくは30A〜50IL、より好ましくは40
人〜40弘、最適には50人〜30−とされるのが望ま
しい。
又、第2の層領域(S)106の層厚Tは、好ましくは
、0.5〜90g、より好ましくは1〜80用、最適に
は2〜50ルとされるのが望ましい。
第1の層領域(G)105の層厚Tbと第2の層領域(
S)106の層厚Tの和(T、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、光導電部材の層設計の際に
所望に従って、適宜決定される。
本発明の光導電部材に於いては、上記の(Ta+T)の
数値範囲は、好ましくは1〜100#L、より好適には
1〜80#L、最適には2〜50gとされるのが望まし
い。
本発明のより好、ましい実施態様に於いては上記の層厚
TB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。
上記の場合に於ける層厚TB及び層厚Tの数(f4の選
択に於いて、より好ましくは、TB/T≦0.9、最適
にはT B / T≦0.8なる関係が満足される様に
層厚Ts及び層厚Tの値が決定されるのか望ましいもの
である。
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)i、o5の層厚Ts
は、可成り薄くされるのが望ましく、好ましくは30I
L以下、より好ましくは25に以下、最適には20終以
下とされるのが望ましい。
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、支持体と光受容層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、炭素原
子が含有される層領域(C)が設けられる。炭素原子は
、第一の層(I)102の全層領域に万遍なく含有され
ても良いし、或いは、第一の層(1)102の一部の層
領域のみに含有させて遍在させても良い。
本発明に於いて、層領域(C)に於ける炭素原子の分布
状態は分2I7 tk度C(C)が、支持体101の表
面と平行な面内方向に於いては均一であるが、層厚方向
に於いては不均一である。
第11図に示される例では、炭素原子の分布濃度C(C
)は、支持体側の第一層102の表面位置1Bより位置
tqまでの層領域に於いては濃度C71とされ、位Rt
qから位置t16までの層領域に於いては、位置tqか
ら位vtooまで急激に増加し、位置ju)で分布濃度
のピーク値Cノ2となる。位置tooから位置EI+ま
での層領域に於いては炭素原子の分布濃度C(C)は位
置t11へ近づくにつれて急激に減少し、支持体lot
とは反対側の第一層102の表面位置り丁で濃度C21
となる。
第12図の示される例では、炭素原子の分布濃度C(C
)は、位置tBから位置t12までの層領域では濃度C
Bとされ位置t+zから位置tI8までの層領域では位
置t+2より位Wt15まで急激に増加し、位置t、う
で分布濃度のピーク値C4とり位置b5から位置を丁ま
での層領域では位置を丁へ近づくにつれてほぼ零になる
まで減少する。
第13図に示される例では、炭素原子の分布濃度C(C
)は、位置tBから位置t4までの層領域ではCzbか
らChiでゆるやかに増加し、位置計4で分布濃度のピ
ーク値Cmとなり、位置te4から位置を丁までの層領
域では位置を丁へ近づくにつれて急激に減少し、位置を
丁では濃度Csとなる。
第14図に示される例では、炭素原子の分布濃度C(C
)は、位置t8で濃度Czヤ、位置t8から位置t15
に近づくにつれて減少し位置tI9で濃度C28となる
。位置t19から位置tlbまでの層領域では、炭素原
子の分布濃度C(C)は濃度C2ぐ一定である。位置t
ILから位置t1丁までの層領域に於いては炭素原子の
分布濃度は増加し匂い0、位置画布濃度C(C)はピー
ク値C〜をとる。
位置t17から位置時までの層領域に於いては炭素原子
の分布濃度C(C)は減少し位置を丁で濃度C埒となる
本発明に於いて、第一の層(I)’102に設けられる
炭素原子の含有されている層領域(C)は、光態度と暗
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、光受容層の
自由表面からの電荷の注入を防止するためには、自由表
面側の界面近傍を占める様に設けられ、支持体と光受容
層との間の密着性の強化を図るのを主たる゛目的とする
場合には、第一の層(I’)102の支持体側端部層領
域(E)を占める様に設けられる。
上記の第1の目的の場合、層領域(C)中に含有される
炭素原子の含有量は、高光感度を維持する為に比較的少
なくされ、上記第2の目的の場合光受容層の自由表面か
らの電荷の注入を防ぐために比較的多くされ、上記第3
の目的の場合には、支持体との密着性の強化を確実に図
る為に比較的多くされるのが9ましい。
又、上記王者を同時に達成する目的の為には、支持体側
に於いて比較的高濃度に分布させ、中央に於いて比較的
低濃度に分布させ、自由表面側の界面層領域には、炭素
原子をより多くした様な炭素原子の分布状態を層領域(
C)中に形成すれば良い。
自由表面からの電荷の注入を防止するためには、自由表
面側で炭素原子の分布濃度C(C,)を多くした層領域
(G)を形成するのが望ましい。
本発明に於いて、第一の層(I)202に設けられる炭
素原子を含有する層領域(C)における炭素原子の含有
量は、層領域(C)自体に要求される特性、或いは該層
領域(C)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。
又、前記層領域(C)に直に接触して他の層領域か設け
られる場合には、核化の層領域の特性や核化の層領域と
の接触界面に於ける特性との関係も考慮されて、炭素原
子の含有量が適宜選択される。
層領域(C)中に含有される炭素原子の量は、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
宜決められるが、シリコン原子とゲルマニウム原子と炭
素原子との和(以後rT(SiGeC)と記す)に対し
て」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。
本発明に於いて1層領域(C)が第一の層(I)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(C)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(C)に含有される炭素原子の含有量の上限は
、前記の値より充分少なくされるのが望ましい。
本発明においては1層領域(C)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(C)中に含有される炭
素原子の量の上限としては、T(SiGeC)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。
本発明において、炭素原子の含有される層領域(C)は
、−上記した様に支持体lot側又は/及び第二の層(
、[)103側の近傍に炭素原子が比較的高嬌度で含有
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」1記局在領
域(B)は、第一の層(I)102の支持体lot側お
よび第二の層(I[)103側の表面から5p以内に設
けられるのが望ましい。
本発明においては、上記局在領域(B)は、第一の層(
I)102の、支持体101からまたは第二の層(I)
103側の表面から5ル厚までの層領域(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。
局在領域(B)を層領域(LT)の一部とするか又は全
部とするかは、形成される光受容層104に要求される
特性に従って適宜法められる。
局在領域(B)は、その中に含有される炭素原子の層厚
方向の分布状態として炭素原子の分布濃度C(C)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ppI11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。
即ち、本発明においては、第一の層(I)102中の、
炭素原子の含有される層領域(C)は、支持体101側
または第二の層(N )103の表面からの層厚で5I
i、以内に分布濃度の最大(icmaxが存在する様に
形成されるのが望ましい。
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。
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坊(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)lO6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(D)の含有され
る層領域(PN)は、第一の層(1)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。
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、石llI素(B)、アルミ
ニウム(AM)、ガリウム(Ga)、インジウム(In
)、タリウム(Tu)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 族に属する原子(第 族原子)、例えば、燐
(P)、秋、素(As)、アンチモン(sb)’、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。
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。
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、核化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、伝導特性を支配する物質(D
)の含有量が適宜選択される。
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、0.01〜5×l〇−子ppm 、より好適に
は0.5〜1×lO4原子ppm 、最適には1〜5X
lO原子pp+nとされるのが望ましい。
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(FN)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ppa+以上、最適には、100原子PPI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)に偏在させるのが望ましい。
一上記の中、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)を含有させることによって、
例えば当該物質(D)が前記のp型不純物の場合には、
光受容層104の自由表面107がe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107がe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11−すること
が出来る。
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。
この様な場合、前記層領域(Z)中に含有される前記伝
導特性を支配する物質(D)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ψに従って適宜決定されるものであるが、
好ましくは、0.001〜1000原子ppm 、より
好適には0.05〜500原子ppm最適に−は0.1
〜200原子pp+nとされるのが望ましい。
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
、好ましくば、30原子ppn+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。
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)105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、予め所定位置に設頻されである
、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−Qe (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−,)、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ノ< +7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
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、夫々へ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)等によって加熱九発させ、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。
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 H4、S i、2
H6、S 15HB、S 14HIo等のガス状態の又
はガス化し得る水素化榛素(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 H
4,5i2Hb、が好ましいものとして挙げられる。
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 H4、G e2H&、G e5H6
、Ge4HIo、Ge5HIz、Ge6H14、G e
7H,h、 G et5HIe。
G e4H済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、GeH4、G ezH6、GeヲH
pが好ましいものとして挙げられる。
本発明において使用されるハロゲン原子導入用の原料ガ
スとして有効なのは、多くのハロゲン化合物が挙げられ
、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 素化合物も有効なものとして本発明におい
ては挙げることが出来る。
本発明において好適に使用し得る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、CuF、CI F、、B r F、、
B r F5、I F、、IF7、ICu、IBr等の
ハロゲン間化合物を挙げることが出来る。
ハロゲン原子を含む線素化合物、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5
i7F4、Si2F6、Si0文。、S i B r4
等のハロゲン化石!L素が好ましいものとして挙げるこ
とが出来る。
この様なハロゲン原子を含む狐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E1
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。
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社素とゲ
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、H,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lO1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。
ヌ、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複敬種混
合して使用しても差支えないものである。
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 素化合物のガスを堆積室中に
導入して該ガスのプラズマ雰囲気を形成してやれば良い
ものである。
又、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、例えは、H1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。
本発明においては、ハロゲン原子導入用の原ネ4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砒
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、He文、HBr、HI等のハロゲン化水
素、S 1HJ2、S i H2I2、S i H2C
文2.5iHC幻、S r H2B r2、S i H
B r5等ノハロゲン置換水素化破素、及びG e H
F3、G e H2P2. G e H3P、G e 
HCJlj3、G e H2C14、G e H5Cf
L、G e HB ry、G e HUB rx、G 
e HUB r、G e HI3、G e H2I2、
G e H5I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
 F4、G e C14、G e B r4、G e 
I4、G e F4、G e C12、G e B r
2、GeI2等のハロゲン化ゲルマニウム、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。
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。
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HA、或いはS i H4,S 
1xkb、 S 15HJ、 S 14H1涜の水素化
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、GeH4、G e2
H1、G e3HB、 G e4H16、G O9)(
15、G e4H4G e7H1b、Ge5HIa、G
e4H2pfiの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
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、0.01〜40原子%、より好
適には0.05〜30原子%、最適にはo、i〜25原
子%とされるのが望ましい。
第一の層領域(G)、 i 05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。
本発明に於いて、a−3t(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(1)〕
を使用して、第1の層領域(s)i。
6形成する場合と、同様の方法と条件に従って形成する
車が出来る。
即ち、本発明において、a−5i (H、X)で構成さ
れる第2の層領域(S)105は例えばグロー放゛屯法
、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−3i(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、
内部を敏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−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
原子ヌは/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。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都、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1〜4
0原子%、より好適には5〜30原子%、最適には5〜
25原子%とされるのか望ましい。
本発明において、第一の層(I)10.2に炭素原子の
含有された層領域(C)を設けるには、第一の層10.
2の形成の際に炭素原子導入用の出発物質を前記した第
一の層(1)lO2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ながら含有してやれば
良い。
層領域(C)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(I)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炭素原子導入用
の出発物質が加えられる。
そのような炭素原子導入用の出発物質としては、少なく
とも炭素原子を構成原子とするガス状の物質またはガス
化し得る物質をガス化したものの中の大概のものが使用
され得る。
例えばシリコン原子を構成原子とする原料ガスと、炭素
原子を構成原子とする原料ガスと、必要に応じて水素原
子またはおよ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、または、シリ
コン原子を構成原子とする原料ガスと、炭素原子および
水素原子を構成原子とする原料ガスとを、これもまた所
ψの混合比で混合するか、ある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、炭素原子および
水素原子の3つを構成原子とする原料ガスとな混合して
使用することができる。
また、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、炭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。
炭素原子導入用の原料ガスとして有効なものとしては、
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のエチレン系炭素
数2〜4のアセチレン系炭化水素等が挙げられる。
具体的には、飽和炭化水素としては、メタン(CH,)
、エタンCCxル)、プロパン(C5Hδ)。
n−ブタy (n −C4H111) +ペンタン(C
sH+d 、 xチレン系炭化水素としては、エチレン
(C2&) 。
プロピレン(C9Hθ)、ブテン−1(C4Hω 、ブ
テン−2(C4H,3)インブチレン(C4H6) 、
ペンテン(C,H,、) 、アセチレン系炭化水素とし
ては、アセチレン(c2ag) 、メチルアセチレン(
C5H4) 、ブチン(C4H6)等が挙げられる。
これ等の他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、5i(CH5)4 、S
i (CzHs)4等のケイ化アルキルを挙げることが
できる。
本発明においては、層領域(C)中には炭素原子で得ら
れる効果を更に助長させる為に、炭素原子に加えて、更
に酸素原子または/および窒素原子を含有することがで
きる。
酸素原子を層領域(C)に導入するための酸素二酸化窒
素(N20)、三二酸化窒素(N20う)。
四と酸化窒素(hho今)、三二酸化窒素(N2O2)
、三酸化窒素(NO5)’、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,S i O31H5) 、 トリシロキサン(H5
S i OS i H20S i H5)等の低級シロ
キサン等を挙げることができる。
層領域(C)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、窒素原子を構成原子とするあるいは窒素原子と
水素原子とを構成原子とする例えば窒素(’N、) 、
アンモニア(Nl2)、ヒドラジン(H2N N H2
) 、アジ化水素(HNす、アジ化アンモニウム(N 
H4N5)等のガス状のまたはガス化し得る窒素、窒化
物およびアジ化物等の窒素化合物を挙げることができる
。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(F、N)、四
弗化窒素(F4N2)等のハロゲン化窒素化合物を挙げ
ることができる。
スパッタリング法によって、炭素原子を含有する第一の
層(I)102を形成するには、単結晶または多結晶の
シリコンウェハーまたはグラファイトウェハー、または
シリコン原子と炭素原子が混合されて含有されているウ
ェハーをターゲットとして、これ等を種々のガス雰囲気
中でスパッタリングすることによって行えば良い。
例えば、シリコンウェーハーをターゲットとして使用す
れば、炭素原子と必要に応じて水素原子または/および
ハロゲン原子を導入するための原料ガスを、必要に応じ
て桃釈ガスで樋状して、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。
また、別には、シリコン原子と炭素原子とは別々のター
ゲットとして、またはシリコン原子と炭素原子の混合し
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または少なく
とも水素原子または/およびハロゲン原子を構成原子と
ルて含有するガス雰囲気中でスパッタリングすることに
よって成される。炭素原子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炭素原
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。
本発明において、第一の層CI)102の形成の際に、
炭素原子の含有される層領域(C)を設ける場合、該層
領域(C)に含有される炭素原子の分布褒度C(C)を
層厚方向に変化させて、所望の層厚方向の分布状態(d
epth profile)を有する層領域(C)を形
成するには、グロー放電の場合には、分布濃度C(C)
を変化させるべき炭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
ながら、堆積室内に導入することによって成される。
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、ガス流路系の途中に設けられ
た所定のニードルバルブの開口を漸時変化させる操作を
行えば良い。このとき、流昔の変化率は線型である必要
はなく、例えばマイコン等を用いて、あらかじめ設計さ
れた変化率曲線を得ることもできる。
層領域(C)をスパッタリング法によって形成する場合
、炭素原子の層厚方向の分布濃度C(C)を層厚方向で
変化させて、炭素原子′め層厚方向の所望の分布状態(
depth 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、炭素原子導入用
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。
第二には、スパッタリング用のターゲラI・を、例えば
シリコン原子と炭素原子との混合されたターゲットを使
用するのであれば、シリコシ原子と炭素原子との混合比
を、ターゲットの層厚方向において、予め変化させてお
くことによって成される。
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1族原子導入用の出発物質或
いは第1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1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1族原子
導入用の出発物質として具体的には玲素原子導入用とし
てはBx H6、B4H,、、B、Hq、B5HIl、
BAH16、B6H12,BbH4等の水素化硼素、B
F、、 BCl3、BB r5等ツハロゲン化石明素等
が挙げられる。この他、AIC文う1、GeCl3、G
 e (CH5)” 、I n C15、Tic文5等
も挙げることが出来る。
第V族原子導入用の出発物質として1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り、
P2H4,等の水素北隣、PH4I。
P F、、P F、、P Cu、、P CfL、、PB
r3、PBr!−。
PIう等のハロゲン化燐が挙げられる。この他、A s
 H3、A S F5、A S Cn5. A S B
 ry、、、A s F5゜5bHi、SbFう、Sb
Fダ、sbc 文3.SbC,Ω、5、B i H3、
B i C15、B i B r9、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
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鋼して支持体101側に偏
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ψ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30λ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10p以下、好適には8JL以下、最適には5
IL以下とされるのが望ましい。
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(1)103は
自由表面10?を有し、主に耐湿性、連#01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。
また、本発明においては、第一の層(I)の102と第
二の層(I) 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(I) 103の積層界面にお
いて化学的な安定性の確保が充分酸されている。
本発明における第二の層(I) 103は、シリコン原
子と窒素原子と、必要に応じて水素原子または/および
ハロゲン原子とを含む非晶質材料(以後、ra−(Si
xN+−x)y(H,X)syJ ト記す。イj4 L
、0 <x 、 y<1)で構成される。
a −(S ig Nhx)y (H、X )+−,r
c構成される第二の層(′L)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1作製される光導電部材に所望される特性等
の要因によって適宜選択されて採用されるが、所望する
特性を有する光導電部材を製造するための作成条件の制
御が比較的容易であり、かつシリコン原子と共に窒素原
子およびハロゲン原子を、作製する第二の層(1)10
3中に導入するのが容易に行える等の利点を有するグロ
ー放電法あるいはスパッタリング法が好適に採用される
更に、本発明においては、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層(X’) 1
.03を形成してもよい。
グロー放電法によって第二の層(1)103を形成すル
ニは、a −(S ix N1−1Ql y (、H+
 X )+−y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
である真空堆積室に導入し、この導入されたガスを、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 ’g N+−x)y 
(H* X )+−7を堆積させればよい。
本発明において、a−(SixN+−2) (H,X)
hy形成用の原料ガスとしては、シリコン原子、窒素原
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また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。
シリコン原子、窒素原子、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、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JLC子を構成原子とする原料ガスまた
は/およ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、またはシリコン原
子を構成原子とする原料ガスと、窒素原子および水素原
子を構成原子とする原料ガスまたは/および窒素原子お
よびハロゲン原子を構成原子とする原料ガスとを、これ
もまた、所望の混合比で混合する′か、あるいはシリコ
ン原子を構成原子とする原料ガスと、シリコン原子、窒
素原子および水素原子の3つを構成原子とする原料ガス
または、シリコン原子、窒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を混合して使用するこ
とができる。
また、別には、シリコン原子と水素原子とを構成原子と
干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よい。
本発明において第二の層(lr−) 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、塩素が望ましいもの
である。
本発明において、第二の層(X) 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または容易にガス化し
得る物質を挙げることができる。
第二の層(11−) 103を上記の非晶質材料で構成
す亀 る場合の層形成法としては、グロー放電法、スパッタリ
ング法、イオンインプランテーション法、イオンブレー
ティング法、エレクトロンビーム法等が挙げられる。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、作製される光導電部材に所望される特性等の
要因によって適宜選択されて採用されるが、所望する特
性を有する光導電部材を製造する為の作製条件の制御が
比較的容易であり、かつシリコン原子と共に窒素原子、
必要に応じて水素原子やハロゲン原子を作製する第二の
!(1) 10’3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あるいはスパッタリング法が
好適に採用される。
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−製鎖系内で併用して第二の層(1) 10
3を形成しても良い。
グロー放電法によって、a−SiN (H,X)で構成
される第二の層(II−) 103を形成するには、基
本的にはシリコン原子を供給し得るシリコン原子供給用
の原料ガスと窒素原子導入用の原料ガスと、必要に応じ
て水素原子導入用のまたは/およびハロゲン原子導入用
の原料ガスを、内部が減圧にし得る堆積室内に導入して
、該堆積室内にグロー放電を生起させ、予め所定位置に
設置されである所定の第一の層(I ) 102上にa
−3iN (H,X)からなる第二の層(1) 103
を形成させれば良い。
また、スパッタリング法で第二の層(1)103を形成
する場合には1例えば次のようになされる。
第一には、例えばAr、He等の不活性ガスまたはこれ
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バ・ツタリングする際
、窒素原子導入用の原料ガスを、必要に応じて水素原子
導入用のまたは/およびハロゲン原子導入用の原料ガス
と共にスパッタリングを行う真空堆積室内に導入してや
れば良い。
第二には、スパッタリング□用のターゲットとしてS 
i5N+で構成されたターゲットか、あるいはシリコン
原子で構成されたターゲットとS i5N十で構成され
たターゲットの二枚か、またははシリコン原子とS r
yN4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(1) 103中へ窒素原子を導入する
ことができる。この際、前記の窒素原子導入用の原料ガ
スを併せて使用すれば、その1≦6借を制御することで
第二のM(且)103中に導入される窒素原子の量を任
意に制御することが容易である。
第二の層(JL) 103中へ導入される窒素原子の含
有量は、窒素原子導入用、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、または窒素原子導入用の
ターゲット中に含有される窒素原子の割合を、該ターゲ
ットを作成する際に調整するか、あるいは、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
できる。
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、5i)Ia。
S 12H6、S 15HB + S i4H1o等の
ガス状態のまたはガス化し得る水素化硅素(シラン類)
が使用されるものとして挙げられ、殊に、層作成作業の
扱い易さ、シリコン原子供給効率の良さ等の点でSiH
4,Si、H6が好ましいものとして挙げられる。これ
等の出発物質を使用すれば、層作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(1) 103中に
シリコン原子と共に水素原子も導入し得る。
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、上記の水素化尿素の他に、ハロゲン原子を含む
線素化合物、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SiF4.Si、F6.5iC
flA、SiBr4等のハロゲン化遊素が好ましいもの
として挙げることができる。
更には、5i)lJz、Si%12.5IH2CJL2
 、S!HCJ12+5iH2Br2.5i)lBr2
等(7)ハロゲン置換水素化砒素、等々のガス状態のあ
るいはガス化し得る、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の層(1)、 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
できる。
これ等のハロゲン原子を含む避素化合物を使用する場合
にも、前述したよう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(It−) 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できる。
上記した出発物質の中で水素原子を含むハロゲン化破素
化合物は、第二の層(π)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あるいは光電的特性
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。
本発明において第二の層(L) 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、 C
fL F 、CI F5.BrF3 BrF5゜IF、
、 It7.10文、IBr等のハロゲン間化合物、H
F。
HCM 、 HBr 、旧等のハロゲン化水素を挙げる
ことができる。
第二の層(In) 103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、窒素原子を構成原子とするかある
いは窒素原子と水素原子とを構成原子とする例えば窒素
(NJ、アンモニア(NH3) 、ヒドラジン(H2N
NH2)、アジ化水素(HN5)、 、アジ化アンモニ
ウム(NH4N、)等のガス状のまたはガス化し得る窒
素、窒化物およびアジ化物等の窒素化合物を挙げること
ができる。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、出発物質としては
、三弗化窒素(FAN) 。
四弗化窒素(F4 N 2 )等のハロゲン化窒素化合
物を挙げることができる。
本発明において、第二の層(X) 1(13をグロー放
電法また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できる。
本発明における第二の層(正)103は、その要求され
る特性が所望通りに与えられるように注意深く形成され
る。
すなわち、シリコン原子、窒素原子、必要に応じて水素
原子または/およ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、また
、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 N1−X)y(H+ X )+−27>
’形成さレルヨウニ、所望に従ってその作成条件の選択
が@密に成される。
例えば、第二の層(1)、 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 IX N
+−y)7 (H、X )s4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。
また、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(1) 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 i)+ N+−ωy(H,X)+−y
が作成される。
第一の層(I)102ノ表面に、a=(SiXN+−y
)y(H,X)syから成る第二の層(In) 103
を形成する際における、層形成中の支持体慕度は、形成
される層の構造およ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−(S
i)(N+=x)y (H,X)+−yが所望通りに作
成され得るよう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
的に達成されるための第二の層(互)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(1)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°C1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。
第二の層(1)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比べて比
較的容易である事等のために、グロー放電法やスパッタ
リング法の採用が有利であるが、これ等の層形成法で第
二の層(I)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
−(SiyN+−x)y(H,X)+−yの特性を左右
する重要な因子の一つである。
本発明における目的が達成されるための特性を有するa
−(Siy NI−y)y(H,X)+−斧(生産性良
く効果的に作成されるための放電パワー条件としては、
好ましく ハ1.0〜300W 、 J:り好適には2
.0〜250W、最適には5.0〜200Wとされるの
が望ましいものである。
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〜Q、5 Torr程度とされ
るのが望ましい。
本発明において、第二の層(’I) 103を作成する
ための支持体温度および放電パワーの望ましい数値範囲
としては前記した範囲の値が挙げられる。
しかし、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−(Sty、 
Np1)y(H+X)+−yから成る第二の層CI) 
103が形成されるように相互的有機的関連性に基づい
て最適値が決められるのが望ましい。
本発明の光導電部材における第二の層103に含有され
る窒素原子の量は、第二の層103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
(1) 103が形成される重要な因子である。そこで
、この第二の層(1) 103に含有される窒素原子の
量は、第二の層(][) 103を構成する非晶質材料
の種類およ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。
すなわち、前記一般式a−(Six N1−7))/ 
(H,X)+−7r示される非晶質材料は、大別すると
、シリコン原子と窒素原子とで構成される非晶質材料(
以後、r a−S、i?LN +−?LJと記す。但し
、O<a<1 ) 、シリコン原子と窒素原子と水素原
子とで構成される非晶質材料(以後、r a−(Sii
+N1−bl< H+<Jと記す。但し、Q <b 、
 c <1.) 、シリコン原子と窒素原子とハロゲン
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−(SiJNJe(H9X)+−eJと記
す、但しO<d 、 e <1 )にそれぞれ分類され
る。
本発明において、第二の層(X) 103がa−SfL
N+−Aで構成される場合、第二の層(1) 103に
含有される窒素原子の量は、好ましくはlX10〜80
原子%、より好適には1〜50原子%、最適には10〜
45原子%とされるのが望ましいものである。すなわち
、先のa−5i(L?jlaの表示で行えば、aが好ま
しくは0.4〜0.1313999 、より好適には0
.5〜0.89、最適には0.55〜0.8である。
本発明において、第二の層103がa−(S ib N
、b)、 H+<で構成される場合、第二の層(1[)
 103に含有される窒素原子の量は、好ましくはlX
l0〜55原子%とされ、より好ましくは1〜55原子
%、最適には10〜55原子%とされるのが望ましいも
のである。
さらに、水素原子の含有量としては、好ましくは1〜4
0原子%、より好ましくは2〜35原子%、最適には5
〜30原子%とされるのが望ましく、これ等の範囲に水
素原子含有量がある場合に形成され□る光導電部材は、
実際面において優れたものとして充分適用され得る。
すなわち、先の6− (S ibN+−レ)e Ihこ
のbおよびC表示で行えば、bが望ましくは0.45〜
0.9H99、より好適には0.45〜o、ss、最適
には0.45〜0.8であり、Cが好ましくは0.6〜
0.88、より好適には0.65〜0.88、最適には
0.7〜0.85であるのが望ましい。
第二の層([) 103がa−(Sidlll+Je(
H,X)+−コ構成される場合には、第二の層(:[)
 103中に含有される窒素原子の含有量としては、好
ましくは、lXl0〜eO原子%、より好適には1〜8
0原子%、最適には10〜55原子%とされるのが望ま
しいものである。さらに、ハロゲン原子の含有量として
は、好ましくは1〜20原子%、より好適には1〜18
原子%、最適には2〜15原子%とされるのが望ましく
、これ等の範囲にハロゲン原子含有量がある場合に作成
される光導電部材は、実際面において充分適用され得る
ものである。さらにまた、必要に応じて含有される水素
原子の含有量としては、好ましくは18原子%以下、よ
り好適には13原子%以下とされるのが望ましいもので
ある。
すなわち、先のa−(SidN+−JL(H,X)+、
eのdおよびeの表示で行えばdが好ましくは0,4〜
0.HIl19θ、より好適には0.4〜0.88、最
適には0.45〜O,aであり、eが好ましくはo、b
 〜0.s9n’it’t、より好適には0.821〜
0.89、最適には0.85〜0.88であることが望
ましい。
本発明における第二の層(1−) 103の層厚の範囲
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
成するよう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(1)103中に含
有される窒素原子の量や第一の層(I)102の層厚と
の関係においても、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。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おいても考慮されるのが望ま
しい。
本発明における第二の層(L) 103の層厚としては
、好ましくはO,,003〜30IL、より好適にはo
、ooa〜20AL、最適には0.005〜10用とさ
れるのが望ましい。
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。
導電性支持体としては、例えば、NiCr、ステンレス
、AM、Cr、Mo、Au、Nb、Ta、V、Ti、P
t、Pd等の金属又はこれ等の合金が挙げられる。
電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルロース、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。
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9ましい。
例えば、ガラスであれば、その表面に、NiCr1.A
M、Cr、Mo、Au、Ir、N b、 Ta、 V、
 Ti、 Pt、Pd、 I n、02.5n02、I
 T O(I n205+ S n 02)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、N
iCr、A、u、Ag、Pb、Zn、Ni、Au、Cr
、Mo、 Ir、 Nb、Ta、V、Ti、Pt等の金
属の薄119を真空蒸着、電子ビーム赤青、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i・処理して、その表面に導電性が付与される。
支持体101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11多の光導電部材100を電子
写真用像形成部材として使用するのであれば連続高速複
写の場合には、無端ベルト状又は円筒状とするのが望ま
しい。支持体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。丙午
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101の厚さは、好ましくは、
lO終以上とされる。
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。
第15図に光導電部材の製造装置の一例を示す。
図中、1102〜1106で示すガスボンベには、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5iH−cガス(純度99.999%、以下S 
iH4/ Heと略す。)ボンベ、1103はHeで稀
釈されたGeH4−ガス(純度99.999%、以下G
 e H/ Heと略す、)ボンベ、1104は02H
4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。
これらのガスを反応室1101に流入させるにはガスボ
ンベ1102〜1106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11
17〜1121、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1toi、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1
171〜1121を閉じる。
次に支持体としてのシリンダー状基体 1137 、J: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 H4/He
ガス、ガスボンベ1103から(7) G e H4/
Heガス、ガスボンベ1104から(7)C2H4ガス
を、バルブ1122,1123.1124を開いて出口
圧ゲージ1i27,1128.1129の圧力をl k
 g / c m’に調整し、流入バルブ1112,1
113.1114を徐々に開けることによって、マスフ
ロコントローラ11071108.1110内に夫hl
Q入させる。
引き続いて流出バルブ1117.2218.1119、
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。このときのS i H4/ 
Heガス済量とG e H4/ Heガス流量とC2H
4ガス流量との比が所望の値になるように流出バルブ1
117,1118.1119を調整し、又、反応室11
o1内の圧力が所望の値になるように真空計1138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1137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1118〜112゜の開口を適宜変化させる
操作を行ってCzH4ガスの着量を調整し、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炭素原
子の分布濃度C(C)を制御する。
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fBl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1116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。
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B、H,、PH5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い
かくして、基体1137J:に第一の層(I)102が
形成される6 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R(1)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SiHガス、HH5H5ガス々を必要に応じて
He等の樋釈ガスで稀z< 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。
第二の層(I)103中にハロゲン原子を含有させるに
は、例えばS jF4ガスとNH−3ガス、或いはこれ
にS i H,Zガスを加えて−1−記と同様にして第
二の層(In)103を形成すればよい夫々の層を形成
する際に必要なガスの流出バルブ以外の流出/ヘルプは
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t ioi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
内を一月高真空に排気する操作を必要に応じて行う。
第二の層(1)103中に含有される窒素原子の量は例
えば、グロー放電による場合はSiH4ガスおよびNH
5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窒
化シリコンウェハのスパッタ面積比率を変えるか、又は
シリコン粉末と窒化シリコン粉末の1昆合比率を変えて
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(L)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S i F4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。
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。
以下実施例について説明する。
実施例1 第15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A 9.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Mail−1〜17
−4)を夫々作成した(第2表)。
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
6図に、又、炭素原子の含有分布一度は第17図に示さ
れる。
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。
光像はタングステンランプ光源を用い、2JLux・s
ecの光量を透過型0テストチヤートを通して照射させ
た。
その後直ちに、O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。
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
形成峰件にして、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
実施例2 第15図に示した製造装置によりシリンダー状のA文具
体上に第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、 21−1〜27−0をそれぞれ作
成した(第4表)。
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
6図に、また、然素原子の含有分布濃度は第17図に示
される。
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20万回の瞳り返し使用テスト
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。
実施例3 第二の層(I[) 103の作成条件を第5表に示す各
条件にした以外は、実施例1の試料+、1t−t。
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(No、11−1−1〜1
1−1−8.12−1−1−12−1−8 、13−1
−1〜13−1−8の24個の試料)を作成した。こう
して得られた各電子写真用撮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。
各試料の転写画像の総合画質評価と、繰り返1゜連続使
用による耐久性の評価の結果を第8表に示す。
実施例4 第二のr#(1)103の形成時、シリコンウェハと空
化シリコンのターゲツト面積比を変えて、層(1−)に
おけるシリコン原子と窒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、クリーニングの工程を約5万回繰り返
した後1画像評価を行ったとこ′ろ第7衷の如き結果を
得た。
実施例5 第二の層(In)103の層の形成時、5iH−+ガス
とNH5ガスの滴量比を変えて、層(II−)における
シリコン原子と窒素原子の含有量比を変化させる以外は
実施例1試料No、 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。
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8表の如き結果を得た。
実施例6 第二の層(In)、103の層の形成時、SiH+ガス
、S i F4ガス、NH3ガスの流量比を変えて、層
([)におけるシリコン原子と窒素原子の含有量比を変
化させる以外は、実施例1の試料1t、 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8表の
如き結果を得た。
実施例? 第二の層(1)103の層厚を変える以外は、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。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1θ表の結
果を得た。
第 2 表 第4表 第1O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
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:0.3Torr
【図面の簡単な説明】
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1O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図乃至第14図は、夫々、第一の層(I
)中の炭素原紙の分布状態を説明するための説明図、第
15図は、本発明で使用された装置の模式的説明図、第
16図、第17図は夫々本発明の実施例に置ける各原子
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(1)、 104・・・光受容層。 第1図 第2図 第4図 C C C 第11図 第12図 C(C) (+601) (+602) (+603) (+60
4)ゲルマニウムの含胃力″Φ濠炭 (左手 %)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 光導電部材用の支持体と、 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)、およびシリコン
    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)を
    有する第一の層ならびに該第−の層上に設けられシリコ
    ン原子と窒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とを有し、 前記第一の層には、炭素原子が含有され、炭素原子の層
    厚方向における濃度分布は滑らかで、且つ炭素原子の最
    大分布濃度は、肖該第−の層の内部にある事を特徴とす
    る光導電部材。
  2. (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. (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. (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. (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範囲第1項に記載
    の光導電部材。
  6. (6)第一の層中に伝導性を支配する物質が含有されて
    いる特許請求の範囲第1項に記載の光導電部材。
  7. (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. (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。
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