JPS6088952A - 光導電部材 - Google Patents

光導電部材

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JPS6088952A
JPS6088952A JP58197333A JP19733383A JPS6088952A JP S6088952 A JPS6088952 A JP S6088952A JP 58197333 A JP58197333 A JP 58197333A JP 19733383 A JP19733383 A JP 19733383A JP S6088952 A JPS6088952 A JP S6088952A
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JP
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layer
atoms
gas
carbon atoms
present
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JP58197333A
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English (en)
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Keishi Saito
恵志 斉藤
Yukihiko Onuki
大貫 幸彦
Shigeru Ono
茂 大野
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光(ここでは広義の光で、紫外光線。
可視光線、赤外光線、X線、γ線等を示す)の様な電磁
波に感受性のある光導電部材に関する。
固体撮像装置、或いは像形成分野における電子写真用像
形成部材や原稿読取装置における光導電層を形成する光
導電材料としては、高感度でSN比〔光電流(Ip) 
/暗電流(Id) )が高く、照射する電磁波のスペク
トル特性にマツチングした吸収スペクトル特性を有する
こと、光応答性が4(、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材料に
アモルファスシリコン(以後a−3iと表記す)があり
、例えば、独国公開第2746967号公報、同第28
55718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。 。
しかし乍ら、従来のa−8t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
特性向上を計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計ろうとすると、従来にお
いては、その使用時において残留電位が残る場合が度々
観測され、この種の光導電部材は長時間繰返し使用し続
けると、繰返し使用による疲労の蓄積が起って、残像が
生ずる所謂ゴースト現象を発する様になる、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−8i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、また通常使用されているノ・ロダンラン
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。
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「デケ」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、殊に半導体レーザな光源とする場合には大き
な問題となっている。
更に、a−8t材料で光導電層を構成する場合には、そ
の電気的、光導電的特性の改良を計るために、水素原子
或いは弗素原子や塩素原子等のノ・ロダン原子、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′よりては、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りて発
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、層厚が十数μ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−8i材料そのものの特性改良が計られる一方
で光導電部材を設計する際に、上記した様な問題の総て
が解決される様に工夫される必要がある。
本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、a−8iに
就で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討を続けた結果、シリコン
原子(St)とダルマニウム原子(Ge )とを母体と
し、水素原子(H)又(ま)・ロダン原子(X)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、ノ10ダン
化アモルファスシリコンゲルマニウム、或いはノ・ログ
ン含有水素イしアモルファスシリコンゲルマニウム〔以
後こし等)総称的表記として「a−8iGe(H,X)
 Jを使用する〕から°構成される光導電性を示す第一
の層を有する光導電部材の構成を以後に説明される様に
特定イヒして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(・て凌駕している
こと、殊に電子写真用の光導電部詞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基いている
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蓄し
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。
本発明の別の目的は、全可視光域に於いて光感度カ高<
 、殊に半導体レーデ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、層品質の高い光導電
部材を提供することである。
本発明の他の目的は、電子写真用の像形成部材として適
用させた場合、通常の原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。
本発明の更に他の目的は、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。
本発明の更にもう1つの目的は、高光感度性。
高SN比特性及び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もある。
本発明の光導電部材は、光導電部材用の支持体と、シリ
コン原子とダルマニウム原子とを含む非晶質材料で構成
された光導電性を示す第一の層とシリコ・ン原子と酸素
原子を含む非晶質材料で構成された第二の層とで構成さ
れた光受容層とを有し、前記第一の務は、層厚方向に不
均一な分布状態で炭素原子が含有されている層領域を有
することを特徴とする。
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、電気的耐性及
び使用環境特性を示す。
殊に、電子写真用像形成部材として適用させた場合には
、画像形成への残留電位の影響が全くなく、その電気的
特性が安定しており高感度で、高SN比を有するもので
あって、耐光疲労、繰返し使用特性に長け、濃度が高く
、ハーフトーンが鮮明に出て、且つ解像度の高い、高品
質の画像を安定して繰返し得ることができる。
又、本発明の光導電部材は支持体上に形成される光受容
層が、層自体が強靭であって、且つ支持体との密着性に
著しく優れており、高速で長時間連続的に繰返し使用す
ることができる。
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、殊に半導体レーデ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て詳細に
説明する。
笛1Mけ 大器BEIの笛1の圭澁能帰砿1ハ専道り2
部材の層構成を説明するために模式的に示した模式的構
成図である。
第1図に示す光導電部材100は、光導電部材用として
の支持体101の上に、a−8iGe(H,X)から成
る光導電性を有する第一の層(1) 102と第二の層
(II) 103とを有する。第一の層(1) 102
中に含有されるダルマニウム原子は、該搏−の層(1)
102の層厚方向及び支持体1010表面と平行な面内
方向に連続的に均一に分布した状態となる様に前記第一
の層(1) 102中に含有される。
本発明の光導電部材用於いては、ダルマニウム原子の含
有される第一の層(1) Kは伝導特性を支配する物質
(C)を含有させた層領域(PN)を支持体側に設ける
ことにより、該層領域(PN)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。
この様な物質としては、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、形成され
る第一の層(1)を構成するa−3iGe(H,X)に
対して、pm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、B(硼素) 、 AZ(アル
ミニウム)、Ga(ガリウム) 、 In(インジウム
) 、 Tt(タリウム)等があり、殊に好適に用いら
れるのは、B、Gaである。
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、P(燐) + ”(砒素) 、 
Sb(アンチモン) 、 Bl(ビスマス)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)中に設けられる層領域
(PN)に含有される伝導特性を制御する物質(C)の
含有量は、該層領域(PN)に要求される伝導特性、或
いは該層領域(PN)が直に接触して設けられる支持体
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、前記層領域に直に接触して設ゆられる他の層領域の
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、伝導特性を制御する物質の含有量が適
宜選択される。
本発明に於いて、層領域(PN)中に含有される伝導特
性を制御する物質の含有量としては、好ましくは0.0
1〜5 X 10 atomle ppm、より好適に
は0、5〜1 ×10 atomtc ppm、最適に
は1〜5×103103ato ppm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(C)が含有
される層領域(PN)に於ける該物質(C)の含有量を
、好ましくは30 atomic ppm以上、より好
適には50 atomic ppm以上、最適には、1
00 atomicppm以上することによって、例え
ば該含有させる物質(C)が前記のp型不純物の場合に
は、第二の層(II)の自由表面かの極性に帯電処理を
受けた際に、支持体側から第一の層(1)中への電子の
注入を効果的に阻止することが出来、又、前記含有させ
る物質が前記のn凰不純物の場合には、第二の層(If
)の自由表面がθ極性に帯電処理を受けた際に支持体側
から第一の層(I)中への正孔の注入を効果的に阻止す
ることが出来る。
上記の様な場合には前記層領域(PN)を除(・た部分
の層領域(z)には、層領域(PN)に含有される伝導
特性を支配する物質の極性とは別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、層領域(PN)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
ものである。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の含有量としては、
層領域(PN)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0.001〜1000 atomic ppm 
、より好適には0.05〜500 atomic pp
m 、最適には0.1〜200atomic ppmと
されるのが望ましい。
本発明に於いて、層領域(PN)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、層領
域(Z)に於ける含有量としては、好ましくは30 a
tomic ppm以下とするのが望ましいものである
上記した場合の他に、本発明に於いては、第一の層(1
)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、
該接触領域に所甜空乏層を設げることも出来る。つまり
、例えば、第一の1! (1)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
、空乏層を設げることが出来る。
本発明において、第一の層(1)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1〜9.5 ×10”
atomic ppm、より好ましくは100〜8.0
 ×10”atomic ppm、最適には500〜7
X105atomic ppm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、支持体と第一の層(1)との間の密着性の
改良を計る目的の為に第一〇#(1)中には、炭素原子
が含有される。第一の層(1)中に含有される炭素原子
は第一の# (1)の全層領域に層厚方向には不均一な
分布状態で刃側なく含有されても良いし、或いは第一の
層(1)の一部の層領域のみに含有させて偏在させても
良い。又、炭素原子の含有される層領域(C)を第一の
層(I)の一部として設ける場合、炭素原子の分布状態
は分布濃度C(C)が層領域(C)に於いて、その層厚
方向に於いては、均一であっても不均一であっても良い
本発明に於いて、第一の層(1)に設けられる炭素原子
の含有されている層領域(C)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(1)の全層
領域を占める様圧設けられ、支持体と第一の層(1)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、第一の層(1)の支持体側端部層領域(E)を占め
る様に設けられる。前者の場合、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、後者の場合には、支持体との密着性の
強化を確実に計る為に比較的多くされるのが望ましい。
又、前者と後者の両方を同時に達成する目的の為罠は、
支持体側に於いて比較的高濃度に分布させ、第一の層(
1)の第二の層(tl)側に於いて比較的低濃度に分布
させるか、或いは第一の層(1)の第二の層(II)側
の界面層領域には、炭素原子な積極的には含有させない
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。
本発明に於いて、第一の層(I)に設けられる層領域(
C)に含有され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)が支持体に
直に接触して設けられる場合には、該支持体との接触界
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、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
宜法められるが、好ましくは01)01〜5 Q at
omic% 、より好ましくは0.002−’40at
omic% 、最適には0.003〜30 atomi
c%とされるのが望ましい。
本発明に於いて、層領域(C)が第一の層(1)の全域
を占めるか、或いは、第一の層(1)の全域を占めなく
とも、層領域(C)の層厚Tcの第一の層(I)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。
本発明の場合には、層領域(C)の層厚Tcが第一の!
 (1)の層厚TK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、好ましくは3゜atomic%
以下、より好ましくは20 atom1c%以下、最適
には10 atomic%以下とされるのが望ましい。
第2図乃至第10図には、本発明における光導電部材の
層領域(C)中に含有される炭素原子の層厚方向の分布
状態の典型的例が示される。
第2図乃至第10図において、横軸は炭素原子の分布濃
度Cを、縦軸は、層領域(C)の層厚を示し、tBは支
持体側の層領域(C)の端面の位置を、tφ家支持体側
とは反対側の層領域(C)の端面の位置を示す。即ち、
炭素原子の含有される層領域(C)はtB側より叫側に
向って層形成がなされる。
第2図には、層領域(C)中に含有される炭素原子の層
厚方向の分布状態の第1の典型例が示される。
第2図に示される例では、炭素原子の含有される層領域
(C)が形成される表面と該層領域(C)の表面とが接
する界面位置tBよりtlの位置までは、炭素原子の分
布濃度CがC4なる一定の値を取り乍ら炭素原子が形成
される層領域(C)に含有され、位置t1よりは濃度C
2より界面位置tTに至るまで除徐に連続的に減少され
ている。界面位置tTにおいては炭素原子の分布濃度C
はC3とされる。
第3図に示される例においては、含有される炭素原子の
分布濃度Cは位置tBより位置t、に至るまで濃度C4
から徐々に連続的に減少して位置tTにおいて濃度C5
となる様な分布状態を形成している。
第4図の場合には、位置tBより位置t2までは炭素原
子の分布濃度Cは濃度C6と一定値とされ、位置t2と
位置tTとの間において、徐々に連続的に減少され、位
置tT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、炭素原子の分布濃度Cは位置tBよ
り位置tTに至るまで、濃度C8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、炭素原子の分布濃度Cは、
位置t、と位置13間においては、濃度C7と一定値で
あり、位置t、においては濃度C1oされる。
位置t3と位置tTとの間では、分布濃度Cは一次関数
的に位置t3より位置tTに至るまで減少されている。
第7図に示される例においては、分布濃度Cは位置tB
より位置t4までは濃度C4,の一定値を取り、位置t
4より位置tTまでは濃度C42より濃度C4,まで−
次間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、位置tBより位置tTに至
るまで、炭素原子の分布濃度Cは濃度C44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、位置tBより位置t5に至るまでは
炭素原子の分布濃度Cは、濃度C15より濃度C16ま
で一次関数的に減少され、位置t5と位置tTとの間に
おいては、濃度C46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、炭素原子の分布濃度
Cは位置tBにおいて濃度C17であり、位置t6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t
6では濃度C18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C19となり、位置t7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C2oに至る。位置t8と位置tTO間においては、
濃度C2o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。
以上、第2図乃至第10図により、層領域(C)中に含
有される炭素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、支持体側におい
て、炭素原子の分布濃度Cの高い部分を有し、界面tT
(IllK、おいては、前記分布濃度Cは支持体側に較
べて可成り低くされた部分を有する炭素原子の分布状態
が層領域(C)に設けられている。
本発明において、箇−の層(I)を構成する炭素原子の
含有される層領域(C)は、上記した様に支持体側の方
に炭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、支持体と第一の層(I)との間の密着性をよ
り一層向上させることが出来る。
上記局在領域(B)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tBより5μ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、界面位置t
Bより5μ厚までの全層領域(LT)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、形成される第一の層(1)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の最大値Cm
axが好ましくは500 atomic ppm 以上
、より好適には800 atomic ppm以上、最
適には1000 atomic 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、炭素原子の含有される層領域
(C)は、支持体側からの層厚で5μ以内(tBから5
μ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望ましい。
本発明において、必要に応じて第一の層(1)中に含有
されるハロダン原子(X)としては、具体的にはフッ素
、塩素、臭素、ヨウ素が拳げられ、殊にフッ素、塩素を
好適なものとして挙げることが出来る。
本発明において、 a−8iGe(H,X)で構成され
る第−の層(I)を形成するには例えばグロー放電法、
スパッタリング法、或いはイオンシ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成される。例え
ば、グロー放電法によって、a −8ide(H,X)
で構成される第一の層(1)を形成するには、基本的に
はシリコン原子(Sl)を供給し得るSi供給用の原料
ガスとダルマニウム原子(Ge )を供給し得るGe供
給用の原料ガ゛スと、必要に応じて水素原子(H)導入
用の原料ガス又は/及びハロゲン原子(X)導入用の原
料ガスを、内部が減圧にし得る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
−8iGe(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ペースと
した混合ガスの雰囲気中でStで構成されたターケ82
ト、或いは、該ターゲットとGeで構成されたターゲッ
トの二枚を使用して、又は、StとGeの混合されたタ
ーrヮトを使用して、必要に応じて、He−、Ar等の
稀釈ガスで稀釈されたGe供給用の原料ガスを、必要に
応じて、水素原子(H)又は/及びノ10ダン原子(X
)導入用のガスをスフ4ツ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と共に、前記
Ge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、例えハ多結晶シリ
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
晶ダルマニウムとを、夫々蒸発源として蒸着ボートに収
容し、この蒸発源を抵抗加熱法、t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、
スフ4ツタリング法の場合と同様にする事で行うことが
出来る。
本発明において使用されるSi供給用の原料ガスと成り
得る物質としては、SiH4,5t2H6,5t3H8
゜5i4H1o等のガス状態の又はガス化し得る水素化
硅素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙げら
れ、殊に、層作成作業時の取扱い易さ、St供給効率の
良さ等の点でSiH4,Si2H6,が好ましいものと
して挙げられる。
Ge供給用の原料ガスと成り得る物質としては、GeH
4+ Ge 2H61Ge 3Ha + Ge 4H1
o lGe 5H121Ge 6H14rGe、H4b
 、Ge8H4a + Ge、H2o等のガス状態の又
はガス化し得る水素化ダ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
、Ge供給効率の良さ等の点で、GeH4,Ge2H6
゜Ge3H8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ダ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、ハロダン間化合
物、ハロダ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ダ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、ハロダン原子を含
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。
本発明において好適に使用し得るノーロク゛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、B r F 、 C1F 、 
C/−F6.B r Fs 。
BrF3. IF5. IP、、 IC1,IBr等の
ハロゲン間化合物を挙げることが出来る。
ハロゲン原子を含む硅素化合物、所謂、ノ・ロダン原子
で置換されたシラン誘導体としては、具体的に例えば5
jF4. Si2F6.5iCt4. SiBr4等の
710グン化硅素が好ましいものとして挙げることが出
来る。
この様なハロダ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、Ge供給用の原料ガスと共にSt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・の支持体上に710ダン原子を含むa−8i
Geから成る第一の層(I)を形成する事が出来る。
グロー放電法に従って、ノ・ロケ9ン原子を含む第一の
層(1)を作製する場合、基本的には、例えばSi供給
用の原料ガスとなる/Sロダン化硅素とGe供給用の原
料ガスとなる水素化ゲルマニウムと、Ar。
H2+ He等のガス等を、所定の混合比とガス流量に
なる様にして第一の層(1)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、所望の支持体上に第一の層(
1)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計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。
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。
スパッタリング法、イオンシレーティング法の何れの場
合にも形成される層中にハロゲン原子を導入するには、
前記のハロゲン化合物又は前記のハロダン原子を含む硅
素化合物のガスを堆積室中に導入して該ガスのプラズマ
雰囲気を形成してやれば良いものである。
又、水素原子を導入する場合には、水素原子導入用の原
料ガス、例えば、H2、或いは前記したシラン類又は/
及び水素化ゲルマニウム等のガス類をスミ4ツタリング
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、ノ10グン原子導入用の原料ガスと
して上記されたノーログン化合物或いはノ・ロダンを含
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、 HCt、 HBr、HI等のハ
ロダン化水素、5tH2F2.5iH2I2.5iH2
Ct2゜5iHCt3.5iH2Br2.5IHBr3
等のノ10ダン置換水素化硅素、及びGeHF5. G
eH2F2y GeHsF+ GeHCA31GeH2
CZ2y GeH5CL、 GeHBr5+ GeHB
r5+ GeH3Br。
GeHI、、 GeH2I2. GeH3I等の水素化
ノーロダン化ダルマニクム2等の水素原子を構成要素の
1つとするハロダン化物、GeF41 GaCl2 +
 GeBr4# Ge I4 +GeF2.GeC12
,GeBr2. GeI、等のハロダン化グ、&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IW (1)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7%ロダン化物は、第
一の層(1)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(I)中に構造的に導入する罠は、
上記の他ニH2、或いはSiH4,512H6,513
H8゜514H1o等の水素化硅素をGe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
eH4゜Ge 2H61Ge sHa 、Ge 4H1
0t Ge 5H12、G e 6H14r Ge y
H161GeaH1a+ GetH2o等の水素化グル
マニウムトsIヲ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、形成される光導電部材の
第一の層(1)中に含有される水素原子(H)の量1.
又はハロダン原子(X)の量、又は水素原子とハロゲン
原子の量の和(H十X ’)は、好ましくは0、01〜
40 atomic%、より好適には0.05〜3゜a
tomic%、最適には0.1〜25 atomic%
とされるのが望ましい。
第一の層(1)中に含有される水素原子(H)又は/及
びハロダン原子(X)の量を制御するには、例えば支持
体温度又は/及び水素原子(H)、或いはノーロケ°ン
原子(X)を含有させる為に使用される出発物質の堆積
装置系内へ導入する量、放電々力等を制御してやれば良
い。
第一の層(りに伝導特性を制御する物質1例えば、第■
族原子或いは第■族原子を構造的に導入するには、層形
成の際に第■族原千尋入用の出発物質或いは第V族原千
尋入用の出発物質を、ガス状態で堆積室中に第一のN 
(1)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■族原千尋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■族原千尋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、B2H6゜B4
H10・B5H9・B5H11・B6H10・B6H1
2・B6H14等の水素化硼素、l3F3. BCl3
. BBr3等のノ・ロダン化硼素等が挙げられる。こ
の他、AtCl3. GaCl3゜Ga(CH3)、、
 InCt3+ TtC13等も挙げることが出来る。
第V族原千尋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、PH3,
P2H4等の水素比隣、PH4I、 、PF、。
PF5. PCl5. PCl3. PBr3. PB
r3. PI、等のハロゲン−北隣が挙げらレル。コノ
他、AsH2,AsF3. AsCl3゜AsB13.
 AsF5. SbH3,SbF5. SbF5.5b
C13,5bcz5゜BiH3,BiCl3. B1B
r3等も第V族原千尋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。
本発明の光導電部材に於げる第一の層(1)の層厚は、
第一の層(1)中で発生されるフォトキャリアが効率良
く輸送される様に所望に従って適宜決められ、好ましく
は1〜1ooμ、より好適には1〜80μ、最適には2
〜50μとされるのが望ましいO 本発明に於いて、第一の層(1)を構成し、伝導特性を
支配する物質を含有して支持体側に偏在して設けられる
層領域の層厚としては、該層領域と該層領域上に形成さ
れる第一の層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30X以上、より好適には
40X以上。
最適には50X以上とされるのが望ましい。
又、上記層領域中に含有される伝導特性を制御する物質
の含有量が30 atomic pprrdJ、上とさ
れる場合には、該層領域の層厚の上限としては、好まし
くは10μ以下、より好適には8μ以下、最適には5μ
以下とされるのが望ましい。
本発明に於いて、第一の層(1)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(1)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e (
I)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。
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(1)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。その様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
の物質又はガスイヒ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(Ss)を構成原子とする原料ガス
と、炭素原子(C)を構成原子とする原料ガスと、必要
に応じて水素原子(H)又は及びハロダン原子(X)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(Si)を構成原子とす
る原料ガスと、炭素原子(C)及び水素原子(H)を構
成原子とする原料ガスとを、これも又所望の混合比で混
合するか、或いは、シリコン原子(St)を構成原子と
する原料ガスと、シリコン原子(Si)、炭素原子(C
)及び水素原子(H)の3つを構成原子とする原料ガス
とを混合して使用することが出来る。
又、別には、シリコン原子(St)と水素原子(H)と
を構成原子とする原料ガスに炭素原子(C)を構成原子
とする原料ガスを混合して使用しても良い。
具体的にはCとH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挙げられ
る。
具体的には、飽和炭化水素としては、メタン(CH4)
 、−1−タン(C2H6) sプo ハフ (C5H
6) 、 n −メタン(n −c4u1o ) 、ペ
ンタン(C5H12)、エチレン系炭化水素としては、
エチレン(C2H4)、プロピレン(C3H6)、 フ
チ7−1 (C4H8)、ブテン−2(C4H8)lイ
ンブチレン(C4HB)+ペンテン(C5H,。)、ア
セチレン系炭化水素としては、アセチレン(C2H2)
、メチルアセチレン(”sH4) *ブチン(C4H6
)等が挙げられる。
これ等の他にStとCとHとを構成原子とする原料ガス
として5i(CH3)4,5i(C2H5)4等ノケイ
化アルキルを挙げることが出来る。
本発明に於いては、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
に酸素原子又は/及び窒素原子を含有することが出来る
酸素原子を層領域(C)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
3) 、−酸化窒素(No)、二酸化窒素(No2)。
−二酸化窒素(N20) 、三二酸化窒素(N203)
 、四三酸化窒素(N204)、三二酸化窒素(N20
5)、三酸化窒素(No3) 、シリコン原子(St)
と酸素原子(0)と水素原子(H)とを構成原子とする
、例えば、ジシロキサン(H3SiO8II(3) 、
 )ジシロキサン(H3S iO8iH20S iH5
)等の低級シロキサン等を挙げることが出来る。
層領域(C)を形成する際に使用される窒素原子(N)
導入用の原料ガスに成シ得るものとして有効に使用され
る出発物質は、Nを構成原子とする或いはNとHとを構
成原子とする例えば窒素(N2)1アンモニア(NH3
) 、ヒドラジン(H2NNH2)、アジ化水素(HN
5) 、アジ化アンモニウム(NH4N3)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(N
)の導入に加えて、ノ・ロダン原子(X)の導入も行え
るという点から、三弗化窒素(F3N) +四弗化窒素
(F4N2)等のノ・ロケゞン化窒素化合物を挙げるこ
とが出来る。
スフ4ツタリング法によって、炭素原子を含有する層領
域(C)を形成するには、単結晶又は多結晶のSiウェ
ーッ・−又はCウェーッ・−1又はSlとCが混合され
て含有されているウェー71−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
よって行えは良い。
例えば、St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、スノク、ツタ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Stウェーッ・
−をス/J? ツタリングすれば良い。
又、別には、StとCとは別々のターゲットとして、又
はSlとCの混合した一枚のターダ1.トを使用するこ
とによりて、ス・ぐツタ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(Hl又は/及びハ
ロゲン原子(X)を構成原子として含有するガス雰囲気
中でスノ4 ツ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。
本発明に於いて、第一の層の形成の際に、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濃度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(depth pr
ofile)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乍ら、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シ、ガス流路系の途中に設けられ
た所定のニードル・ぐルブの開口を漸次変化させる操作
を行えば良い・このとき・流量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。
層領域(C)をスノ4 、、ク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、炭素原子の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
ーゲットを1例えばStとCとの混合されたターゲット
を使用するのであれば、SiとC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。
第1図に示される光導電部材100に於いては、第一の
層(J) 102上に形成される第二の層(I[)10
3は自由表面104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、耐久性に於いて
本発明の目的を達成する為に設けられている。
又、本発明に於いては、第一のJ@(1)102と第二
の層(n) ] 05とを構成する非晶質材料の各各が
シリコン原子という共通の構成要素を有しているので、
積層界面に於いて化学的な安定性の確保が充分成されて
いる。
本発明に於ける第二の層CI[)は、シリコン原子(S
t)と酸素原子(0)と、必要に応じて水素原子(H)
又は/及びハロゲン原子(X)とを含む非晶質材料(以
後、「a −(StXOl−x)y(H,X)1−yJ
と記す。
但し、0<x 、y<1 )で構成される。
a −(S t xo 1−x )y (HIX) 1
−yで構成される第二の層(It)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
イングランチージョン法、イオンシ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だ
めの作製条件の制御が比較的容易である、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
(…)中に導入するのぶ容易に行える等の利点からグロ
ー放電法或はスノやツタリング法が好適に採用される。
更に、本発明に於いては、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(I[)を形
成してもよい。
グロー放電法によって第二の層(It)を形成するには
a −(S 1 xo 1−X )y (H+ X) 
1− 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、支持体の設置しである真空
堆積室に導入し、導入されたガスを、グロー放電を生起
させることでガスプラズマ化して、前記支持体上に既に
形成されである第一の層(I)上にa −(SixOl
−X)y(HIX) 1 yを堆積させれば良い。
本発明に於いて、a−(S ixo 1−y ) (H
IX) 1− y形成用の原料ガスとしては、シリコン
原子(St) 、酸素原子(0)、水素原子(H)、ハ
ロゲン原子(X)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。
si 、 o 、 H、Xの中の一つとしてStを構成
原子とする原料ガスを使用する場合は、例えばStを構
成原子とする原料ガスと、0を構成原子とする原料ガス
と、必要に応じてHを構成原子とする原料ガス又は/及
びXを構成原子とする原料ガスとを所望の混合比で混合
して使用するが、又はSiを構成原子とする原料ガスと
、0及びHを構成原子とする原料ガス又は/及び0及び
X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、Siを構成原子とする原料
ガスと、Sl、O及びHの3つを構成原子とする原料ガ
ス又は、St、O及びX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。
又、別にはSiとHとを構成原子とする原料ガスに0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、
StとXとを構成原子とする原料ガスに0を構成原子と
する原料ガスを混合して使用しても良い。
本発明に於いて、第二の[(It)中に含有されるハロ
ゲン原子′(X)として好適なのはF、Ct、Br。
■であυ、殊にF 、 CLが望ましいものである。
本発明に於いて、第二の層(II)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
圧に於いてガス状態のもの又は容易にガス化し得る物質
を挙けることができる。
又、ス/R、yクリング法で第二のN (It)を形成
する場合には、例えば次の様にされる。
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容量気中で81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(0)導入用の原料ガスを、必要に応じて水素原子(
H)導入用の又は/及びノーロダン原子(X)導入用の
原料ガスと共にスノ4 ツタリングを行う真空堆積室内
に導入してやれは良い。
第二には、スノクッタリング用のターゲットとして5i
02 で構成されたターゲットか、或いはStで構成さ
れたターゲットと5JO2で構成されたターゲットの二
枚か、又はsiと5i02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(It)中へ酸素原
子(0)を導入することが出来る。この際、前記の酸素
原子(0)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(I[)中に導入される酸
素原子(0)の量を任意に制御することが容易である。
第二の層(I[)中へ導入される酸素原子(0)の含有
量は、酸素原子(0)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(0)導
入用のターゲット中に含有される酸素原子(0)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。
本発明において使用されるSt供給用の原料ガスとなる
出発物質としては、5tH4、Si2H6。
5JsHa + 5i4H+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、殊に、層作成作業の扱い易さ、St
供給効率の良さ等の点で5IH4,Si2H6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(1)中にSt
と共にHも導入し得る。
St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、ノーロダン原子(X)を含む
硅素化合物、所謂、ノ・ロダン原子で置換されたシラン
誘導体、具体的には例えば5tF4+5t2F6.5i
Ct4. SiBr4等のノ・ロダン化硅素が好ましい
ものとして挙げることが出来る。
更には、SiH2F2.5iH2I、、 、 5iH2
CA2.5iHCt3゜5iH2Br2 、5iHBr
3等のハロケゞン置換水素化硅素、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つとするノ
・ロダン化物も有効な第二の層(n)の形成の為のSt
供給用の出発物質として挙げる事が出来る。
これ等のハロダン原子(X)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(U)中にStと共にXを導入
することが出来る。
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(I[)の形成の際に層中にハロゲ
ン原子(X)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(H)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(X)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CI[)を形成する際に使用さ
れるハロゲン原子(X)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 、 
C7F 、 C1F、 、 BrF5. BrF3. 
IF3゜IF7 + IC7、IBr等のハロゲン間化
合物、HF 。
He4. HBr 、 HI等のハロゲン化水素を挙げ
ることが出来る。
第二の層(II)を形成する際に使用される酸素原子(
0)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、0を構成原子とする或いはNとOと
を構成原子とする例えば酸素(02)1オゾン(03)
 、−酸化窒素(No) 、二酸化窒素(No□)、−
二酸化窒素(N20) 、三二酸化窒素(N205)、
四二酸化窒素(N204) +三二酸化窒素(N205
) l三酸化窒素(No3) 、シリコン原子(Si 
)と酸素原子(0)と水素原子(H)とを構成原子とす
る、例えば、ジシロキサン(H3SiO3iH3) +
 Fジシロキサン(Hs S iO8iH20S s 
Hs ) 等の低級シロキサン等を挙げることが出来る
本発明に於いて、第二の層(IL)をグロー放電法又は
ツノ4ツ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。
本発明に於ける第二の層(II)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。
即ち、St、O1必要に応じてH又は/及びxl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シ、電気物性的には、
導電性から半導体性、絶縁性までの間の性質を、又光導
電的性質から非光導電的性質を、各々示すので本発明に
於いては、目的に応じた所望の特性を有するa −(S
 i Xol−x)y(HIX) i −)’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1m(n)k電気的耐圧性の向
上を主な目的として設けるにはa −(81X01−X
)y(H,X)1−yは使用環境に於いて電気絶縁性的
挙動の顕著な非晶質材料として作成される。
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(If)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−
(SIXOl−x)y(HIX)、−yが作成される。
第一の層CI)の表面にa −(S lxo 1−X 
)y (H+ X) 1−yから成る第二の層(It)
の表面に a = (S s xo 1−x )パH+X) 1−
yから成る第二の層(I[)を形成する際、層形成中の
支持体温度は、形成される層の構造及び特性を左右する
重要な因子でちって、本発明に於いては、目的とする特
性を有するa −(S 1 xol −x)y(HIX
) +−yが所望通シ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。
本発明に於ける、所望の目的が効果的に達成されるだめ
の第二の層(1)の形成法に併せて適宜最適範囲が選択
されて、第二の層(n)の形成が実行されるが、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。第二〇
ffj (It)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(Ill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・ぐワーが作成されるa −(s
tXo、−Jy(HIX) 1−yの特性を左右する重
要な因子の一つでちる。
本発明に於ける目的が達成されるための特性を有するa
 −(StXO+−X))l(HIX)1−yが生産性
良く効果的に作成されるための放電ノセワー条件として
は好ましくは1.0〜300W、より好適には2.0〜
250W、最適には5.0〜200Wとされるのが望ま
しい。
堆積室内のガス圧は好ましくは0,01〜I Torr
 。
よシ好適iには0.1〜0.5 Torr程度とされ、
るのが望ましい。
本発明に於いては第二の層(1)を作成するだめの支持
体温度、放電パワーの菫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 −(S l xol −x )y (HIX)1 
□から成る第二の層(n)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◇ 本発明の光導電部材に於ける第二の層CI+)に含有さ
れる酸素原子の世は、第二の層(It)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)が形成される重要な因子である。
本発明に於ける第二の層(n)に含有される酸素原子の
量は、第二の層(It)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
おる。
即ち、前記一般式a (StxO+−x)y(H2X)
、−y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−si&o、−、Jと記す。但し、O< 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、「a −(Sil)C)+−b)
cH4−0」と記す。但しQ(JXc<1)、シリコン
原子と酸素原子とノ為ロダ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、r a −(S1
dO1−d)6(HIX)+−6Jと記す。但し0〈d
、e<1)、に分類される。
本発明に於いて、第二のJQ#(I[)がa S+a0
1−1で構成される場合、第二の層(…)に含有される
酸素原子の量は、a−8taO4−、のaの表示で行え
は、aが好ましくは0.33〜0.99999 、より
好適には0.5〜099、最適には0.6〜0.9であ
る。
本発明に於いて、第二の層(II)が ’ −(S’bO1−b)cH4−eで構成される場合
、第二の層(ITJに含有される酸素原子の量は、a 
−(Sibol−b)cHl−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.
5〜0,9、最適には0.6〜o、c+、cが好ましく
は0.6〜0.99、よシ好適には0.65〜0.98
、最適には0.7〜0.9式あるのが望ましい。
第二の層(It)が、a (Si(101−4)6(H
+X)1−eで構成される場合には、第二の層fIll
中に含有される酸素原子の含有量としては、a −(S
idOl−d)e(HlX)1−eのd、eの表示で行
えばdが好ましくは、0.33〜0.99999、よシ
好適には0.5〜0.99、最適にはo、6〜o、c+
、eが好ましくは0.8〜0,99、よシ好適には0,
82〜0.99、最適には0.85〜0.98であるの
が望ましい。
本発明に於ける第二の層(I[)の層厚の数範囲は、本
発明の目的を効果的に達成するだめの重要な因子の一つ
である。
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。
又、第二の層(II)の層厚は、該層(I[)中に含有
される酸素原子の量や第一の層(1)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。
更に加え得るに、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。
本発明に於ける第二の層(II)の層厚としては、好ま
しくは0.003〜30μ、よシ好適には0.004〜
20μ、最適には0.005〜10μ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、 At 。
Cr 、 Mo 、 Au 、 Nb 、 Ta 、 
V 、 Ti 、 Pt 、’ Pd等の金属又はこれ
等の合金が挙げられる。
電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルo −ス、 7セf−ト、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、f!り塩化ビニリデ
ン、ポリスチレン、プリアミド等の合成樹脂のフィルム
又はシート、ガラス、セラミック、紙等が通常使用され
る。これ等の電気絶縁性支持体は、好適には少なくとも
その一方の表面を導電処理され、該導電処理された表面
側に他の層が設けられるのが望ましい。
例えば、ガラスであれば、その表面に、NiCr +A
t 、 Cr 、 Mo 、 Au 、 Ir 、 N
b 、 Ta 、 V 、 Ti 。
Pt + Pd 、In2O3,5n021 ITO(
In203 + ”n02)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 、 A
L 、 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。支持体の形状としては、円筒状、ベルト状、板
状等任意の形状とし得、所望によってその形状は決定さ
れるが、例えば、第1図の光導電部材100を電子写真
用像形成部材として使用するのであれは連続高速複写の
場合には、無端ベルト状又は円筒状とするのが望ましい
@支持体の厚さは、所望通りの光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シ薄くされる。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、好捷しくけ10μ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11図に光導電部材の製造装置の一例を示す。
図中の1102〜1106のガスボンベには、本発明の
光導電部材を形成するだめの原料ガスが密封されておシ
、その1例としてたとえば1102は、Heで稀釈され
たS s H4ガス(純度99.999%、以下S I
I4 / Heと略す。)ボンベ、1103はHeで稀
釈されたGeH4ガス(純度99.9−99%、以下G
eH4/Heと略す。)ボンベ、1104はHeで稀釈
されたS IF 4ガス(純g 99.99%、以下5
tF4/l(eと略す。)ボンベ、1105はC2H4
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づメインバルブ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5 X 10”” to
rrになった時点で補助バルブ1132,1133、流
出パル7″】】J7〜】】21を閉じる。
次にシリンダー状基体1137上に第一の層(1)を形
成する場合の1例をあげると、ガスボンベ1102より
 5iH47’Heガス、ガスボンベ】103よ’) 
GeHa7’)(eガス、ガスボンベ1105よすC2
H4ガスをバルブ1122.1123.1125を開い
て出口圧ダーク1127.1128.1130の圧を1
kgZσ2に調整し、流入バルブ1112.1113.
1115を徐々に開けて、マスフロコントローラ110
7.1108 。
1110内に夫々流入させる。引き続いて流出バルブ1
117.1118.1120、補助パルプ1132を徐
々に開いて夫々のガスを反応室1101に流入させる。
このときの5iHa/Heガス流量とG e H4/I
(eガス流量とC2H41f’ス流量との比が所望の値
になるように流出バルブ1117,1118.1120
を調整し、又、反応室]101内の圧力が所望の値にな
るように真空計I】36の読みを見ながらメインバルブ
IJ34の開口を調整する。そして基体1】37の温度
が力0熱ヒータ】】38によJ50〜400℃の範囲の
温度に設定されていることを確認された後、電源114
0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、同時に予め設計された変化率曲線に従っ
て、C2H4ガスの流量を手動或いは外部駆動モータ等
の方法によってバルブ1120の開口′([−漸次変化
させる操作を行なって形成される層中に含有される炭素
原子の分布濃度を制御する。
この様にして、基体1137上に炭素原子が不均一に分
布されている、a −5iGe(H,X)から成る第一
の層(I)を形成する。
上記の様にして所定層厚に形成された第一の層(1)上
に第二の層(II)を形成するには、第一の層(I)の
形成の際と同様なバルブ操作によって、例えばS iH
4ガス、NOの夫々を必要に応じてHe等の稀釈ガスで
稀釈して、所望の条件に従って、グロー放電を生起させ
ることによって成される。第二の層(11)中にハロゲ
ン原子を含有させるには、例えばS r FaガスとC
2H4ガス、或いは、これにS I H4ガスを加えて
上記と同様にして第二の層fl)を形成することによっ
て成される。
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
を全開して系内を一旦高真空に排気する操作を必要に応
じて行なう。
第二の層(I[)中に含有される酸素原子の量は例りげ
、グローtk雷V−P 7!V坦を糾東■ ゼスふ N
nガスの反応室110】内に導入される流nt比を所望
に従って変えるか、或いは、ス・母ツタリングで層形成
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S+02&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 02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(It)中に含有されるハロゲン原
子(X)の量は、ノ・ログン原千尋入用の原料ガス、例
えばSiF4ガスが反応室1101内に導入される際の
流量全調整することによって成される。
又、層形成を行なっている間は層形成の均一化を図るた
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11図に示した製造装置によシ、シリンダー状のAt
基体上に第】表乃至第4表に示す各条件で第12図乃至
第15図に示すガス流量比の変化率曲線に従ってC2H
4と(StH4+ GeH4)とのガス流量比を層作成
経過時間と共に変化させて層形成を行って電子写真用像
形成部材の夫々(試料A101〜104)を得た。
こうして得られた各像形成部材を、帯電露光実験装置に
設置し■5. Q kVで0.3sec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、2 tux −seeの光量を透過型の
テストチャートを通して照射させた。
その後直ちに、○荷電性の現像剤(トナーとキャリアを
含む)を像形成部材表面をカスケードすることによって
、像形成部材表面上に良好なトナー画像を得た。像形成
部材上のトナー画像を、■5.0kVのコロナ帯電で転
写紙上に転写した所、いずれの試料についても解像力に
優れ、階調再現性のよい鮮明な高濃度の画像が得られた
実施例2 第11図に示した製造装置により、シリンダー状のAt
基体上に第5表に示す条件で第12図に示すガス流量比
の変化率曲線に従って、C2H4と(SiH4+ Ge
H4)とのガス流量比を層作成経過時間と共に変化させ
て層形成を行って電子写真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験装置に設
置し05.OkVで0.3sec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グ光源
を用い、2 tux・Seeの光量を透過型のテストチ
ャートを通して照射させた。
その後直ちに、■荷電性の現像剤(トナーとキャリアを
含む)を像形成部材表面をカスケードすることによって
、像形成部材表面上に良好なトナー画像を得た。像形成
部材上のトナー画像を、05、OkVのコロナ帯電で転
写紙上に転写した所、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。
実施例3 実施例1の第2表の層作成条件に於いて、第1層の層厚
を第6表に示す如く変えた以外は、第2表の条件と同様
にして電子写真用像形成部材の夫夫(試料A 301〜
308)を得た。
こうして得られた各像形部材に就いて、実施例1と同様
の条件及び手順で転写紙上に画像を形成したところ第6
表に示す結果が得られた。
実施例4 実施例1の第2表の層作成条件に於いて、B2H6/H
eガスの流量比を第7表に示す如く変えた以外は第2表
の条件と同様にして電子写真用像形成部材の夫々(試料
A401〜408)を得た。
こうして得られた各像形成部材に就いて、実施例1と同
様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成したところ第
7表に示す結果が得られた。
実施例5 実施例1に於いて光源をタングステンランプの代シに8
10 nmGaAs系半導体レーザ(10mW)1z用
いて、静電像の形成を行った以外は、実施例1と同様の
トナー画像形成条件にして、実施例1と同様の条件で作
成した電子写真用像形成部材に就いてトナー転写画像の
画質評価を行りたところ、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6 第二の層(I[)の作成条件を第8表に示す各条件にし
た以外は、実施例1.2の各実施例と同様の条件と手順
に従って電子写真用像形成部材の夫々(試料JK 8−
101−1〜8−101−8.8−102−1〜8−1
02−8.8−103−1〜8−103−8 。
8−104−1〜8−104−8.8−201〜8−2
08゜040個の試料)を作成した。
こうして得られた各電子写真用像形成部材の夫々を個別
に複写装置に設置し、θ5kVでQ、2sec間コロナ
帯電を行い、光像を照射した。光源はタングステンラン
グを用い、光量は1.01ux・secとした。潜像は
■荷電性の現像剤(トナーとキャリヤを含む)によりて
現像され、通常の紙に転写された。転写画像は、極めて
良好なものであった。
転写されないで電子写真用像形成部材上に残ったトナー
は、ゴムブレードによってクリーニングされた。このよ
うな工程を繰り返し10万回以上行っても、いずれの場
合も画像の劣化は見られなかった。
各、試料の転写画像の総合画質評価と繰返し連続使用に
よる耐久性の評価の結果を第8A表に示す。
実施例7 第二の層(II)の形成時、ArとNo の混合ガスと
シリコンウェハと5IO2のターゲツト面積比を変えて
、第二の層(II)に於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と全く同様な方
法によって像形成部材の夫々を作成した。こうして得ら
れた像形成部材の夫々につき、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9表の如き結果を得た。
実施例8 第二の層(n)の層の形成時、S+H4ガスとNOガス
の流量比を変えて、第二の層(II)に於けるシリコン
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
と全く同様な方法によって像形成部材の夫々を作成した
。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5万回繰シ返した後
、画像評価を行ったところ、第10表の如き結果を得た
実施例9 第二の層(I[)の層の形成時、SiH4ガス、F i
F 4ガス、NOガスの流量比を変えて、第二の層(1
1)に於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】と全く同様な方法によって像形
成部材の夫々を作成した。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5万回繰シ返した後、画像評価を行ったと
ころ第11表の如き結果を得た。
実施例10 第二の層(n)の層厚を変える以外は、実施例】と全く
同様な方法によって像形成部材の夫々を作成した。実施
例1に述べた如き、作像、現像、クリーニングの工程を
繰シ返し第12表の結果を得た。
第 12 表 以上の本発明の実施例に於ける共通の層作成条件を以下
に示す。
基体温度:ダルマニウム原子(Go含有層・・・約20
0℃ダルマニウム原子(Gり非含有層・・・約250℃
放電周波数: 13.56 MHz 反応時反応室内圧: 0.3 Torr
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の光導電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10図は夫夫層領域(C
)中の炭素原子の分布状態を説明する為の説明図、第1
1図は、本発明で使用された装置の模式的説明図で、第
12図乃至第15図は夫々本発明の実施例に於けるガス
流量比の変化率曲線を示す説明図である。 100・・・光導電部材 101・・・支持体102・
・・第一の層(1)103・・・第二の層(II)10
4・・・自由表面 −一−−→−C −ンC −−−−→−C −−−−一伽−C 力°又流量、比。 ガス流量比 手続補正書 昭和H年11 月xg 日 特許庁長官志賀 学 殿 ] 氏名(名称)(lOO)キャノン株式会社4、代刊1人 住 所 東京都千代田区丸の内2丁目6番2号丸の内へ
重洲ビル330、− 補 正 書 本願明細書中下記事項を補正いたします。 記 1、第51頁4行目に 「0.5〜0.9」とあるを 「0.5〜0.99Jと訂正する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光導電部材用の支持体と、シリコン原子とダルマ
    ニウム原子とを含む非晶質材料で構成された光導電性を
    示す第一の層と、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とを有し、前記第一の層は
    、層厚方向に不均一な分布状態で炭素原子が含有されて
    いる層領域を有する事を特徴とする光導電部材。
  2. (2)第一の層中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)第一の層中にハロゲン原子が含有されている特許
    請求の範囲第1項又は第2項に記載の光導電部材。
  4. (4)炭素原子の分布状態が前記支持体側の方に多く分
    布する分布状態である特許請求の範囲第1項に記載の光
    導電部材。
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