JPS61231560A - 光受容部材 - Google Patents

光受容部材

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JPS61231560A
JPS61231560A JP60071200A JP7120085A JPS61231560A JP S61231560 A JPS61231560 A JP S61231560A JP 60071200 A JP60071200 A JP 60071200A JP 7120085 A JP7120085 A JP 7120085A JP S61231560 A JPS61231560 A JP S61231560A
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JP
Japan
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layer
atoms
light
gas
group
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JP60071200A
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English (en)
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Shigeru Shirai
茂 白井
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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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/08221Silicon-based comprising one or two silicon based layers
    • G03G5/08228Silicon-based comprising one or two silicon based layers at least one with varying composition

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
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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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、光(ここでは広義の光であって、紫外線、可
視光線、赤外線、X線、γ線等を意味する。)のような
電磁波に対して感受性のある光受容部材に関する。
〔従来技術の説明〕
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
クトル特性に適合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
おける無公害性が重要な点である。
この様な点に立脚して最近注目されている光受容材料に
アモルファスシリコン(以後a−8iと表記する。)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
の使用、また独国公開第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。
しかしながら、従来のa−8iで構成された光受容層を
有する光受容部材は、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、及び使用環境特性の点
、更には経時的安定性及び耐久性の点において、各々、
個々には特性の向上が計られているが、総合的な特性向
上を計る上で更に改良される余地が多々存在するのが実
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法では
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
、この種の光受容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等の不都合な点が少な
くなかった。
又、a−8i材料で光受容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
受容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
特性や電気的耐圧性に問題を生ずる場合があった。
即ち、例えば、形成した光受容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
とや、暗部における支持体側よりの電荷の注入の阻止が
充分でないこと、或いは、転写紙に転写された画像に俗
に「白ヌケ」と呼ばれる、局所的な放電破壊現象による
と思われる画像欠陥や、クリーニングにブレードを用い
るとその摺擦によると思われる、俗に「白スジ」と云わ
れている画像欠陥が生じたシしていた。又、多湿雰囲気
中で使用したシ、或いは多湿雰囲気中に長時間放置した
直後に使用すると俗に云う画像のボケが生ずる場合が少
なくなかった。
更には、層厚が十数μ以上になると層形成用の真空堆積
室より取シ出し友後、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がちになる。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
於いて解決されるべき問題がいくつかある。
また更に、a−8iで構成された光受容層を有する光受
容部材は、全波長域にわ71高い感度を有していて、特
に長波長域における光感度が、セレン系感光体等に比べ
て優れているという特徴を有している。しかし、近年、
半導体レーザ(770〜800μm)を光源とする電子
写真法を用いたレーザプリンタの実用化が試みられてき
ているところ、この種のプリンタにあっては高速化が要
求されることから、a−8iで構成された光受容層を有
する光受容部材の長波長域における更なる増感が必要と
なってきている。
従ってa−8i材料そのものの特性改良が計られる一方
で光受容部材を設計する際に、上記し念様な問題が解決
され且つまた前述の要求が満たされる様に工夫される必
要がある。
〔発明の目的〕
本発明は、a−8iで構成され次光受容層を有する光受
容部材について、上述の諸問題を解決し、そして上述の
要求を満たすようにすること    □を目的とするも
のである。
すなわち、本発明の主たる目的は、電気的、光学的、光
導電的特性が使用環境に殆んど依存することなく実質的
に常時安定しておシ、耐光疲労に優れ、繰返し使用に際
しても劣化現象を起こさず耐久性、耐湿性に優れ、残留
電位が全く又は殆んど観測されない、a−8iで構成さ
れた光受容層を有する光受容部材を提供することにある
本発明の別の目的は、全可視光域において光感度が高く
、とくに半導体レーザとのマツチング性に優れ、且つ光
応答の速い、a−8iで構成された光受容層を有する光
受容部材を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、高光感度性、高SN比特性及
び高電気的耐圧性を有する、a−8iで構成された光受
容層を有する光受容部材を提供することにある。
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、a−
8iで構成された光受容層を有する光受容部材を提供す
ることにある。
本発明の更に他の目的は、長期の使用にあっても画像欠
陥や画像のボケが全くなく、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、高品質画像金得ること
のできるa−8iで構成された光受容層を有する電子写
真用の光受容部材を提供することにある。
本発明のもう1つの他の目的は、電子写真用像形成部材
として適用した場合、静電像形成のための帯電処理の際
の電荷保持能力が充分?6シ、通常の電子写真法が極め
て有効に適用され得る優れた電子写真特性を有する。a
−8iで構成された光受容層を有する光受容部材を提供
することにある。
〔発明の構成〕
本発明は、上述の目的を達成するものであって、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
れる光受容部材としてのa−8iの製品成立性、適用性
、応用性等の事項を含めて総括的に鋭意研究を続けた結
果、シリコン原子(St)とゲルマニウム原子(Ge)
’に母体とする非晶質材料、特にシリコン原子とゲルマ
ニウム原子を母体とし、水素原子(H)又はハロゲン原
子(X)の少なくともいずれか一方を含有する非晶質材
料、いわゆる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、する
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〔以下、 r a −5iQe (H,X) Jと
表記する。〕で構成される層領域を有する光受容部材が
、実用上著しく優°れた特性を示すばかりでなく、従来
の光受容部材と比較してもあらゆる点において凌駕して
いること、特に電子写真用の光受容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い出したことに
基づいて完成せしめたものである。
即ち、本発明の光受容部材は、支持体と、シリコン原子
を母体とする非晶質材料で構成され。
伝導性を制御する物質を含有することもある、光導電性
を有する第一の層と、シリコン原子を母体とし、炭l素
、原っ丑及ζび・伝導性を制御する物質を含、有する非
晶質材料で構成される第二の層とを積層してなる光受容
層とからなり、前記第一の層が該層の前記支持体と接す
る一部の層領域にゲルマニウム原子を均一に分布し次状
態で含有し、かつ、少くとも前記第一の層と前記第二の
層のいずれか一方が、全層領域もしくは一部の層領域に
酸素を均一に分布した状態で含有していることを特徴と
している。
そして、前記第一の層を構成するシリコン原子を母体と
する非晶質材料としては、特にシリコン原子(Si)を
母体とし、水素原子(H)又はと表記する。〕を用いら
れる。前記第二の層全構成する、シリコン原子を母体と
し炭素原子及び伝導性を制御する物質を含有する非晶質
材料としては、特に、シリコン原子(St)k母体とし
、炭素原子(C)と、伝導性を制御する物質(M)と、
水素原子(H)又はハロゲン原子(X)の少なくともい
ずれか一方とを含有するアモルファス材料〔以下r a
−8iCM(H,X)J (但し、Mは、伝導性全制御
する物質を表わす。)と表記する。〕全用いられる。
前記の伝導性を制御する物質としては、半導体分野に於
ていう、いわゆる不純物を挙げることができ、P型伝導
性を与える周期律表第1族に属する原子(以下単に「第
1族原子」と称す。入又は、°n型伝導性を与える周期
律表第■族に属する原子(以下単に「第V族原子」と称
す。)を用いる。具体的には、第■族原子としては、B
(硼素)、A2 (アルミニウム)、Ga (ガリウム
)、In (インジウム)、Tt (タリウム)等を挙
げることができるが、好ましくはB% Gaを用いる。
また第V族原子としては、P(燐)、As (砒素)、
Sb(アンチモン)、Bi (ビスマス)等を挙げるこ
とができるが、好ましくはP、Asを用いる。そして、
第一の層に含有せしめる伝導性を制御する物質と、第二
の層に含有せしめる伝導性を制御する物質とは、同じで
あっても、或いは、異なっていてもよい。これらの伝導
性を制御する物質は、第一の層についてはその全層領域
中又は一部の層領域中に均一に分布するように含有せし
め、第二の層についてはその全層領域中に均一に分布す
るように含有せしめる。
本発明の第一の層の全層領域に前記の第1族原子又は第
■族原子を均一に分布するように含有せしめる場合は、
主として第一の層の伝導型又は/及び伝導率を制御する
効果が奏される。
また、・第一の層の一部の層領域に第1族原子又は第V
族原子を均一に分布するように含有せしめる場合には、
その第一の層における層領域の位置や伝導型によってそ
の作用効果は異なシ、例えば支持体と接する一部の層領
域に含有せしめた場合には該層領域は電荷阻止層となシ
、また、第二の層と接する一部の層領域に含有せしめた
場合には、第一の層と第二の層の整合性を向上せしめる
効果、あるいは見掛は上の暗抵抗が増大する効果等を奏
するものである。
また、本発明の光受容部材において、第一の層の支持体
と接する一部の層領域中にゲルマニウム原子を均一な分
布状態で含有せしめる目的は、長波長側における吸収ス
ペクトル特性を向上せしめることにある。そしてゲルマ
ニウム原子を支持体と接する一部の層領域に均一な分布
状態で含有してなる第一の層を有する本発明の光受容部
材は、特に電子写真用の光受容部材として用いた場合、
全可視光域において光感度が高く、かつ光応答性に優れ
るといった際立った特性を示す。また、本発明の光受容
部材では支持体と接する一部の層領域にゲルマニウム原
子を含有せしめるため、特に半導体レーザー等の長波長
のものを用い念場合において、ゲルマニウム原子を含有
する該層領域が、該長波長側の光を完全に吸収するため
、支持体表面からの反射によって生ずる干渉という現象
の発生を防止することができるものである。
さらに、第一の層の全層領域、第一の層の一部の層領域
、第二の層の全層領域、のいずれかに酸素原子を均一に
分布するように含有せしめることの目的は、光受容部材
の高光感度化と高暗抵抗化、更には支持体と第一の層の
間の、あるいは第一の層と第二の層との間の密着性の改
善等を図ることにある。そして、高光感度化と高暗抵抗
化を図ることを主たる目的にする場合には、酸素原子を
、第一の層の全層領域に含有せしめるか、あるいは第一
の層の全層領域と第二の層の双方に含有せしめ、また、
支持体と第一の層の間の密着性を図ることを主たる目的
にする場合には、酸素原子を、第一の層の支持体と接す
る一部の層領域に含有せしめる。更に、第一の層と第二
の層の間の密着性を図ることを主たる目的にする場合に
は、酸素原子を、第一の層の第二の層と接する一部の層
領域に含有せしめるか、第二の層に含有せしめるか、あ
るいはその両者に含有せしめる。
更にまた、本発明の光受容部材の第二の層は、耐湿性、
連続繰返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、お
よび耐久性等を向上させる目的で、第一の層上に設けら
れる。そしてこの目的は、第二の層を構成するアモルフ
ァス材料に炭素原子を構造的に導入せしめることにょシ
達成できる。第二の層に炭素原子を構造的に導入する場
合、炭素原子の量の増加に伴って、前述の特性は向上す
るが、炭素原子の量が多すぎると層品質が低下し、電気
的および機械的特性も低下する。こうしたことから、炭
素原子の含有量は通常は、I X 10−3〜90 a
tomic %とし、好ましくは1〜90 atomi
c %、最適には10〜80atomic%とする。
さらに、連続繰返し使用特性および耐久性の向上のため
には、第二の層の層厚を厚くすることが好ましいが、層
厚が厚くなると残留電位の発生原因となる。そうした残
留電位の発生は、第二の層に伝導性を制御する物質、即
ち、第璽族原子又は第V族原子を含有せしめることによ
シ、防止するかあるいは実質的な影響がない程・  度
に抑止することができる。通常の場合のこの種の第二の
層は、機械的耐久性には優れているが、先端が鋭角なも
ので該層の表面を摺擦したり、あるいは押圧したシする
と、表面にいわゆる傷として残らないにしても、帯電処
理時には静電荷的痕跡傷となって現われ、トナー転写画
像の画像品質の低下をきたしてしまう場合が多々ある。
こうした場合にも、第二の層に前述の伝導性を制御する
物質を含有せしめることにより、これらの問題の発生を
未然に防止できる。
したがって、第二の層に伝導性を制御する物質であると
ころの第1族原子又は第V族に属する原子を含有せしめ
ることは、本発明の目的を達成し得る所望の特性を有す
る第二の層を形成するについて不可欠である。そして、
第二の層に含有せしめる第1族原子又は第V族原子の量
は、通常は1.0〜10’ atomic ppmとす
ルカ、好tしくは10〜5 X 103103ato 
ppm 、  最適には102〜5 X 10”ato
mic ppmとするのが望ましい。
本発明の第一の層柵+および第二の層→に必要に応じて
含有せしめるハロゲン原子(X)としては、具体的には
フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられるが、特に好ま
しいものはフッ素、および塩素である。
ま次、本発明の第一の層および第二の層に含有せしめる
水素原子(H)の量又はハロゲン原子(X)の量、又は
水素原子(H)とハロゲン原子(X)の量の和は、一般
的には0.01〜40 atomicチとするが、好ま
しくは0.05〜30 atomicチ、最適には0.
1〜25 atomicチとする。
本発明における第一の層の層厚および第二の層の層厚は
、本発明の目的を効率的に達成するためには重要な要因
の1つであシ、所期の目的に応じて適宜決定されるもの
であるが、各層に含有せしめる酸素原子、第1族原子、
第V族原子、炭素原子、ハロゲン原子、水素原子の量、
あるいは各層相互の層厚等の関係において、要求される
特性に応じて相互的かつ有機的関連性の下に決定する必
要もある。更に、生産性や量産性をも加味した経済性の
点においても考慮する必要がある。こうしたことから、
第一の層の層厚は通常は1〜Zooμ、好ましくは1〜
80μ、最適には2〜50μとし、第二の層の層厚は通
常は3 X 10−3〜30μ、好ましくは4 X 1
0−3〜20μ、最適には5 X 10−3〜ioμと
する。
以下、図面によシ本発明の光受容部材の具体的層構成に
ついてより詳しく説明する。
第1〜4図は本発明の光受容部材の層構成を説明するた
めに模式図であシ、各図において100は光受容部材、
101は支持体、102は第一の層、103は第二の層
、104は自由表面、105〜109は層領域を示す。
支持体 本発明に用いる支持体101は、導電性のものであって
もよく、また電気絶縁性のものであってもよい。導電性
支持体としては、例えば、NiCr、ステンレス、At
、 Cr 、 Mo 、 Au 、 Nb。
Tas V s Tl s Pts Pb等の金属又は
コレ等ノ合金が挙げられ、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、紙
等が挙げられる。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し、該導電処理
され次表面側に光受容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 。
At、Cr、Mo、Au% Ir%Nb%Ta、V、T
i1pt 、  pd 、  In20a、5n02、
ITO(In、O,+5no2)等から成る薄膜を設け
ることによって導電性を付与し、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
t、 Ag s Pb sZn、 Ni%Au、 Cr
、 Mo、  Ir、 Nb、 Ta、 Vs’l’i
、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、その表面に導電性を付与す
る。支持体の形状としては、円筒状、ベルト状、板状等
任意の形状が使用可能である。用途、所望によって、そ
の形状は適宜に決定することのできるものであるが、例
えば、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。支持体の厚さは、所望通シの光受容
部材を形成しうる様に適宜決定するが、光受容部材とし
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可能な限シ薄くする。しかしな
がら、支持体の製造上及び取扱い上、機械的強度等の点
から、通常は、10μ以上にされる。
本発明の第一の層102は前記支持体101上に設けら
れるものであって、ゲルマニウム原子および酸素原子、
さらに必要に応じて#ll凍原子は第V族原子を含有す
るa−8i(H,X)で構成されている。そしてゲルマ
ニウム原子については、第一の層の支持体101と接し
ている一部の層領域中に均一に分布した状態で含有せし
め、酸素原子および第1族原子又は第V族原子について
は第一の層の全層領域あるいは一部の層領域に均一に分
布した状態で含有せしめるものである。なお、ここでい
う「均一に分布した状態」とは、層の層厚方向および支
持体表面と平行な面方向において、含有せしめる原子の
分布濃度が連続的でかつ均一となるように分布している
状態をいうものである。
まず最初にゲルマニウム原子の第一の層における分布状
態について第2図を用いて説明する。
第2図には、支持体上にゲルマニウム原子を含有するa
−8i(H,X)(以下、r a −S iGe (H
,X)Jと表記する。〕で構成される第一の層領域10
5と、ゲルマニウム原子を含有しないa−8i(H,X
)で構成される第二の層領域105′とがこの順で積層
されており、さらにその上に第二の層103ヲ積層した
本発明の光受容部材を模式的に示しである。
本発明の光受容部材は、上述の第一の層領域105上に
、ゲルマニウム原子を含有しない第二の層領域105’
e設けることを特徴としておシ、第一の層102ヲこの
ような層構成とすることにより、可視光領域を含む比較
的短波長から比較的長波長までの全領域の波長の光に対
しての光感度が優れており、特に、半導体レーザ等の長
波長の光源を使用した場合においては、第二の層領域1
05′では殆んど吸収しきれない長波長側の光を第一の
層領域105では実質的に完全に吸収することができ、
このことによシ支持体表面からの反射によって生じる干
渉を防止することができる。
さらに、第一の層領域105と第二の層領域105′と
は、夫々シリコン原子という共通の構成成分を有してい
るため、積層表面において化学的な安定性が充分に確保
されている。
第一の層領域105に含有せしめるゲルマニウム原子の
含有量は、本発明の目的を効率的に達成しうる所望の特
性に従って適宜法めるものであるが通常は、1〜I X
 107107ato ppmとし、好ましくはI X
 102〜9.5 X 105105ato ppm、
  最適には5 X 102〜8 X 105105a
to ppmとすルノが望ましい。
ゲルマニウム原子を含有する第一の層領域105ノ層厚
(TG)とゲルマニウム原子を含有しない第二の層領域
105′の層厚(T)とは、本発明の目的を効率的に達
成する為には重要な要因の1つであシ、形成される光受
容部材に所望の特性が充分に与えられる様に、光受容部
材の設計の際にはこれ等の層厚について充分な注意を払
わまた、第二の層領域の層厚(T)は通常0.5〜90
μとするが、好ましくは1〜80μ、最適には2〜50
μとするのが望ましい。
さらに、第一の層領域の層厚(TB)と第二の層領域の
層厚(T)との和(’r、 + T )は、両方の層領
域に要求される特性と第一の層全体に要求される特性、
さらには光受容層全体に要求される特性との相互的かつ
有機的関連性に基づいて、光受容部材の層形成の際に充
分に考慮して決定する必要があり、通常は1〜100μ
とするが、好ましくは1〜80μ、最適には2〜50μ
とすると第二の層領域の層厚(T)は、Tm/T≦1な
る関係を満足するように、各々を決定するのが望ましく
、よシ好ましくはTB/T≦0.9、最適にはTB /
 T≦0.8なる関係を満足するように決定するのが望
ましい。
第一の層領域の層厚は、該層領域が含有するゲルマニウ
ム原子の含有量も考慮して決める必要があり、例えば、
ゲルマニウム原子の含有量がl X 10’atomi
c ppm以上である場合には第一の層領域の層厚(T
B)としてはかなり薄くするのが望ましく、具体的には
30μ以下、好ましくは25μ以下、最適には20μ以
下とするのが望ましい。
次に、酸素原子の第一の層における分布状態について、
第1図〜第3図を用いて説明する。
第1図は第一の層の全層領域に均一な分布状態で含有せ
しめる例を、第2図は第一の層の支持体に接した一部の
層領域105に均一な分布状態で含有せしめる例を、そ
して第3図には第一の層の第二の層に接し九一部の層領
域106に均一な分布状態で含有せしめる例を模式的に
示している。これらはいずれも典型的な具体例であって
、本発明における酸素原子の分布状態はこれらに限定さ
れるものではない。
本発明の光受容部材の第一の層中に酸素原子を含有せし
めるにおいて、高感度化及び高暗抵抗化を主たる目的と
する場合には、第1図のごとく第一の層の全層領域中に
含有せしめ、また、支持体と第一の層との密着性の向上
を主たる目的とする場合には、第2図に示すような一部
の層領域105に含有せしめ、更に、第一の層と第二の
層の密着性の向上を主たる目的とする場合には、第3図
に示すような層領域106に含有せしめる。
酸素原子の含有量は、高光感度化と高暗抵抗化を目的と
する場合は、高光感度を維持するために比較的少なくシ
、密着性の向上を目的とする場合には、密着性の強化を
確実にするため比較的多くする必要がある。ま几酸素原
子の含有量は、酸素原子を含有する層と隣接する他の層
の特性や、酸素原子を含有する層と他の層との界面にお
ける特性等との関係も考慮して決定する必要もある。こ
うしたことから、一般的に酸素原子の第一の層における
含有量は、lXl0−3〜50 atomic %とす
るが、好ましくは2 X 10−3〜40 atomi
c%、最適には3 X 10−3〜30 atomic
チとするのがよい。さらに、酸素原子を含有する層領域
の第一の層において占める割合が高い場合、あるいは、
酸素原子を第一の層の全層領域に含有せしめる場合には
、酸素原子の含有量の上限を、前述の値よシ充分に少な
くすることが望ましい。即ち、例えば、酸素原子を含有
する層領域の層厚が第一の層の層厚の215以上となる
場合には、前記した上限の値は、通常は30 atom
icチとし、好ましくは20 atomic%、最適に
はto atomic%とする。
さらに、第一の層に伝導性を制御する物質、即ち、第■
族原子又は第■族原子を含有せしめるについても、全層
領域に均一な分布状態で含有せしめる場合と、一部の層
領域にのみ均一な分布状態で含有せしめる場合とがあシ
、典型的な具体例を第1〜3図を用いて説明するが、こ
れらの例はいずれも典型的な具体例であり、本発明の第
■族原子又は第V族原子の含有状態はこれらによって限
定されるものではない。
第−の層の伝導型又は/及び伝導率を制御することを主
たる目的にする場合には、第1図のととく全層領域中に
含有せしめられ、この場合、第菖族原子又は第V族原子
の含有量は比較的わずかでよく、通常はI X 10−
3〜I X 103ato103atoであるが好まし
くは5 X 10−2〜5 X 102atom102
ato最適にはI X 10−”〜2 X 10210
2ato ppmである。更にこの場合、第一の層に含
有せしめる伝導性を制御する物質の伝導型は、第二の層
に含有せしめるそれと同じであっても、あるいは異なっ
ていてもよい。
また、第2図に示すごとく、支持体と接する一部の層領
域105に第■族原子又は第V族原子を均一な分布状態
で含有せしめる場合には、層領域105は電荷注入阻止
層としての効果を有するものである。そして、この場合
の含有量は比較的多量であり、通常は30〜5 X 1
0’atomic ppmであるが、好ましくは50〜
I X 10’atomic ppm、最適にはl X
 102〜5 X lo3atomic ppmである
さらに、該効果を効率的に奏するためには、層領域10
5の層厚2tとし、第一の層の層領域105以外の層厚
をt。とした場合、1/1+−≦0.4の関係式が成立
することが望ましく、より好ましくは該関係式の値が0
.35以下、最適には0.3以下となるようにするのが
望ましい。層領域105の層厚は、通常は3 X 10
−3〜10μであって、好ましくは4 X 10−3〜
8μ、最適には5 X 10−3〜5μである。
さらに、上述の場合とは逆に、第3図に示すごとく、第
二の層と接する一部の層領域106に伝導性を制御する
物質、即ち第■族原子又は第V族原子を均一な分布状態
で含有せしめる場合、第一の層と第二の層に含有せしめ
る伝導性を制御する物質の伝導型が同じであれば、主た
る目的は第一の層と第二の層の間のエネルギーレベル的
整合性を向上せしめ、両層間での電荷の移送を高めるこ
とにある。そして第二の層の層厚が厚く、暗抵抗が高い
場合には、第1族原子又は第V族原子を含有せしめるこ
とによって奏される効果はよシ顕著なものとなる。
また、第3図のごとき層領域1.Q6に第■族原子又は
第■族原子を含有せしめる場合において、その伝導型が
第二の層に含有せしめる第1族原子又は第■族原子の伝
導型と異なるものである場合、該層領域106は積極的
に第一の層と第二の層の接合部となり、帯電処理時にお
ける見掛は上の暗抵抗の増大を図ることが主たる目的に
なる。
第3図のごとく、第二の層と接する一部の層領域106
に第1族原子又は第V族原子を含有せしめる場合、その
含有量は比較的少量でよく、通常はI X 10−3〜
I X 103103ato ppm テあるが、好ま
しくは5 X 10−2〜5 X 102102ato
 ppm 、  最適には0.1〜2 X 10210
2ato ppmである。
以上は本発明の光受容部材の光受容層の第一の層につい
て、ゲルマニウム原子、酸素原子、あるいは第璽族原子
または第■族原子を各々、その全層領域或いは一部の層
領域に含有せしめる場合を中心にした実施の一例を説明
したものであるが、他に目的に応じてこれらの原子の含
有状態を自由に組み合わせて種々の目的を同時に達成す
るようにすることは勿論可能である。
第4図はそうした場合の一例を示すものであるが、本発
明はこれに限定されるものでなく、この他に数多くの組
合せが可能である。
第4図に示す例では、支持体101上に第一の膚102
と第二の層103とがこの順序で設けられ、さらに第一
の層は、支持体側よシ第一の層領域107、第二の層領
域108、および第三の層領域を含有し、第二の層領域
108はゲルマニウム原子及び酸素原子を含有するが、
第■族原子又は第V族原子は含有していない。そして第
三の層領域109には、ゲルマニウム原子、第嘔族原子
又は第V族原子および酸素原子のいずれも含有していな
い。第4図に示す例では、第一の層領域107と第二の
層領域108にゲルマニウム原子およ“び酸素原子を含
有せしめることによシ、光感度、特に長波長域における
光感度および暗抵抗を向上させ、かつ、支持体と第一の
層との密着性を向上させることができる。また、第一の
層領域107に第1族原子又は第■族原子を含有せしめ
ることによシ、第二の層103の自由表面104側よシ
帯電処理を施した際の電荷の注入を阻止することができ
る。
また、第4図に示す例の別法として、第二の層領域10
8ヲゲルマニウム原子と第1族原子又は第V族原子を含
有するが、酸素原子を含有しない層領域とすることは勿
論可能である。
第二の層 本発明の第二の層103は、前記第一の層102の上に
設けるものであって、炭素原子および伝導性を制御する
物質、即ち、第1族原子又は第V族原子を含有するa−
8t (H,X) C以下、「a−8iCM (H,X
) J(但し、Mは第1族原子又は第V族原子を表わす
。)と表記する。〕から構成され、さらに酸素原子を含
有することもある。
そして、特に第一の層が酸素原子を含有しない場合には
、第二の層に酸素原子を含有せしめる。
該第二の層103に含有せしめる炭素原子および第璽族
原子又は第■族原子、および必要に応じて含有せしめる
酸素原子は、いずれも第二の層の層厚方向および支持体
表面と平行する面方向のこれらの原子の分布濃度が均一
となるように分布しているものである。
第二の層103は、所望通りの特性が得られるように注
意深く形成する必要がある。即ち、シリコン原子、炭素
原子、水素原子及び/又はノ)ロゲン原子、および第1
族原子又は第V族原子あるいはさらに酸素原子を構成原
子とする物質は、各構成原子の含有量やその他の作成条
件によって、形態は結晶状態から非晶質状態までをと9
、電気的物性は導電性がら、半導電性、絶縁性までを、
さらに光電的性質は光導電的性質から非光導電的性質ま
でを、各々示すため、目的に応じた所望の特性を有する
第二の層103を形成しうるように、各構成原子の含有
量や作成条件等を選ぶことが重要である。
例えば、第二の層103ヲ電気的耐圧性の向上金主たる
目的として設ける場合には、第二の層103’!に構成
する非晶質材料は、使用条件下において電気絶縁的挙動
の顕著なものとして形成する。又、第二の層103 i
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
として設ける場合には、第二の層103 ’i層構成る
非晶質材料は、前述の電気的絶縁性の度合はある程度緩
和するが、照射する光に対しである程度の感度を有する
ものとして形成する。
本発明の光受容部材は前述のような層構成とすることに
よF)、a−3iで構成された光受容層を有する従来の
光受容部材における諸問題を全て解決することができた
ものである。即ち、本発明の光受容部材は特に優れた耐
湿性、連続繰返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特
性及び耐久性等を有するものであシ、ま次光感度及び暗
抵抗性が向上する他、長波長域における光感度が高く、
特に半導体レーザーとのマツチング性に優れ、かつ光応
答性が優れているといった際立った特性を示すところの
ものとなる。更には、支持体と光受容層の間および光受
容層の各層間の密着性に優れたものである。本発明の光
受容部材を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、ノ・−7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。 
 。
次に本発明の光受容層の形成方法について説明する。
本発明の光受容層を構成する非晶質材料はいずれもグロ
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行わ
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、作製される光受容部材に所望される
特性等の要因によって適宜選択されて採用されるが、所
望の特性を有する光受容部材を製造するに当っての条件
の制御が比較的容易であり、シリコン原子と共に炭素原
子及び水素原子の導入を容易に行い得る等のことからし
て、グロー放電法或いはスパッタリング法が好適である
そして、グロー放電法とスパッタリング法とを同一装置
系内で併用して形成してもよい。
例えば、グロー放電法によって% a−8i (HIX
)で構成される層を形成するには、基本的にはシリコン
原子(St)を供給し得るSi供給用の原料ガスと共に
、水素原子(H)導入用の又は/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
導入して、該堆積室内にグロー放電を生起させ、予め所
定位置に設置した所定の支持体表面上にa−3i(H,
X)から成る層を形成する。
必要に応じて層中に含有せしめるハロゲン原子(X)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、塩素が好ましい。
前記Si供給用の原料ガスとしては、SiH4、s i
、H,、Si、Hイ5i4HIo 等のガス状態の又は
ガス化し得る水素化硅素(シラン類)が挙げられ、殊に
、層作成作業のし易さ、Si供給効率の良さ等の点で5
IH4% 5t2Haが好ましい。
また、前記ハロゲン原子導入用の原料ガスとしては、多
くのハロゲン化合物が挙げられ、例エバハロゲンガス、
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
ン化合物が好ましい。
更に又、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硅素
化合物も有効なものとして挙げることができる。具体的
には、ハロゲン化合物としては、フッ素、塩素、臭素、
ヨウ素のハロゲンガス、BrF5 ctF1CtF8、
BrF、、BrF、、IF3、IF、、XCt、IBr
等(7)ハCffゲン間化合物を挙げることができ、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、SiF6、Si、F、
、Si(::4.5i13r4等のハロゲン化硅素が好
ましいものとして挙げられる。
この様なハロゲン原子を含む硅素化合物を使用してグロ
ー放電法によシ形成する場合には、5it−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
定の支持体上にハロゲン原子を含むa −3iから成る
層を形成する事ができる。
グロー放電法を用いて、ハロゲン原子を含む層を形成す
る場合、基本的には、Si供給用の原料ガスであるハロ
ゲン化硅素ガスとAr、H,、H4のガス等を所定の混
合比とガス流量になる様にして堆積室に導入し、グロー
放電を生起してこれ等のガスのプラズマ雰囲気全形成す
ることに工って、所定の支持体上に層全形成し得るもの
であるが、電気的あるいは光電的特性の制御という点で
極めて有効であるところの水素原子(H)の含有量を制
御するためには、これ等のガスに更に水素原子供給用の
原料ガスを混合することもできる。該水素ガス供給用の
原料ガスとしては、水素ガス、あるいはSiL、5f2
HI5、S 1sHa s S 14Hヤ等の水素化硅
素のガスが用いられる。さらに、HF%HCt、 HB
r%HI等のハロゲン化物、SiH2F2 、Slug
 I2.5IHzC7i s 5IHaC1B、5iH
2Br2.5iHBr3等ツノ・ロゲン置換水素化硅素
等のガス状態のあるいはガス化しうるものを用いた場合
には、ハロゲン原子(X)の導入と同時に水素原子(H
)も導入されるので有効である。
又、各ガスは単独様のみでなく所定の混合比で複数種混
合して使用してもよい。
反応スパッタリング法或いはイオンブレーティング法に
依ってa−8i(H,X)から成る層を形成するには、
例えばスパッタリング法の場合にはSiから成るターゲ
ラトラ使用して、これを所定のガスプラズマ雰囲気中で
スパッタリングし、イオンブレーティング法の場合には
、多結晶シリコン又は単結晶シリコンを蒸発源として蒸
着ボートに収容し、このシリコン蒸発源全抵抗加熱法、
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定のガスプラズマ雰囲気中を通
過させる事で行うことができる。
その際、スパッタリング法、イオンブレーティング法の
何れの場合でも形成される層中にノ・ロゲン原子を導入
するについては、前記のノ・ロゲン化合物又は前記のノ
・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よい。
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等のガス
をスパッタリング用の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よい。
グロー放電法、スパッタリング法またはイオンブレーテ
ィング法等によって層を形成するにおいては、ノ・ロゲ
ン原子導入用の原料ガスとして前記のハロゲン化合物或
いはノ・ロゲンを含む硅素化合物が有効なものとして使
用できるが、これ等の他に、HF 、 HCL %HB
r 1HI等のノ10ゲン化水素、SiH2F2.5I
H2I2、S iHi+c4 、S 1Hct、、Si
迅Br2.5iHBra等のノー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つとするノ・ロゲン化物も有効な出発物質と
して挙げる事ができる。
これ等の水素原子を含む710ゲン化物は、層形成の際
に層中にノ・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しうるの
で、好適なノ・ロゲン原子導入用の原料として使用でき
る。
水素原子を層中に構造的に導入するには、上記の他にH
2、或いはSiH4、5i2Ha、5isHs、5i4
Ha等の水素化硅素のガスt st を供給する為のシ
リコン化合物と堆積室中に共存させて放電を生起させる
事でも行うことができる。
例えば、反応スパッタリング法の場合には、Siターゲ
ツ)1−使用し、ノ)ロゲン原子導入用のガス及びH2
ガスを必要に応じてHe%Ar等の不活性ガスも含めて
堆積室内に導入してプラズマ雰囲気を形成し、前記Si
ターゲットをスパッタリングすることによって、支持体
上にa−8i(H,X)がら成る層を形成する。
本発明の光受容部材の光受容層中に含有せしめる水素原
子(H)の量又はハロゲン原子(X)の量又は水素原子
とハロゲン原子の量の和(H+X )は通常の場合1〜
40atomic%、好適には5〜30atomic%
とするのが望ましい。
光受容層中に含有せしめる水素原子(H)又は/及びハ
ロゲン原子(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)、或いはハロゲン原子(X
) を含有せしめる為に使用す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よい。
第一の層は前述のa−8t (H,X)に酸素原子、ゲ
ルマニウム原子および第1族原子又は第V族原子を含有
せしめ次もので構成されるが、該層を設けるには、グロ
ー放電法、スパッタリング法あるいはイオンブレーティ
ング法等によるa−8i(H,X)の層の形成の際に、
ゲルマニウム原子導入用の出発物質、酸素導入用の出発
物質および第1族原子又は第■族原子導入用の出発物質
を前述したa−3i (H,X)形成用の出発物質と共
に使用して、形成する層中へのそれらの量を制御しなが
ら含有せしめてやることによシ行なわれる。
例えば、グロー放電法によって、a−8iGe(H,X
)で構成される層を形成するには、基本的にはシリコン
原子(Si)を供給し得るSi供給用の原料ガスと共に
、ゲルマニウム原子(ae>を供給し得るGe供給用の
原料ガスと、水素原子(H)導入用の又は/及びノ・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した所定の支持体表面上にa
−8iGe (H,X)から成る層を形成する。
前記Qe供給用の原料ガスとしては、GeI(41、G
e2H,、Ge3H,、Ge4H,o%ce、)(,2
、Ge6H14、Ge6H14、Ge6H14s ce
、Hv等のガス状態の又はガス化し得る水素化ゲルマニ
ウムが挙げられ、特に、層作成作業時の取扱い易さ、G
e供給効率の良さ等の点でGeH,、Ge2H6、およ
びGe、H8が好まし、い。
反応スパッタリング法或いはイオンブレーティング法に
依ってa−8iGe(H,X)から成る層を形成するに
は、例えばスパッタリング法の場合にはSiから成るタ
ーゲットとQeから成るターゲットとの二枚を、あるい
は3iとGeから成るターゲットt−用い、これ等を所
定のガスプラズマ雰囲気中でスパッタリングし、イオン
ブレーティング法の場合には、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ボートに収容し、このシ
リコン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定
のガスプラズマ雰囲気中を通過させることで行うことが
できる。
また、グロー放電法によって、酸素原子を含有する層又
は一部の層領域、あるいは第璽族原子又は第■族原子を
含有する層又は一部の層領域を形成するには、これらの
層又は一部の層領域形成用の原料ガスとなる出発物質と
しては、a−8i(H,X)又はa−8iGe (H,
X)形成用の出発物質の中から所望に従って選択したも
のに、酸素導入用の出発物質又は/及び第1族原子又は
第V族原子導入用の出発物質を加えたもの全周いる。酸
素導入用の出発物質あるいは第1族原子又は第V族原子
導入用の出発物質としては、少なくとも酸素原子あるい
は第1族原子又は第V族原子とな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であれば何でも用いる
ことができる。
酸素原子導入用の出発物質としては具体的には、例えば
酸素(02)、オゾン(oi)、−酸化窒素(NO) 
、二酸化窒素(No□)、−二酸化窒素(N20)、三
二酸化窒素(Nzoa)、四二酸化窒素(N204)%
三二酸化窒素(Nz Os ) 、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()
I3SiO8iH3)、トリシロキサン(HaSiO8
iH20SiH3)等の低級シロキサン等を挙げること
ができる。
第1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、B2H6、B4HIO%BsHo、
BsHo、Be H+o %Be Ht2、Bll H
I4等の水素化硼素、Br5、BCl2、BBr3等の
ハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、ALC4、G
aC4% Ga(CH3)2、in(’4 、 TtC
ts等も挙げることができる。
第1族原子導入用の出発物質として、具体的には燐原子
導入用としては、PH3,P2H4等の水素北隣、PH
4L、PFs s PFs 、PC2s、PC4,、P
Br3、PBr、 、PI3等のハロゲン北隣が挙げら
れる。この他、A8)(3% A8F5 % A8Ct
8% ASBrs s ASFs 、5b)Ll、Sb
F3.5bFS、5bC1s s 5bC4、BiHs
、B1C4、B1Br。
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
げることができる。
例えば酸素原子を含有する層又は層領域を形成するkは
、シリコン原子(St)f、構成原子とする原料ガスと
、酸素原子(0)’を構成原子とする原料ガスと、必要
に応じて水素原子(H)又は及びハロゲン原子(X) 
e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、シリコン原子(Si)t−構成原子
とする原料ガスと、酸素原子(0)及び水素原子(H)
 e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(St)、酸素原
子(0)及び水素原子(I()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、シリコン原子(Si)と水素原子(H)と
を構成原子とする原料ガスに酸素原子(0)を構成原子
とする原料ガス金混合して使用してもよい。
スパッタリング法によって、酸素原子を含有する層を形
成するには、単結晶又は多結晶のSiウェーハー又はS
iO□ウェーハー、又はSiとSiO2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
行えばよい。
例えば、Siウェーハーをターゲットとして使用すれば
、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Siウエーノ・−
ヲスパッタリングすればよい。
又、別には、Siと3iQ、とは別々のターゲットとし
て、又はSiと5iftの混合した一枚のターゲラトラ
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(H)又は
/及びノ・ロゲン原子(X)を構成原子として含有する
ガス雰囲気中でスパッタリングすることによって成され
る。酸素原子導入用の原料ガスとしては、先述し次グロ
ー放電の例で示した原料ガスの中の酸素原子導入用の原
料ガスが、スパッタリングの場合にも有効なガスとして
使用できる。
第1族原子又は第■族原子および炭素原子あるいは必要
に応じて酸素原子を含有するシリコンを母体とするアモ
ルファス材料、即ちa−SiCM(H,X)(但し、M
は第1族原子又は第V族原子を表わす。)で構成される
第二の層103ヲグロー放電法、スパッタリング法ある
いはイオンブレーティング法によって形成するには、前
述のa−8i(H,X)で構成される層の形成用の出発
物質から、炭素原子(C)供給用の原料ガスとなる出発
物質および第1族原子又は第V族原子供給用の原料ガス
となる出発物質あるいは必要に応じて酸素原子供給用の
原料ガスとなる出発物質を加え、形成する層中へそれら
の量を制御しながら含有せしめてやることによシ行なう
例えば、グロー放電法によって第二の層を形成するには
、a−SiCM(H,X)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1
01の設置しである真空堆積用の堆積室に導入し、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上
にa−SiCM(H,X)を堆積させればよい。
a −SiCM (H、X)形成用の原料ガスとしては
、Si%C,H及び/又はハロゲン原子、及び第1族原
子又は第V族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
であれば、いずれのものであってもよい。
Si%C,H及び/又はハロゲン原子、第■族原子又は
第■族原子の中の1つとしてSit構成原子とする原料
ガスを使用する場合は、例えばSit構成原子とする原
料ガスと、Cを構成原子とする原料ガスと、H及び/又
はハロゲン原子を構成原子とする原料ガスと第1族原子
又は第V族原子を構成原子とする原料ガスを所望の混合
比で混合して使用するか、又は、Si’i構成原子とす
る原料ガスと、C及びH及び/又は/%ロゲン原子を構
成原子とする原料ガスと、第1族原子又は第V族原子を
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、5it−構成原子とする原料ガス
と、Si、C及びH及び/又はハロゲン原子の3つを構
成原子とする原料ガスと第1族原子又は第V族原子を構
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及び/又はハロゲン原子とを構成
原子とする原料ガスにCt−構成原子とする原料ガスと
第■族原子又は第V族゛原子を構成原子とする原料ガス
とを混合して使用してもよい。
Si供給用、C供給用、および水素原子(H)又はハロ
ゲン原子(X)供給用の原料ガスとして有効に使用され
るのは、SiとHとを構成原子とするS!H4s 5i
2Ha s S!aHa s 5i4Hto等のシラ7
 (Siムne)類等の水素化硅素ガス、CとHとを構
成原子とする、例えば炭素数1〜4の飽和炭化水素、炭
素数2〜4のエチレン系炭化水素、炭素数2〜3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)
、s−p ン(C2Ha )、プロパン(C3H8)、
n−ブタン(n C4H+o ) sペンタン(C1)
(12) 、エチレン系炭化水素としては、エチレン(
C4H4)%プロピレン(C3H11) 、ブテン−1
(C4H11) 、ブテン−2(C4Ha )、インブ
チレン(c4Hs)、ペンテン(C5HIO) 、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(03H4)、ブチン(C4H6)等
が挙げられる。
SiとCとHとを構成原子とする原料ガスとしては、5
i(CHa)い3i(CzHs)a等のケイ化アルキル
を挙げることができる。これ等の原料ガスの他、H導入
用の原料ガスとしては勿論山も使用できる。
第璽族原子又は第■族原子、および酸素原子導入用の出
発物質としては、前述の第一の層形成用に用いたものを
用いることができる。
以上記述したように本発明の光受容部材の光受容層の第
一の層および第二の層は、グロー放電法、スパッタリン
グ法等を用いて形成するが、第一の層および第二の層に
含有せしめるゲルマニウム原子、第1族原子又は第■族
原子、酸素原子、炭素原子、あるいは水素原子及び/又
はハロゲン原子の各々の含有量の制御は、堆積室内へ流
入する、各々の原子供給用出発物質のガス流量あるいは
各々の原子供給用出発物質間のガス流量比を制御するこ
とにより行われる。
また、第一の層および第二の層形成時の支持体温度、堆
積室内のガス圧、放電パワー等の条件は、所望の特性を
有する光受容部材を得るためには重要な要因であり、形
成する層の機能に考慮をはらって適宜選択されるもので
ある。さらに、これらの層形成条件は、第一の層および
第二の層に含有せしめる上記の各原子の種類及び量によ
っても異なることもあることから、含有せしめる原子の
種類あるいはその量等にも考慮をはらって決定する必要
もある。
具体的には、a−8i(HlX)からなる層を形成する
場合、あるいは第1族原子又は第■族原子、酸素原子、
炭素原子等を含有せしめたa−8iQ(、X)からなる
層を形成する場合には、支持体温度は、通常50〜35
0℃とするが、特に好ましくは50−250℃とする。
堆積室内のガス圧は、通常0.01〜l ’l’orr
とするが、特に好ましくは0.1〜0.5’l’orr
とする。ま九、放電パワーは0.005〜50W/cr
n2とするのが通常であるが、よシ好ましくは0.01
30W/口2、特に好しくは0.01〜.20 W/c
ya2とする。
a−8iGe (H+X)からなる層を形成する場合、
あるいは第■族原子又は第V族原子、酸素原子等を含有
せしめたa −5iQe (H,X)からなる層を形成
する場合については、支持体温度は、通常50〜350
℃とするが、よシ好ましくは50〜300℃、特に好ま
しくは100〜300℃とする。そして、堆積室内のガ
ス圧は、通常0.01〜5 Torrとするが、好まし
くは、0.001〜3 Torrとし、特に好ましくは
0.1〜ITOrrとする。また、放電パワーは0.0
05〜50W/cm2とするのが通常であるが、好まし
くは0.01〜30W/cm2とし、特に好ましくは0
.01〜20W/口2とする。
しかしこれらの、層形成を行うについての支持体温度、
放電パワー、堆積室内のガス圧の具体的条件は、通常に
は個々に独立しては容易には決め難いものである。した
がって、所望の特性の非晶質材料層を形成すべく、相互
的且つ有機的関連性に基づいて、層形成の至適条件を決
めるのが望ましい。ところで、本発明において第一の層
中および第二の層中に含有せ、しめるゲルマニウム原子
、第1族原子又は第V族原子、酸素原子、炭素原子の分
布状態を均一とするためには、第一の層および第二の層
を形成するに際して、前記の諸条件を一定に保つことが
必要である。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例1乃至24によって、より詳細に
説明するが、本発明はこれ等によって限定されるもので
はない。
各実施例においては、第一の層および第二の置である。
図中の202.203.204.205.206.20
7のガスボンベには、本発明の第一の層および第二の層
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、202はHeで稀釈されたSiH4
ガス(純度99.999チ、以下5iI(4/Heと略
す。)ボンベ、203はHeで稀釈され7’CB2H6
ガス(純度99.999 %、以下B、H6/Heと略
す。)ボンベ、204はHeで稀釈されたGeH4ガス
(純度99.999 %、以下GeH,/Heと略す。
)ボンベ、205はHeで稀釈されたH2ガス(純度9
9.999 %、以下H2/Heと略す。)ボンベ、2
06はC2H4ガス(純度99.999 % )ボンベ
、207はHeで稀釈された02ガス(純度99.99
9%、以下02/[eと略す。)ボンベである。
形成される層中にハロゲン原子を導入する場合には、S
iH4ガス又はGeH,ガスに代えて、例えばSiF4
ガス又はGeF、ガスを用いるようにボンベを代えれば
よい。
これらのガスを反応室201に流入させるには、ガスボ
ンベ202〜207のパルプ226〜231、リーフパ
ルプ241が閉じられていることを確認し、又、流入パ
ルプ214〜219、流出パルプ220〜225、補助
パルプ238.239が開かれていることを確認して、
先ず、メインパルプ240 ’i開いて、反応室201
、ガス配管内を排気する。次に真空計242の読みが約
5 X 10””’ Torrになった時点で、補助パ
ルプ238.239 、流出パルプ220〜225を閉
じる。
基体シリンダー243上に第一の層を形成する場合の一
例をあげる。
ガスボンベ202よF) 5iHJHeガス、ガスボン
ベ203よ!7B2Ha/Heガス、ガスボンベ204
よりGeH,/Heガス、ガスボンベ205よりH,/
Heガス、ガスボンベ207よ’) 0tAeガスを、
パルプ226.227.228.229および2311
に開いて出口圧ゲージ232.233.234.235
および237の圧を1〜/αに調整し、流入パルプ21
4.215.216.217オよヒ219f!:徐々に
開けて、マスフロコントローラ208. 209.21
0.211および213内に流入させる。引き続いて流
出パルプ220.221.222、223お工び225
、補助パルプ238.239を徐々に開いてガスを反応
室201内に流入させる。
このときのSiH4/Heガス流量、BtHa/Heガ
ス流量、GeH,/Heガス流量、H2/Heガス流量
オヨびOx/Heガス流量の比が所定の値になるように
流出パルプ220 、221.222.223お工び2
257&:調整し、又、反応室201内の圧力が所定の
値になるように真空計242の読みを見ながらメインパ
ルプ240の開口を調整する。そして基体シリンダー2
43の温度が加熱ヒーター244によシ50〜350℃
の範囲の温度に設定されていることを確認した後、電源
246ヲ所望の電力に設定して反応室201内にグロー
放電を生起し、基体シリンダー243上に先ず、ゲルマ
ニウム原子、硼素原子、および酸素原子を含有する層領
域を形成する。
所定時間経過後、B2H6/Heガス、GeH4/He
ガス、および02/Heガスの反応室201内への導入
を、対応するガス導入管のパルプを閉じて遮断すること
によって、ゲルマニウム原子、硼素原子および酸素原子
を含有する層領域の層厚を所望の目的に従って任意に制
御する。
前述のようにして、ゲルマニウム原子、硼素原子、およ
び酸素原子を含有する層領域を所望の層厚に形成した後
、流出パルプ220および223以外の流出パルプを閉
じて引き続きグロー放電を所望時間続けることにより、
前述のゲルマニウム原子、硼素原子および酸素原子を含
有する層領域の上に、ゲルマニウム原子、硼素原子およ
び酸素原子のいずれも含有しない層領域を形成する。
このようにして形成される第一の層中に、さらにハロゲ
ン原子を含有させる場合には、上記原料ガスに、例えば
SiF4/Heガス等のハロゲン原子導入用の原料ガス
を、更に付加して反応室内に送り込めばよい。
前述の第一の層上に第二の層を形成するには、第一の層
の形成の際と同様なパルプ操作によシ、例えばC,H4
ガス、SiH4ガス、B2H6ガスのそれぞれを、必要
に応じてHe等の稀釈ガスで稀釈して、所望の流量比で
反応室201内に流入させ、所望の条件に従って、グロ
ー放電を生起させればよい。この際、第二の層を形成す
るのに必要なガスの流出パルプ以外の流出パルプを全て
閉じることは言うまでもなく、第一の層の形成に使用し
たガスが反応室201内および流出パルプ220〜22
5から反応室201内に至るガス配管内圧残留すること
を避けるために、必要に応じて流出パルプ220〜22
5を閉じ、補助パルプ238 、239を開いてメイン
パルプ240ヲ全開して系内’t−一旦高真空に排気す
る操作を行うこともできる。
第一の層および第二の層の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シリンダー243はモータ
ー245によって所望の速度で一定に回転させる。
実施例 1 第5図に示した製造装置により、ドラム状アルミニウム
基板上に以下の条件で層形成を行った。
こうして得られた感光ドラム(電子写真用像形成部材)
を複写装置に設置し、■5 KVで0.2see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
ンプを用い、光量は1.0bxx * seeとした。
潜像はe荷電性の現像剤(トナーとキャリヤを含む)に
よって現像され、通常の紙に転写されたが、転写画像は
、極めて良好なものであった。転写されないで感光ドラ
ム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、次の複写工程に移る。このような工程を繰り
返し15万回以上行っても、得られる画像は何らの劣化
もなく優れたものであった。
実施例2〜17 第5図に示した製造装置を使用し、シリンダー状アルミ
ニウム基板上に、実施例2乃至17の表示番号と符号す
る符号表示の第2乃至17に記載の条件で、その他の条
件、操作は実施例1と同様にし、層形成を行った。
得られた感光ドラムについて、実施例1と同様の画像形
成プロセスを適用して評価を行つ友ところ、実施例1の
場合と同様良好な結果が得られ几。
去−直」1」旦 第1表に於ける第二の層の形成の際に、その層厚を第1
8表に示す如く、種々変化させた以外は、実施例1と同
様の手順と略々□同様の条件で各光受容部材(試料41
801〜1806 ) ’i作成し、各々に実施例1と
同様の画像形成プロセスを適用して評価を行つ次ところ
第18表に示す結果を得た。
第18表 ◎:極めて優れている   ○:優れているΔ:実用的
に充分である  ×:実用的に劣る実施例19 第1表に於ける第二の層の形成の際に、ガス流量比Bz
Ha/(SiH4+Ct&)の値を第19表に示す値と
した以外は、実施例1と同様の手順と略同様の条件で各
光受容部材(試料& 1901〜1907 )を作成し
、実施例1と同様の評価を行ったところ、各々に於いて
中間調の再現性が良く品質の良好な画像を得ることが出
来た。叉、繰返し連続使用による耐久性試験に於いても
、初期の画像品質に較べて同等低下することはなく、耐
久性にも優れていることが実証された。
第19表 ◎:極めて優れている   O:優れ、ているΔ:実用
的に充分である  ×:実用的に劣る実施例20 第1表に於ける第二の層の形成の際にガス流量比Si&
/C2Lを第20表に示す如く、種々変化させた以外は
、実施例1と同様の手順と略々同様の条件で各光受容部
材(試料42001〜2007)を作成し、実施例1と
同様の画像形成プロセスを適用して評価を行ったところ
第20表に示す結果を得た。
第20表 ◎:極めて優れている   O:優れているΔ:実用的
に充分である  ×:実用的に劣る実施例21 第1表に於ける第一の層の形成の際にガス流量比Gem
、/Sin、の値を第21表に示す如く種々変化させた
以外は、実施例1と同様の手順と略々同様の条件で各光
受容部材(試料& 2101〜2109)を作成し、実
施例1と同様の画像形成プロセスを適用して評価を行っ
たところ第21表に示す如き結果を得た。
第21表 ◎:極めて優れている   O:優れているΔ:実用的
に充分である  X:実用的に劣る実施例22 第1表に於けるゲルマニウム含有層の形成の際にその層
厚の値を第22表に示す如く種々変化させた以外は、実
施例1と同様の手順と略々同様の条件で各光受容部材(
試料A 2201〜2206 )を作成し、実施例1と
同様の画像形成プロセスを適用して評価を行ったところ
第22表に示す如き結果を得た。
第22表 ◎:極めて優れている   ○:優れているΔ:実用的
に充分である  ×:実用的に劣る実施例23 第1表に於けるゲルマニウム含有層の形成の際にガス流
量比B2 H6/ (S iHs +GeH+ ) (
D値を第23表に示す如く種々変化させた以外は、実施
例1と同様の手順と略々同様の条件で各光受容部材(試
料屋2301〜2309 )を作成し、実施例1と同様
の画像形成プロセスを適用して評価を行ったところ第2
3表に示す如き結果を得た。
第23表 ◎:極めて優れている   O:優れているΔ:実用的
に充分である  ×:実用的に劣る実施例24 実施例1〜23に於いて、光源をタングステンランプの
代シに810nmのGILAII系半導体レーザ(10
mW)i用いて、静電像の形成を行つ次以外は、各実施
例と同様の画像形成プロセス条件にして、トナー転写画
像の画質評価を行ったところ、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。
〔発明の効果の概略〕
本発明では、a−8iで構成された光受容層を有する光
受容部材を上記のごとき層構成をとる様に設計した結果
、従来のa−8iで構成された光受容層含有する光受容
部材の諸問題の全てを解決し、極めて優れた電気的、光
学的、光導電的特性、電気的耐圧性および使用環境特性
を示し、また、光感度及び暗抵抗性が向上する他、特に
長波長域における光感度が高く、特に半導体レーザーと
のマツチング性に優れ、かつ光応答性が優れて番→テい
るといった際立った特性を示すところのものとなる。
更に、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
特性が安定しておシ高感度で、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。
更にまた、本発明の光受容部材は支持体上に形成される
光受容層の、層目体が強靭であって、かつ支持体との密
着性に著しく優れているため、高速で長時間連続的に繰
返し使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は本発明の光受容部材の層構造を模式的に示
した図であシ、第5図は本発明の光受容部材を製造する
ための装置の1例で、グロー放電法による製造装置の模
式的説明図である。 100・・・光受容部材、101・・・支持体、102
・・・第一の層、103・・・第二の層、104・・・
自由表面、105〜109・・・層領域、201・・・
反応室、202〜207・・・ガスボンベ、208〜2
13・・・マスフロコントローラ、214〜219・・
・流入パルプ、220〜225・・・流出ハル7”、 
226〜231・・・パルプ、232〜237・・・圧
力調整器、238.239・・・補助パルプ、240・
・・メインパルプ、241・・・リークパルプ、242
−・・真空計、243・・・基体シリンダー、244・
・・加熱ヒーター、245・・・モーター、246・・
・高周波電源第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 支持体と、該支持体上に、シリコン原子を母体とする非
    晶質材料で構成され、伝導性を制御する物質を含有する
    こともある、光導電性を有する第一の層と、シリコン原
    子を母体とし炭素原子及び伝導性を制御する物質を含有
    する非晶質材料で構成される第二の層とを積層してなる
    光受容層とからなり、前記第一の層が該層の前記支持体
    と接する一部の層領域にゲルマニウム原子を均一に分布
    した状態で含有し、かつ、少くとも前記第一の層と前記
    第二の層のいずれか一方が、全層領域もしくは一部の層
    領域に酸素原子を均一に分布した状態で含有しているこ
    とを特徴とする光受容部材。
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