JPS6129846A - 光受容部材 - Google Patents

光受容部材

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JPS6129846A
JPS6129846A JP59151378A JP15137884A JPS6129846A JP S6129846 A JPS6129846 A JP S6129846A JP 59151378 A JP59151378 A JP 59151378A JP 15137884 A JP15137884 A JP 15137884A JP S6129846 A JPS6129846 A JP S6129846A
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light
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JP59151378A
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Keishi Saito
恵志 斉藤
Tetsuo Sueda
末田 哲夫
Kyosuke Ogawa
小川 恭介
Teruo Misumi
三角 輝男
Yoshio Tsuezuki
津江月 義男
Masahiro Kanai
正博 金井
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Canon Inc
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    • 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
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光(ここでは広義の光で紫外線、可視光線、
赤外線、X線、γ線等を示す)の様な電磁波に感受性の
ある光受容部材に関する。さらに詳しくは、レーザー光
などの可干渉性光を用いるのに適した光受容部材に関す
る。
〔従来の技術〕
デジタル画像情報を画像として記録する方法として、デ
ジタル画像情報に応じて変調したレーザー光で光受容部
材を光学的に走査することにより静電潜像を形成し、次
いで該潜像を現像、必要に応じて転写、定着などの処理
を行ない、画像を記録する方法がよく知られている。中
でも電子写真法を使用した画像形成法では、レーザーと
しては小型で安価なHe−Neレーザーあるいは半導体
レーザー(通常は650〜820nmの発光波長を有す
る)で像記録を行なうことが一般である。
特に、半導体レーザーを用いる場合に適した電子写真用
の光受容部材としては、その光感度領域の整合性が他の
種類の光受容部材と比べて格段に優れている点に加えて
、ビッカース硬度が高く、社会的には無公害である点で
、例えば特開昭54−86341号公報や特開昭56−
83746号公報に開示されているシリコン原子を含む
非晶質材料(以後ra−SiJと略記する)から成る光
受容部材が注目されている。
面乍ら、光受容層を単層構成のa−3i層とすると、そ
の高光感度を保持しつつ、電子写真用として要求される
1Q12Ωcm以−ヒの暗抵抗の確保するには、水素原
子やハロゲン原子或いはこれ等に加えてポロン原子とを
特定の量範囲で層中に制御された形で構造的に含有させ
る必要性がある為に、層形成のコントロールを厳密に行
う必要がある等、光受容部材の設計に於ける許容度に可
成りの制限がある。
この設計上の許容度を拡大出来る、詰り、ある程度低暗
抵抗であっても、その高光感度を有効に利用出来る様に
したものとしては、例えば、特開昭54−121743
号公報、特開昭57−4053号公報、特開昭57−4
172号公報に記載されである様に光受容層を伝導特性
の異なる層を積層した二層以上の層構成として、光受容
層内部に空乏層を形成したり、或いは特開昭57−52
178号、同52179号、同52180号、同581
59号、同58160号、同58161号の各公報に記
載されである様に支持体と光受容層の間、又は/及び光
受容層の上部表面に障壁層を設けた多層構造としたりし
て、見掛は上の暗抵抗を高めた光受容部材が提案されて
いる。
この様な提案によって、a−Si系光受容部材はその商
品化設計トの許容度に於いて、或いは製造りの管理の容
易性及び生産性に於いて飛躍的に進展し、商品化に向け
ての開発スピードが急速化している。
この様な光受容層が多層構造の光受容部材を用いてレー
ザー記録を行う場合、各層の層厚に斑がある為に、レー
ザー光が可干渉性の単色光であるので、光受容層のレー
ザー光照射側自由表面、光受容層を構成する各層及び支
持体と光受容層との層界面(以後、この自由表面及び層
界面の両者を併せた意味で「界面」と称す)より反射し
て来る反射光の夫々が干渉を起す可能性がある。
この干渉現象は、形成される可視画像に於いて、所謂、
干渉縞模様となって現われ、画像不良の要因となる。殊
に階調性の高い中間調の画像を形成する場合には、画像
の見悪くさは顕著となる。
まして、使用する半導体レーザー光の波長領域が長波長
になるにつれ光受容層に於ける該レーザー光の吸収が減
少してくるので前記の干渉現象は顕著である。
この点を図面を以って説明する。
第1図に、光受容部材の光受容層を構成するある層に入
射した光Ioと一ヒ部界面102で反射した反射光R3
、下部界面101で反射した反射光R2を示している。
層の平均層厚をd、屈折率をn、光の波長を入入 として、ある層の層厚がなだらかに一以上の層n 原基で不均一であると、反射光R,、R2が2nd−m
入(mは整数、反射光は強め合う)と2nd=(m+−
)λ(mは整数、反射光は弱め合う)の条件のどちらに
合うかによって、ある層の吸収光量および透過光量に変
化を生じる。
多層構成の光受容部材においては、第1図に示す干渉効
果が各層で起り、第2図に示すように、それぞれの干渉
による相乗的悲影響が生じる。その為に該干渉縞模様に
対応した干渉縞が転写部材1−に転写、定着された可視
画像に現われ、不良画像の原因となっていた。
この不都合を解消する方法としては、支持体表面をダイ
ヤモンド切削して、±500A〜±10000Aの凹凸
を設けて光散乱面を形成する方法(例えば特開昭58−
162975号公報)、アルミニウム支持体表面を黒色
アルマイト処理したり、或いは樹脂中にカーボン、着色
顔料、染料を分散したりして光吸収層を設ける方法(例
えば特開昭57−165845号公報)、アルミニウム
支持体表面を梨地状のアルマイト処理したり、サンドブ
ラストにより、砂目状の微細凹凸を設けたりして、支持
体表面に光散乱反射防止層を設ける方法(例えば特開昭
57−16554号公報)等が提案されている。
面乍ら、これ等従来の方法では、画像上に現われる干渉
縞模様を完全に解消することが出来なかった。
即ち、第1の方法は支持体表面を特定の大きさの凹凸が
多数設けられただけである為、確かに光散乱効果による
干渉縞模様の発現防止にはなっているが、光散乱として
は依然として正反射光成分が残存している為に、該正反
射光による干渉縞模様が残存することに加えて、支持体
表面での光散乱効果の為に照射スポットに拡がりが生じ
、実質的な解像度低下の要因となっていた。
第2の方法は、黒色アルマイト処理程度では、完全吸収
は無理であって、支持体表面での反射光は残存する。又
、着色顔料分散樹脂層を設ける場合はa−5i層を形成
する際、樹脂層よりの脱気現象が生じ、形成される光受
容層の層品質が著しく低下すること、樹脂層がa−Si
層形成の際のプラズマによってダメージを受けて、本来
の吸収機能を低減させると共に、表面状態の悪化による
その後のa−St層の形成に悪影響を与えること等の不
都合がある。
支持体表面を不規則に荒す第3の方法の場合には、第3
図に示す様に、例えば入射光■。は、光受容層302の
表面でその一部が反射yれて反射光R,となり、残りは
、光受容層302の内部に進入して透過光I、となる。
透過光I、は、支持体302の表面に於いて、その一部
は、光散乱されて拡散光に、、に2.に3・・・φとな
り、残りが正反射されて反射光R2となり、その一部が
出用光R3となって外部に出て行く。従って、反射光R
1と干渉する成分である出射光R3が残留する為、依然
として干渉縞模様は完全に消すことが出来ない。
又、干渉を防止して光受容層内部での多重反射を防II
−する為に支持体301の表面の拡散性を増加さぜると
、光受容層内で光が拡散してハレーションを生ずる為解
像度が低下するという欠点もあった。
特に、多層構成の光受容部材においては、第4図に示す
ように、支持体401表面を不規則的に荒しても、第1
層402の表面での反射光R2。
第2層での反射光H1、支持体401面での正反射光R
3の夫々が干渉して、光受容部材の各層厚にしたがって
干渉縞模様が生じる。従って、多層構成の光受容部材に
おいては、支持体401表面を不規則に荒すことでは、
干渉縞を完全に防Il二することは不可能であった。
又、サンドブラスト等の方法によって支持体表面を不規
則に荒す場合は、その粗面度がロット間に於いてバラツ
キが多く、且つ同一ロットに於いても粗面度に不均一が
あって、製造管理上具合が悪かった。加えて、比較的大
きな突起がランダムに形成される機会が多く、斯かる大
きな突起が光受容層の局所的ブレークダウンの原因とな
っていた。
又、単に支持体表面501を規則的に荒した場合、第5
図に示すように、通常、支持体501表面の凹凸形状に
沿って、光受容層502が堆積するため、支持体501
の凹凸の傾斜面と光受容層502の凹凸の傾斜面とが平
行になる。
したがって、その部分では入射光は2nd、=mλまた
は2ndl=(m子局)入が成立ち、夫々明部または暗
部となる。又、光受容層全体では光受容層の層厚ci、
  l d2 + d3 + d4の夫々一層があるた
め明暗の縞模様が現われる。
従って、支持体501表面を規則的に荒しただけでは、
干渉縞模様の発生を完全に防ぐことはできない。
又、表面を規則的に荒した支持体上に多層構成の光受容
層を堆積させた場合にも、第3図において、一層構成の
光受容部材で説明した支持体表面での正反射光と、光受
容層表面での反射光との干渉の他に、各層間の界面での
反射光による干渉が加わるため、一層構成の光受容部材
の干渉縞模様発現度合より一層複雑となる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、前述の欠点を解消した光に感受性のあ
る新規な光受容部材を提供することである。
本発明の別の目的は、可干渉性単色光を用いる画像形成
に適すると共に製造管理が容易である光受容部材を提供
することである。
本発明の更に別の目的は、画像形成時に現出する干渉縞
模様と反転現像時の斑点の現出を同時にしかも完全に解
消することができる光受容部材を提供することでもある
本発明のもう1つの目的は、電子写真法を利用するデジ
タル画像記録、取分け、ハーフトーン情報を有するデジ
タル画像記録が鮮明に且つ高解像度、高品質で行える光
受容部材を提供することでもある。
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
受容部材を提供することでもある。
本発明の他の目的は、上記の様な優れた特性のほか、更
に耐久性、連続繰返し特性、電気的耐圧性、使用環境特
性、機械的耐久性及び光受容特性に優れた光受容部材を
提供することにある。
〔発明のS要〕
本発明の光受容部材は、支持体と;シリコン原子とゲル
マニウム原子とを含む非晶質材料で構成された第1の層
と、シリコン原子を含む非晶質材ネ′Iで構成され光導
電性を示す第2の層と、シリコン原子と炭素原子とを含
む非晶質材料からなる表面層とが支持体側より順に設け
られた多層構成の光受容層と;を有し、前記光受容層が
ショートレンジ内に1対以トの非平行な界面を有し、該
非平行な界面が層厚方向と垂直な面内の少なくとも一方
向に多数配列し、該非平行な界面が配列方向において各
々なめらかに連結している光受容部材において、前記第
1の層中におけるゲルマニウム原子の分布状態が層厚方
向に不均一であり、目一つ前記第1の層及び第2の層の
少なくとも一方に伝導性を支配する物質が含有され、該
物質が含有されている層領域において該物質の分布状態
が層厚方向に不均一であることを特徴としている。
以下、本発明を図面に従って具体的に説明する。
第6図は、本発明の基本原理を説明するための説明図で
ある。
本発明において、装置の要求解像力よりも微小でなめら
かな凹凸形状を有する支持体(不図示)上に、その凹凸
の傾斜面に沿って多層構成の光受容層を有する。該光受
容層は第6図(A)に拡大して示されるように、第2層
602の層厚d、からd6と連続的に変化している為に
、界面603と界面604とは互いに傾向きを有してい
る。
従って、この微小部分(ショートレンジ)見に入射した
可干渉性光は、該微小部分立に於て干渉を起し、微小な
干渉縞模様を生ずる。
又、第7図に示す様に第1層701と第2層702の界
面703と第2層702の自由表面7゜4とが非平行で
あると、第7図の(A)に示す様に入射光■。に対する
反射光R1と出射光R3とはその進行方向がVいに異る
為、界面703と704とが平行な場合(第7図のr 
(B) J )に較べて干渉の度合が減少する。
従って、第7図の(C)に示す様に、一対の界面が平行
な関係にある場合(B)よりも非平行な場合(A)は干
渉しても干渉縞模様の明暗の差が無視し得る程度に小さ
くなる。その結果、微小部分の入用光量は平均化される
このことは、第6図に示す様に、第2層602の層厚が
マクロ的にも不均一(d7≠de)でも同様にいえる為
、全層領域に於て入射光量が均一になる(第6図のr 
(D)J参照)。
また、光受容層が多層構成である場合に於て照射側から
第2層まで可干渉性光が透過した場合に就いて本発明の
効果を述べれば、第8図に示す様に、入射光■。に対し
て、反射光R,,R2、R3,R1,R5が存在する。
その為各々の層で第7図を以って前記に説明したことが
生ずる。
従って、光受容層全体で考えると干渉は夫々の層での相
乗効果となる為、本発明によれば、光受容層を構成する
層の数が増大するにつれ、より一層干渉効果を防止する
ことが出来る。
又、微小部分内に於て生ずる干渉縞は、微小部分の大き
さが照射光スポット径より小さい為、即ち、解像度限界
より小さい為、画像に現れることはない。又、仮に画像
に現われているとしても眼の分解能以下なので実質的に
は何等支障を生じない。
本発明に於て、凹凸の傾斜面は反射光を一方向へ確実に
揃える為に、鏡面化1−げとされるのが望ましい。
本発明に適した微小部分の大きさ交(凹凸形状の一周期
分)は、照射光のスポット径をLとすれば、交≦Lであ
る。
この様に設計することにより、回折効果を積極的に利用
することができ、干渉縞の発現をより一層抑制すること
ができる。
又、本発明の目的をより効果的に達成する為には微小部
分立に於ける層厚の差(d5−dr、)は、照射光の波
長を入とすると、 であるのが望ましい。
本発明に於ては、多層構造の光受容層の微小部分立の層
厚内(以後「微小カラム」と称す)に於て、少なくとも
いずれか2つの層界面が非平行な関係にある様に各層の
層厚が各層の形成の際に微小カラム内に於て制御される
が、この条件を満足するならば該微小カラム内にいずれ
か2つの層界面が平行な関係にあっても良い。
但し、平行な層界面を形成する層は、任意の2つの位置
に於ける層厚の差が、 以下である様に全領域に於て均一層厚に形成されるのが
望ましい。
光受容層を構成するシリコン原子とゲルマニウム原子を
含む第1の層とシリコン原子を含む第2の層の形成には
、本発明の目的をより効果的且つ容易に達成する為に、
層厚を光学的レベルで正確に制御できることからプラズ
マ気相法(PCVD法)、光CVD法、熱CVD法が採
用される。
支持体表面に設けられるなめらかな凹凸は、円弧状の切
刃を有するバイトをフライス盤、旋盤等の切削加工機械
の所定位置に固定し、例えば円筒状支持体を予め所望に
従って設計されたプログラムに従って回転させながら規
則的に所定方向に移動させることにより、支持体表面を
正確に切削加工することで、所望のなめらかな凹凸形状
、ピッチ、深さで形成される。 この様な切削加工法に
よって形成される凹凸が作り出す正弦関数形線状突起部
は、円筒状支持体の中心軸を中心にした螺旋構造を有す
る。この様な構造の一例を第9図に示す。第9図におい
てLは支持体の長さであり、rは支持体の直径であり、
Pは螺旋ピッチであり、Dは溝の深さである。
正弦関数膨突起部の螺旋構造は、二重、三重の多重螺旋
構造、又は交叉螺旋構造とされても差支えない。
或いは、螺旋構造に加えて中心軸に沿った直線構造を導
入しても良い。
本発明に於ては、管理された状態で支持体表面に設けら
れるなめらかな凹凸の各ディメンジョンは、以下の点を
考慮した上で、本発明の目的を効l ソ 果的に達成出来る様に設定される。
即ち、第1には光受容層を構成するa  3 iRは、
層形成される表面の状態に構造敏感であって、表面状態
に応じて層品質は大きく変化する。
従って、a−3j層の層品質の低下を招来しない様に支
持体表面に設けられるなめらかな凹凸のディメンジョン
を設定する必要がある。
第2には光受容層の自由表面に極端な凹凸があると、画
像形成後のクリーニングに於てクリーニングを完全に行
なうことが出来なくなる。
また、ブレードクリーニングを行う場合、ブレードのい
たみが早くなるという問題がある。
1−記した層堆積」−の問題点、電子写真法のプロセス
上の問題点および、干渉縞模様を防ぐ条件を検討した結
果、支持体表面の四部のピッチは、好ましくは500g
m 〜0.3JLm、より好ましくは200JLm−1
gm、最適には50gm 〜5gmであるのが望ましい
又凹部の最大の深さは、好ましくは0.IIi、m−5
pL 最適には0.6pLm〜2gmとされるのが望ましい。
支持体表面の四部のピッチと最大深さが上記の範囲にあ
る場合、隣接する四部と凸部の各々の極小値点と極大値
点とを結ぶ傾斜面の傾きは、好ましくは1度〜20度、
より好ましくは3度〜15度、最適には4度〜lO度と
されるのが望ましい。
又、この様な支持体−J=に堆積される各層の層厚の不
均一に基く層厚差の最大は、同一ピッチ内で好ましくは
O.lILm〜2ILm、より好ましくは0、1pm”
1.5pm、最適には0.2gm〜Igmとされるのが
望ましい。
本発明の光受容部刹における光受容層はシリコン原子と
ゲルマニウム原子とを含む非晶質材料で構成された第1
の層と、シリコン原子を含む非晶質材料で構成され光導
電性を示す第2の層と、シリコン原子と炭素原子とを含
む非晶質材料からなる表面層とが支持体側より順に設け
られた多層構成となっているため、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、電子写真用光受容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、珪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、本発明の光受容部材は、全可視光領域において光
感度が高く、また、特に長波長側の光感度特性に優れて
いるため殊に、半導体レーザーとのマツチングに優れ、
■一つ光応答がVい。
以下、図面に従って、本発明の光受容部材に就て詳細に
説明する。
第10図は、本発明の実施態様例の光受容部材の層構成
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10図に示す光受容部材1004は、光受容部材用と
しての支持体1001の上に、光受容層toooを有す
る。
光受容層1000は、支持体1001側よりゲルマニウ
ム原子とシリコン原子とを含有し必要に応じて水素原子
及びハロゲン原子(X)の少なくとも一方を含む非晶質
材料(以後ra−3iGe(H、X)J と略記する)
で構成された第1の層(G)1002と必要に応じて水
素原子及びハロゲン原子(X)の少なくとも一方を含む
a−5t(以後ra−Si(H,X)J と略記する)
で構成され光導電性を有する第2の層(S)1003と
、表面層1005とが順に積層された層構造を有する。
第1の層(G)1002中に含有されるゲルマニウム原
子は、該第1の!(G)1002の層厚方向には連続的
であって且つ前記支持体1001の設けられである側と
は反対の側(光受容層1000の表面層1005側)の
方に対して前記支持体1001側の方に多く分布した状
態となる様に前記第1の層(G)1002中に含有され
る。
本発明の光受容部材においては、第1の層(G)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、支持体の表面と平
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
ものである。
本発明に於いては、第1の層(G)上に設けられる第2
の層(S)中には、ゲルマニウム原子は含有されておら
ず、この様な層構造に光受容層を形成することによって
、可視光領域をふくむ比較的短波長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受容
部材として得るものである。
又、第1の層CG)中に於けるゲルマニウム原子の分布
状態は全層領域にゲルマニウム原子が連続的に分布し、
ゲルマニウム原子の層厚方向の分布濃度Cが支持体側よ
り第2の層(S)に向って減少する変化が与えられてい
るので、第1の層(G)と第2の層(S)との間におけ
る親和性に優れ、且つ後述する様に、支持体側端部にお
いてゲルマニウム原子の分mW度Cを極端に大きくする
ことにより、半導体レーザ等を使用した場合の、第2の
層(S)では殆ど吸収しきれない長波長側の光を第1の
層(G)に於いて、実質的に完全に吸収することが出来
、支持体面からの反射による干渉を防I卜することが出
来る。
又、本発明の光受容部材に於いては、第1の層(G)と
第2の層(S)とを構成する非晶質材料の夫々がシリコ
ン原子という共通の構成要素を有しているので積層界面
に於いて化学的な安定性の確保が充分酸されている。
第11図乃至第19図には、本発明における光受容部材
の第1の層CG)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的例が示される。
尚、各図において、層厚及び濃度の表示はそのままの値
で示すと各々の図の違いが明確でなくなるため、極端な
形で図示しており、これらの図は模式的なものと理解さ
れたい。 実際の分布としては、本発明の目的が達成さ
れるべく、所望される分布濃度線が得られるように、t
、(i≦i≦8)又はC,(1≦i≦20)の値を選ぶ
か、あるいは分布カーブ全体に適当な係数を掛だものを
とるべきである。
第11図乃至第19図において、横軸はゲルマニウム原
子の分布濃度Cを、縦軸は、第1の層(G)の層厚を示
し、tBは支持体側の第1の層(G)の端面の位置を、
tTは支持体側とは反対側の層(G)の端面の位置を示
す。即ち、ゲルマニウム原子の含有される第1の層(G
)はtB側よりtT側に向って層形成がなされる。
第11図には、第1の層(G)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の典型例が示される
第11図に示される例では、ゲルマニウム原子の含有さ
れる第1の層(G)が形成される表面と該第1の層(G
)の表面とが接する界面位置tBより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
取り乍らゲルマニウム原子が形成される第1の層(G)
に含有され、位置t1よりは濃度C2より界面位置t−
rに至るまで徐々に連続的に減少されている。界面位置
t−rにおいてはゲルマニウム原子の分布濃度CはC3
とされる。
第12図に示される例においては、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t−rに至る
まで濃度C4から徐々に連続的に減少して位置t−rに
おいて濃度C5となる様な分布状態を形成している。
第13図の場合には、位置tBより位置t2までlオ、
ゲルマニウム原子の分布濃度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1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14図の場合には、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15図に示す例に於いては、ゲルマニウム原子の分布
濃度Cは、位置tnと位置し3間においては、濃度C9
と一定値であり、位置tTに於いては濃度CIOとされ
る。位置t3と位置t−r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16図に示される例においては、分布濃度Cは位置t
Bより位置t4までは濃度C11の一定値を取り、位置
t、より位置t−rまでは濃度C12より濃度CI3ま
で一次関数的に減少する分布状態とされている。
第17図に示す例においては、位置EBより位置t−r
に至るまで、ゲルマニウム原子の分布濃度Cは濃度CI
4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18図においては、位置tBより位置t5に至るまで
はゲルマニウム原子の分布濃度Cは、濃度CI5より濃
度CI6まで一次関数的に減少され、位置し5と位置t
Tとの間においては、濃度C1&の一定値とされた例が
示されている。
第19図に示される例において、ゲルマニウム原子の分
布濃度Cは、位置tBにおいて濃度CI7であり、位置
し6に至るまではこの濃度CI7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
て位置上6では濃度CI8とされる。
位置t6と位置し7との間においては、初め急激に減少
されて、その後は、緩やかに徐々に減少されて位置t7
で濃度C1゜となり、位置t7と位置上〇との間では、
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C2Qに至る。
位置t8と位置を丁との間においては濃度C20より実
質的に零になる様に図に示す如き形状の曲線に従って減
少されている。
以上、第11図乃至第19図により、第1の層(G)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、ゲルマニウム原子の分布濃度Cの高い
部分を有し、界面t1側においては、前記分布濃度Cは
支持体側に比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1の層(G)に設けられてい
る。
本発明における受容部材を構成する光受容層を構成する
第1の層(G)は好ましくは上記した様に支持体側の方
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。
本発明においては局在領域(A)は、第11図乃至第1
9図に示す記号を用いて説明すれば、界面位置tBより
5IL以内に設けられるのが望ましいものである。
本発明に於いては、上記局在領域(A)は、界面位置t
 より5川厚までの全層領域(LT)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(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)はその中に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がシリコン原子に対して、好ましく
は1oooat omi cppm以上、より好適には
5000at omi cppm以上、最適にはlXl
0’ at omi cppm以上とされる様な分布状
態となり得るよう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1の層は、支持体側からの層厚で5川以内(tBか
ら5JL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ものである。
本発明に於いて、形成される光受容層を構成する第2の
層(S)中に含有される水素原子(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、好ましくは1〜40at omi c%
、より好適には5〜30at omi c%、最適には
5〜25at omi c%とされるのが望ましい。
本発明において、第1の層中に含有されるゲルマニウム
原子の含有皺としては、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、好ましくは1
〜9.5X105 at。
miQ  ppm、より好ましくはlOO〜8×105
105ato  ppm、最適には500〜7X105
atomic  ppmとされるのが望ましいものであ
る。
本発明に於いて第1の層(G)と第2の層(S)との層
厚は、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受容部材に所望の特性
が充分与えられる様に、光受容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(G)の層厚TBは好ましく
は30人〜50終、より好ましくは、40A〜40ル、
最適には、50A〜30舊とされるのが望ましい。
又、第2の層(S)の層厚Tは、好ましくは0.5〜9
0終、より好ましくは1〜80川最適には2〜5011
.とされるのが望ましい。
第1の層(G)の層厚TBと第2層(S)の層厚Tの和
(TB十T)としては、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、光受容部材の層設針の際に所望に従って、適
宜決定される。
本発明の光受容部材に於いては、上記の(TB+T)の
数値範囲としては、好ましくは1〜100IL、より好
適には1〜80IL、最適には2〜50ルとされるのが
望ましい。
本発明のより好ましい実施態様例に於いては。
上記の層厚TB及び層厚Tとしては、好ましくはT B
/T≦1なる関係を満足する様に、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の数値の選択の
於いて、より好ましくは T  /T≦0.9.最適にはTB/T≦0.8なり る関係が満足される様に層厚TB及び層厚Tの値が決定
されるのが望ましいものである。
本発明に於いて、第1の層CG)中に含有されるゲルマ
ニウムニウム原子の含有量が1×105105ato 
 ppm以上の場合には、第1の層(G)の層厚TBと
しては、可成り薄くされるのが望ましく、好ましくは3
0−以下、より好ましくは25#1.以下、最適には2
0#L以下とされるのが望ましいものである。
本発明において、必要に応じて光受容層を構成する第1
の層(G)及び第2の層(S)中に含有されるハロゲン
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−3iGe (H,X) で構成さ
れる第1の層(G)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成される0例
えば、グロー放電法によって、a−SiGe (H,X
) で構成される第1の層(G)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
の原料ガスとゲルマニウム原子(Ge)を供給し得るG
e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含
有される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−3iGe(H,X)から成る
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Siで構
成されたターゲットと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の混合されたターゲット
を使用してスパッタリングする際、必要に応じて水素原
子()()又は/及びハロゲン原子(X)導入用のガス
をスパッタリング用の堆積室に導入してやれば良い。
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、SiH4,5t2H6,5i3HB
、5i4H1゜等のガス状態の又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、Si供給効率の良
さ等の点で5fH4,5i2T(6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,Ge2 H6,Ge3 H,、Ge4H、0,G 
e s Hl 2 、 G e 6HI 4 、 G 
e yH(6、G eB HHB 、 Geg H2o
等のガス状態の又はガス化し得る水素化ゲルマニウムが
有効に使用されるものとして挙げられ、殊に、層作成作
業時の取扱い易さ、Ge供給効率の良さ等の点で、Ge
H4、Ge2 H6、Ge3 HB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
む水素化ケイ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、CJIIF。
ClF3.BrF5.BrF3、IF3.IF、、IC
1、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、ハロゲン原子で
置換されたシラン誘導体としては、具体的には例えばS
iF4.Si2 F6.Si0文4、S i B r4
等のハロゲン化硅素が好ましいものとして挙げる事が出
来る。
この様なハロゲン原子を含む硅素化合物を採用してグロ
ー放電法によって本発明の特徴的な光受容部材を形成す
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ケイ素ガスを使用しなくと
も、所望の支持体上にハロゲン原子を含むa−5iGe
から成る第1の層(G)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1の層(
G)を作成する場合、基本的には1例えばSi供給用の
原料ガスとなるハロゲン化ケイ素と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1の層
(G)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−ヒに第1の層(G)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
子を含むケイ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。
反応性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−3iGe(H,X)から成る第1の層(G
)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Geから成るターゲットの二
枚を、或いはSfとGeから成るターゲットを使用して
、これを所望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、例えば、多結
晶シリコン又は単結晶シリコンと多結晶ゲルマニウム又
は単結晶ゲルマニウムとを夫々蒸発源として蒸着ポート
に収容し、この蒸発源を抵抗加熱法或いはエレクトロン
ビーム法(HB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事で行う事
が出来る。
この際、スパッタリング法、イオンブレーティング法の
何れの場合にも形成される層中に/\ロゲン原子を導入
するには、前記のノ\ロゲン化合物又は前記のハロゲン
原子を含むケイ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、F2、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、ノ\ロゲン原子導入用の原料ガスと
して上記されたハロゲン化合物或いは/\ロゲンを含む
硅素化合物が有効なものとして使用されるものであるが
、その他に、HF、HCI、HBr、HI等ノハロゲン
化水素、SiH2F2、SiH2I2 、SiH2C見
2.5iHC文3、SiH,Br2,5iHBr3等ノ
/\ロゲン置換水素化ケイ素、及びGeHF3.GeH
,、F2、GeB3  F、  GeHCl3  、 
 GeB2  C見2、GeB3 C1、GeHBr3
  、  GeB2  B  r2  、GeB3  
Br、  GeHI3  、  GeB2 I 2 、
GeH3I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、GeF4 
、GeC1,、GeBr4、Ge I4.GeF2 、
GeC1,、GeB r2゜Ge I2 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1の層(G)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
1の層(G)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1の層(G)中に構造的に導入するには、
上記の他にF2、或いはS i H4、Si2 H6、
Si3 HB、5f4HIo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、GeH4、Ge2H6,Ge3 HB 、Ge、
、H,。、Ge5H,2,Ge6H,4,Ge、H,6
,GeBH,B 、Geg F2゜等の水素化ゲルマニ
ウムとSi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、形成される光受容層を構
成する第1の層(G)中に含有される水素原子(H)の
量又は/\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、好ましくは0.01〜
40atomi c%、より好適には0.05〜30a
tomi、c%、最適にはo、t〜25atomic%
とされるのが望ましい。
第1の層(G)中に含有される水素原子(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−3i(H,X)で構成される第2
の層(S)を形成するには、前記した第1の層(G)形
成用の出発物質(I)の中より、Ge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(S)形成
用の出発物質(II))を使用して、第1の層(G)を
形成する場合と、同様の方法と条件に従って行うことが
出来る。
即ち、本発明において、a−S i (H、X)で構成
される第2の層(S)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(S)を形成するには、基本的には前
記したシリコン原子(S i)を供給し得るSi供給用
の原料ガスと共に、必要に応じて水素原子(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されである
所定の支持体表面上にa−5i (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1fA
r、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Si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(H)又は/及びハロ
ゲン原子(X)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。
本発明の光受容部材1004においては、少なくとも第
1の層(G)1002又は/及び第2の層(S)100
3に伝導特性を支配する物質(C)が含有されており、
該物質(C)が含有される層に所望の伝導特性が与えら
れている。
本発明においては、第1の層(G)1002又は/及び
第2の層(S)1003に含有される伝導特性を支配す
る物質(C)は、物質(C)が含有される層の全層領域
に含有されてもよく、物質(C)が含有される層の一部
の層領域に偏在する様に含有されていてもよい。
しかし、いずれの場合においても、前記物質(C)の含
有される層領域(PN)において、該物質の層厚方向の
分布状態は不均一とされる。
つまり、例えば、第1の層CG)の全層領域に前記物質
(C)を含有させるのであれば、第1の層(G)の支持
体側の方に多く分布する様に前記物質(C)が第1の層
(G)中に含有される。
この様に、層領域(PN)において、前記物質(C)の
層厚方向の分布濃度を不均一にすることで、他の層との
接触界面での光学的、電気的接合を良好にすることがで
きる。
本発明に於いて伝導特性を支配する物質(C)を第1の
層(G)の一部の層領域に偏在する様に第1の層(G)
中に含有させる場合には、前記物質(C)の含有される
層領域(PN)は、第1の層CG)の端部層領域として
設けられ、その都度、所望に応じて適宜法められる。
本発明に於いては、第2の層(S)中に前記物質(C)
を含有させる場合、好ましくは、少なくとも第1の層(
G)との接触界面を含む層領域中に前記物質(C)を含
有させるのが望ましい。
第1の層(G)と第2の層(S)の両方に伝導特性を支
配する物質(C)を含有させる場合、第1の層(G)に
於ける前記物質(C)が含有されている層領域と、第2
の層(S)に於ける前記物質(C)が含有されている層
領域とが、互いに接触する様に設けるのが望ましい。
又、第1の層CG)と第2の層(S)とに含有される前
記物質(C)は、第1のJ! (G)と第2の層(S)
とに於いて同種類でも異種類であっても良く、又、その
含有量は各層に於いて、同じでも異っていても良い。
面乍ら、本発明に於いては、各層に含有される前記物質
(C)が両者に於いて同種類である場合には、第1の層
(G)中に含有量を充分多くするか、又は、電気的特性
の異なる種類の物質(C)を所望の各層に、夫々含有さ
せるのが好ましい。
本発明に於いては、少なくとも光受容層を構成する第1
の層(G)又は/及び第2の層(S)中に、伝導特性を
支配する物質(C)を含有させることにより、該物質(
C)の含有される層領域〔第1の層(G)の又は/及び
第2の層(S)の一部又は全部の層領域のいずれでも良
い〕の伝導特性を所望に従って任意に制御することが出
来るものであるが、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、形成される光受容層を構成するa−3i(H
,X)又は/及びa−3iGe(H、X)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、B(硼素)、A4(ア
ルミニウム)、Ga(ガリウム)、In(インジウム)
、Tu(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)、As(砒素)、sb(
アンチモン)、Bi(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、伝導特性を制御する物質(C)が含有
される層領域(PN)に於けるその含有量は、該層領域
(PN)に要求される伝導性、或いは、該層領域(PN
)が支持体に直に接触して設けられる場合には、その支
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(PN)に直ちに接触して設けられる他
の層領域や、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(C)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(C)の含有量としては、好ましくは
0.01〜5XIO4at omic  ppm、より
好適には0.5〜IXIO4atomic  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30atomicppm以上、より好適には
50at omi cppm以上、最適には10010
0ato  ppm以上とすることによって、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、
光受容層の自由表面が■極性に帯電処理を受けた際に支
持体側からの光受容層中への電子注入を効果的に阻I]
ニすることが出来、又、前記含有させる物質(C)が前
記のn型不純物の場合には、光受容層の自由表面がθ極
性に帯電処理を受けた際に支持体側から光受容中への正
孔の注入を効果的に阻止することが出来る。
」二記の様な場合には、前述した様に、前記層領域(P
N)を除いた部分の層領域(Z)には、層領域(PN)
に含有される伝導特性を支配する物質(C)の伝導型の
極性とは別の伝導型の極性の伝導特性を支配する物質(
C)を含有させても良いし、或いは、同極性の伝導型を
有する伝導特性を支配する物質(C)を層領域(PN)
に含有させ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(C)の含有量としては、層領域
(PN)に含有される前記物質(C)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、0.001〜1001000at  ppm、
より好適には0.05〜500atomic  ppm
、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(C)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3
0atomic  ppm以下とするのが望ましい。
本発明に於いては、光受容層に、一方の極性の伝導型を
有する伝導性を支配する物質を含有させた層領域と、他
方の極性の伝導型を有する伝導性を支配する物質を含有
yせた層領域とを直に接触する様に設けて、該接触領域
に所謂空乏層を設けることも出来る。
詰り、例えば、光受容層中に、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。
第27図乃至第35図には、本発明における光受容部材
の層領域(PN)中に含有される伝導性を支配する物質
(C)の層厚方向の分布状態の典型的例が示される。尚
、各図において、層厚及び濃度の表示はそのままの値で
示すと各々の図の違いが明確でなでなくなるため、極端
な形で図示しており、これらの図は模式的なものと理解
されたい。実際の分布としては、本発明の目的が達成さ
れる可く所望される分*濃度線が得られる様に、t、(
1≦i≦9)又はC,(1≦i≦17)の+     
                         
1値を選ぶか、あるいは分布カーブ全体に適当な係数を
掛だものをとるべきである。
第27図乃至第35図において、横軸は物質(C)の分
布濃度Cを、縦軸は、層領域(PN)の層厚を示し、t
Bは支持体側の層領域(PN)の端面の位置を、tlは
支持体側とは反対側の層領域(P N)の端面の位置を
示す。即ち、物質(C)の含有される層領域(PN)は
tB側よりt−r側に向って層形成がなされる。
第27図には、層領域(PN)に含有される物質(C)
の層厚方向の分布状態の第1の典型例が示される。
第27図に示される例では、物質(C)の含有される層
領域(PN)が形成される表面と該層領域(PN)の表
面とが接する界面位置tnよりt、の位置までは、物質
(C)の分布濃度CがCIなる一定の値を取り乍ら物質
(C)が形成される層領域(PN)に含有され、位置t
1よりは濃度C2より界面位置t1に至る まで徐々に連続的に減少されている。界面位置t1にお
いては物質(C)の分布濃度Cは実質的に零とされる(
ここでは実質的に零とは検出限界量床満の場合である)
第28図に示される例においては、含有される物質(C
)の分布濃度Cは位置tBより位置t−rに至るまで濃
度C3から徐々に連続的に減少して位置tTにおいて濃
度C4となる様な分布状態を形成している。
第29図の場合には、位置tBより位置t2までは、物
質(C)の分布濃度Cは濃度c5と一定値とされ、位置
t2と位置t−rとの間において、徐々に連続的に減少
され、位MtTにおいて、分布濃度Cは実質的に零とさ
れている。
第30図の場合には、物質(C)の分布濃度Cは位置t
Bより位置t。に至るまで、濃度C6より初め連続的に
徐々に減少され11位置t3よりは、急速に連続的に減
少されて位置t1において実質的に零とされている。
第31図に示す例に於いては、物質(C)の分布濃度C
は、位置tBと位置t4との間においては、濃度C7と
一定値であり、位置E□に於いては濃度Cは零とされる
。位置t4と位置tTとの間では、分布濃度Cは一次関
数的に位置t4より位置tTに至るまで減少されている
第32図に示される例においては、分布濃度Cは位置t
Bより位置t5までは濃度c8の一定値を取り、位置t
5より位置t1までは濃度C9より濃度CIOまで一次
関数的に減少する分布状態とされている。
第33図に示す例においては、位置tBより位置t、に
至るまで、物質(C)の分布濃度Cは濃度CI+ 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34図においては、位置tnより位置t6に至るまで
は物質(C)の分布濃度Cは、濃度CI2より濃度CI
3まで一次関数的に減少され、位置t6と位置計〇との
間においては、濃度CI3の一定値とされた例が示され
ている。
第35図に示される例において、物質(C)の分布濃度
Cは、位WtBにおいて濃度 CI4であり、位置t7に至るまではこの濃度CI4よ
り初めはゆっくりと減少され、t7の位置付近において
は、急激に減少されて位置t7では濃度C15とされる
位置t7と位置t6との間においては、初め急激に減少
されて、その後は、緩やかに徐々に減少されて位置計8
で濃度C16となり、位置計〇と位置t9との間では、
徐々に減少されて位置t9において、濃度CI7に至る
。位置t9と位置tTとの間においては濃度CI7 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27図乃至第35図により、層領域(PN)中
に含有される物質(C)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、物質(C)の分布濃度Cの高い部分を有し、
界面tT側においては、前記分布濃度Cは支持体側に比
べて可成り低くされた部分を有する物質(C)の分布状
態が層領域(PN)に設けられているのが望ましい。
本発明における受容部材を構成する光受容層を構成する
層領域(PN)は好ましくは上記した様に支持体側の方
に物質(C)が比較的高濃度で含有されている局在領域
(B)を有するのが望ましい。
本発明においては局在領域(B)は、第27図乃至第3
5図に示す記号を用いて説明すれば、界面位置tnより
5Jj、以内に設けられているのが望ましいものである
本発明に於ては、L記局在領域(B)は、界面位置tB
より51L厚までの全層領域(L)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(B)を層領域(L)の一部とするか又は全部
とするかは、形成される光受容層に要求される特性に従
って適宜状められる。
光受容層を構成する層中に、伝導特性を制御する物質(
C)、たとえば第■族原子あるいは第V族原子を構造的
に導入して前記物質(C)の含有Xれた層領域(PN)
を形成するには、層形成の際に、第■族原子導入用の出
発物質あるいは第■族原子導入用の出発物質をガス状態
で堆積室中に光受容層を形成するための他の出発物質と
共に導入してやればよい。この様な第■族原子導入用の
出発物質となり得るものとしては、常温常圧でガス状態
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好ましい。その様な第■族原子導入
用の出発物質として具体的には硼素原子導入用としては
、B2H6、B4HI O、B5H9・BSHII・B
6 HI O・B6H12、B6H14等の水素化硼素
、BF3 、BC13、BBr3等のハロゲン化硼素等
が挙げられる。この他、AlCl3.GaCl3.Ga
 (CH3)3.InCl3.TlCl3等も挙げるこ
とができる。
第V族原子導入用の出発物質として、本発明において有
効に使用されるのは、燐原子導入用としては、PH3,
P2H4等の水素化燐、PH4I、PF3.PF5 、
PC13、PCI5 。
PBr3.PBr3.PI3等ノハロゲン化燐が挙げら
れる。この他、AsH3,AsF3 、AsCl3.A
sBr3、AsF5.5bI(3,SbF3.SbF5
.SbC+3,5bC15,5i)13 、S ic 
13 、B1Br3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。
第10図に示される光受容部材1004においては、第
2の層1003上に形成される表面層1005は自由表
面を有し、主に耐湿性、連続繰返し特性、電気的耐圧性
、使用環境特性、機械的耐久性、光受容特性において本
発明の目的を達成する為に設けられる。
本発明に於ける表面層1005は、シリコン原子(S 
i)と炭素原子(C)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ra−(SiC+)x      −xy (H9X)1  」と記す。但し、O<X、y≦ y l)で構成される。
a (Si C+ ) (H,X)+ ”t’X   
−X  y−y 構成される表面層1005の形成はグロー放電法のよう
なプラズマ気相法(PCVD法)、あるいは光CVD法
、熱CVD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、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受容部材を製造
するための作製条件の制御が比較的容易である、シリコ
ン原子と共に炭素原子及びハロゲン原子を、作製する表
面層1005中に導入するのが容易に行える等の利点か
らグロー放電法或はスパッター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
ターリング法とを同一装置系内で併用して表面層100
5を形成してもよい。
グロー放電法によって表面層1005を形成するには。
a−(Si    CH)     (H,X)+  
   。
x   −xy 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−Lに形成されで
ある層上に a−(Si  C+   )   (1(、X)+  
x     −xy を堆積させれば良い。
本発明に於いて、a−(SiC1) x     −xy (H,X)+   形成用の原料ガスとしては、シ y リコン原子(Si)、炭素原子(C)、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、C,H,Xの中ノ一つトシテ、sIを構成原子と
する原料ガスを使用する場合は、例えば、Siを構成原
子とする原料ガスと、Cを構成原子とする原料ガスと、
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
て使用するか、又はSiを構成原子とする原料ガスと、
C及びHを構成原子とする原料ガス又は/及びC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、Stを構成原子とする原料ガ
スと、Si、C及びHの3つを構成原子とする原料ガス
又は、Si、C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、StとHとを構成原子とする原料ガスに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し
、SiとXとを構成原子とする原料ガスにCを構成原子
とする原料ガスを混合して使用してもよい。
本発明に於いて1表面層1005中に含有されるハロゲ
ン原子(X)として好適なのは、F。
C1,Br、Iであり、殊にF、C1が望ましいもので
ある。
本発明に於いて、表面層1005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
挙げることができる。
本発明に於いて、表面層1005形成用の原料ガスとし
て有効に使用されるのは、SiとHとを構成原子とする
S i H4、S i2 Hb * S 13HB、5
i4H1,等のシラ7(SiJljane)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、ハロゲ
ン単体、ハロゲン化水素、ハロゲン間化合物、ハロゲン
化硅素、ハロゲン置換水素化硅素、水素化硅素等を挙げ
る事ができる。具体的には、飽和炭化水素としてはメタ
ン(CH4)、エタン(CZ H6) 、プロパン(C
3Ha)、n−ブタン(n  C4HIO)、ペンタン
(Cs H+ 2 ) 、エチレン炭化水素としては、
エチレン(C2H4) 、プロピレン(C3H6)、ブ
テン−1(C4He)、ブテン−2(C4)(8)、 
イソブチレン(C4H8) 、ペンテン(CsH+o)
、アセチレン系炭化水素としては、アセチレン(C2H
2) 、メチルアセチレン(C3H4)、ブチン(C4
)H6)、ハロゲン単体としては、フッ素、塩素、臭素
、ヨウ素のノ\ロゲンガス、ハロゲン化水素としては、
FH,Hl、HCM、HBr、ハロゲン間化合物として
は、BrF、CIF、ClF3.ClF5.BrF5 
、BrF3 、IF7 、IF5.ICJL、IBr、
ハロゲン化硅素としては、SiF4.Si2F6 .5
iCu3Br、5iCu2Br2 .5iCuBr3.
5iCJJ3 I 、SiBr4.ハロゲン置換水素化
硅素としては、SiH2F2,5iH2C文、、5iH
C文3,5iH3C見、5iH3Br、5iH3Br、
5iH2Br2.5iHB r3.水素化硅素としては
、SiH4。
Si2 H6,5t3H8,5i4H1゜等のシラン(
SiQane)類、等々を挙げることができる。
これ等の他にCF4.CCJI、、CBr4 、CHF
3 、CH2F2 、CH3F 、CH30文 、CH
3Br、CH3I、C2H3OM等ノハロゲン置換パラ
フィン系炭化水素、SF、、SF6等のフッ素化硫黄化
合物、S i (CH3) 4 、 S i(C2H5
)4等のケイ化アルキルや5iCJ1(CH3)3  
、SiC見2  (CH3) 2 、 S 1CJl1
3 CI(3等のハロゲン含有ケイ化アルキル等のシラ
ン誘導体も有効なものとして挙げることができる。
これ等の表面層1005形成物質は形成される表面層1
005中に、所定の組成比でシリコン原子、炭素原子及
びハロゲン原子と必要に応じて水素原子とが含有される
様に、表面層1005の形成の際に所望に従って選択さ
れて使用される。
例えば、シリコン原子と炭素原子と水素原子との含有が
容易に成し得て且つ所望の特性の層が形成され得るS 
i (CH3)aと、ハロゲン原子を含有させるものと
しての5iHCJ13.5iH2C交2  、SiC見
4、或いは、5iH3C見等を所定の混合比にして、ガ
ス状態で表面層1005形成用の装置内に導入してグロ
ー放電を生起させることによッテa −(S i  C
+   )  (Cl+x     −x H)、  から成る表面層1005を形成するこ−y とができる。
スパッターリング法によって表面層1005を形成する
には、単結晶又は多結晶のSiウェーハー又はCウェー
ハー又はStとC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、これらを必要に応じてハロゲン
原子又は/及び水素原子を構成要素として含む種々のガ
ス雰囲気中でスパッターリングすることによって行えば
良い。
例えば、Siウェーハーをターゲットとして使用すれば
、CとH又は/及びXを導入するための原料ガスを、必
要に応じて稀釈して、スパッター用の堆積室中に導入し
、これらのガスのガスプラズマを形成して前記Siウェ
ーハーをスパッターリングすれば良い。
又、別には、StとCとは別々のターゲットとして、又
はSiとCの混合した一枚のターゲットを使用すること
によって、必要に応じて水素原子又は/及びハロゲン原
子を含有するガス雰囲気中で、スパッターリングするこ
とによって成される。C,H及びXの導入用の原料ガス
となる物質としては、先述したグロー放電の例で示した
表面層1005形成用の物質がスパッターリング法の場
合にも有効な物質として使用され得る。
本発明に於いて、表面層1005をグロー放電法又はス
パッター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。
本発明に於ける表面層1005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、Si、C,必要に応じてH又は/及びX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、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
XXC+   )   CH,X)+−が形成される様
に、−x    y                
y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、表面層1005を電気的耐圧性の向上を主な目
的として設けるには、 a−(St  (g   )   (H,X)+  。
x      −xy 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
目的として表面層1005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 −(Si  C1)   (H+X)t  。
x      −xy が作成がされる。
第2の層表面に a−(Si  CI  )   (H,X)+ −yx
      −xy から成る表面層1005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
な因子であって、本発明に於いては、目的とする特性を
有する a −(Si  CI  )   (H+X) 1−y
x      −xy が所望通りに作成され得る様に層作成時の支持体温度が
厳密に制御されるのが望ましい。
本発明に於ける、所望の目的が効果的に達成されるため
の表面層1005の形成法に併せて適宜最適範囲が選択
されて、表面層1005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ものであ
る。表面層1005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
ーリング法の採用が有利であるが、これ等の層形成法で
表面層1005を形成する場合には前記の支持体温度と
同様に層形成の際の放電パワーが作成される a  (S iCr   )   (H9x) t  
yx      −xy の特性を左右する重要な因子の一つである。
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−(Si CI  )  (H9x)I−アx   
   −xy が生産性良く効果的に作成されるための放電パワー条件
としては好ましくは10〜100OW、より好適には2
0〜750W、最適には50〜650Wとされるのが望
ましいものである。
堆積室のガス圧は好ましくは0.0l−IT。
rr、より好適には0.1〜0.5Torr程度とされ
るのが望ましい。
本発明に於いては、表面層1005を作成するための支
持体温度、放電パワーの望ましい数値範囲として前記し
た範囲の値が挙げられるが、これ等の層作成ファクター
は、独立的に別々に決められるものではなく、所望特性
の a  (S iCH)   (H* X ) 1yx 
     −xy から成る表面層1005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。
本発明の光受容部材に於ける表面層1005に含有され
る炭素原子の量は、表面層1005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表面層1
005が形成される重要な因子である。
本発明に於ける表面!1005に含有される炭素原子の
量は、表面層1005を構成する非晶質材料の種類及び
その特性に応じて適宜所望に応じて決められるものであ
る。
即ち、前記一般式a−(SiC1) x     −xy (H,X)+   で示される非晶質材料は、大別 y すると、シリコン原子と炭素原子とで構成される非晶質
材料(以後、ra−3iCIJと記a     −a す。但し、0<a<1)、シリコン原子と炭素原子と水
素原子とで構成される非晶質材料(以後、ra−(Si
  C8)  I(+   Jと記す。
b     −be     −c 但し、o<b、cal)、シリコン原子と炭素原子とハ
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  (S i dC+   )
   (H,X)t   ]と記す。但し0−d   
 e             −e<d、e<1)、
に分類される。
本発明に於いて、表面層1005がa−3iaC亀  
で構成される場合、表面層1005に含 a 有される炭素原子の量は好ましくは、lXl0−3〜9
0atomic%、より好適には1〜80 a t o
 m i c%、最適には10〜75atomic%と
されるのが望ましものである。 即ち、先のa−3i 
 (,1のaの表示で行えば、a      −a aが好ましくは0.1〜0.99999、より好適には
0.2〜0.99、最適には、0.25〜0.9である
本発明に於いて、表面層1005がa−(SibCs 
  )  H+   で構成される場合、表面層be 
    −c 1005に含有される炭素原子の量は、好ましくはlX
l0−3〜90at omi c%とされ、より好まし
くは、1〜90atomic%、最適には10〜80a
tomic%とされるのが望ましいものである。水素原
子の含有量としては、好ましくは1〜40atomic
%、より好ましくは2〜35atomfc%、最適には
5〜30atomic%とされるのが望ましく、これ等
の範囲に水素含有量がある場合に形成される光受容部材
は、実際面に於いて優れたものとして充分適用させ得る
即ち、先のa−(Si  C+  5)。H,−8の表
示で行なえばbが好ましくは、0.1〜0゜99999
、より好適には、0.1〜0.99、最適には、0.1
5〜0.9、Cが好ましくは、0.6〜0.99、より
好適には0.65〜0゜98、最適には0.7〜0.9
5であるのが望ましい。
表面層1005が、a−(SiC1) d   −de (H、X) +   で構成される場合には、表面層 
e 1005中に含有される炭素原子の含有量としては、好
ましくは、lXl0−3〜90at omiC%、より
好適には、1〜90at omi c%、最適には10
〜80 a t o m i c%とされるのが望まし
いものである。ハロゲン原子の含有量としては、好まし
くは、1〜20at omi c%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
成される光受容部材を実際面に充分適用させ得るもので
ある。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19atomic%以下、より好適には
13at omi c%以下とされるのが望ましいもの
である。
即ち、先のa−(SiC+) d   −de (H,X)+   のd、eの表示で行なえば、 e dが好ましくは、O,l−0,99999、より好適に
は、0.1〜0.99、最適には0.15〜0.9、e
が好ましくは、0.8〜0.99、より好適には0.8
2〜0.99、最適には 0.85〜0.98であるの
が望ましい。
本発明に於ける表面層1005の層厚の数範囲は本発明
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。
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、表面層1005の層厚は、該層中に含有される炭素
原子の量や第1の層、第2の層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。
本発明に於ける表面層1005の層厚としては、好まし
くは0.003〜30用、好適には0.004〜201
L、最適には、0.005NlO川とされるのが望まし
いものである。
表面層1005には、とりわけ、機械的耐久性に対する
保護層としての働き、及び光学的には反射防止層として
の働きを主に荷わせることができる。
表面層1005は、次の条件を満すとき、反射防止層と
しての機能を果すのに適している。
即ち、表面層1005の屈折率をn9層厚をd、入射光
の波長をλとすると、 のとき、又はその奇数倍のとき、表面層は、反射防止層
として適している。又、第2の層の屈折率をn とした
場合、表面層の屈折率nがn=(n)展 を満し、且つ表面層の層厚dが 又はその奇数倍であるとき、表面層は反射防止層として
最適である。a−Si:Hを第2の層として用いる場合
、a−3i:Hの屈折率は、約3゜3であるので、表面
層としては、屈折率1.82の材料が適している。a−
SiC:HはCの量を調整することにより、このような
値の屈折率とすることかでき、かつ機械的耐久性、層間
の密着性及び電気的特性も十分に満足させることができ
るので、表面層の材料としては最適なものである。
また表面層1005を反射防止層としての役割に重点を
置く場合には、表面層の層厚としては、0.05〜21
1.mとされるのがより望ましい。
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、AJI、Cr、Mo、A 
u 、 N b 、 T a 、 V 、 T i 。
Pt、Pd等の金属又はこれ等の合金が挙げられる。
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、AJJ、Cr、Mo、A
u、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、AJ
I、Cr、Mo、Au、Ir。
Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pd、In2O3。
5n02 、ITO(I n203 +5n02 )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、AM、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1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10図の光受容部材1004を電子写真用
光受容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、所望通りの光受容部材が形成される用
に適宜決定されるが、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
囲内であれば可能な限り薄くされる。面乍ら、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、好ましくは1OIL以上とされる。
次に、本発明の光受容部材の製造方法の一例の概略につ
いて説明する。
第20図に光受容部材の製造装置の一例を示す。
図中、2002〜2006.2045のガスボンベには
1本発明の光受容部材を形成するための原料ガスが密封
されており、その−例として例えば2002は、SiH
4ガス(純度99.999%、以下 SiH4と略す)
ボンベ、2003はGeH4ガス(純度99.999%
、以下 GeH4と略す)ボンベ、2004はSiF4
ガス(純度99.99%、以下SiF4と略す)ボンベ
、2005はH2で希釈されたB2H6ガス(純度99
.999%、以下B2H6/H2と略す)ボンベ、20
06はH2ガス(純度99.999%)ボンベ、204
5はCH4ガス(純度99.999%)ボンベである。
これらのガスを反応室2001に流入させるにはガスポ
ンベ2002〜2006.2045のバルブ2022〜
2026.2044、リークバルブ2035が閉じられ
ていることを確認し、また流入バルブ2012〜201
6.2043、流出バルブ2017〜2021.204
1、補助バルブ2032.2033が開かれていること
を確認して、先ずメインバルブ2034を開いて反応室
2001、及び各ガス配管内を排気する。 次に真空計
20367)読みが約5XIO−6Torrになった時
点で補助バルブ2032.2033、流出バルブ201
7〜2021.2041を閉じる。
次に、シリンダー状基体2037上に光受容層を形成す
る場合の1例をあげると、ガスボンベ2002よりSi
H4ガス、ガスポンベ2003よりGeH4ガス、ガス
ポンベ2005よりB2H6/H2ガス、2006より
H2ガスをバルブ2022.2023.2025.20
26を開いて出口圧ゲージ2027.2028.203
0.2031の圧をI K g / c m 2に調整
し、流入バルブ2012.2013.2015.201
6を徐々に開けて、マスフロコントローラ2007.2
008.2010.2011内に夫々流入させる。引続
いて流出バルブ2017.2018.2020.202
1、補助バルブ2032.2033を徐々に開いて夫々
のガスを反応室2001に流入させる。このときのSi
H4ガス流量、GeH,ガス流量、B2H6/H2ガス
流量、H2ガス流量の比が所望の値になるように流出バ
ルブ2017.2018.2020.2021を調整し
、また、反応室2001内の圧力が所望の値になるよう
に真空計2036の読みを見ながらメインバルブ203
4の開口を調整する。 そして、基体2037の温度が
加熱ヒーター2038により50〜400’Oの範囲の
温度に設定されていることを確認した後、電源2040
を所望の電力に設定して反応室2001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ガス変化率曲
線に従ってGeH4ガスの流量及びB2H6/H2ガス
の流量を手動あるいは外部駆動モータ等の方法によって
バルブ2018.2020の開口を漸次変化させる操作
を行って形成される層中に含有される硼素原子の分布濃
度を制御する。
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2037上に第1の層(G)を形成する。所
望層厚に第1の層(G)が形成された段階において、流
出バルブ2018を完全に閉じるこ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1の層CG)上に
ゲルマニウム原子の実質的に含有されない第2の層(S
)を形成することができる。
又、第1の層(G)及び第2の層(S)の各層には、流
出バルブ2020を適宜開閉することで硼素を含有させ
たり、含有させなかったり、あるいは各層の一部の層領
域にだけ硼素を含有させることもできる。
上記の第2の層(S)を形成した後、マスフロコントロ
ーラー2007と2042を所定の流量比に設定する以
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2の層(S)上にシリコン原子と炭
素原子から主に構成される表面層を所望層厚に形成する
ことができる。
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2037はモーター2039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9図に示される形状(長さくL)357mm、径(r
)80mm、ピッチ(P)25gm、深さくD)0.8
ILmの螺旋溝表面形状)のAl支持体を作製した。
次に、第20図の堆積装置を使用し、第7表に示す条件
で種々の操作手順にしたがって、前述のAI支持体トに
a−3t光受容層を堆積した(試料pio、1−1)。
なお、第1層は、GeH4、S iH4、B2H6/ 
H2の各ガスの流量を第22図及び第36図のようにな
るように、マスフロコントローラー2007.2008
.2010をコンピューター(HP9845B)により
制御して形成した。
尚、表面層の堆積は次の様にして行なわれた。
第2層の堆積後、第7表に示す様に、CH4ガス流量が
S i H4ガス流量に対して流i比がSiH4/CH
4=1/30となる様に各ガスに対応するマスフロコン
トローラーを設定し、高周波電力15 owテo 、 
5 ILm厚のa−SiC(H)を堆積した。
別に同一の表面性の円筒状Al支持体−Lに、第1層及
び第2層形成時の放電電力をいづれも5゜Wとした以外
は一上記の場合と同様にして、光受容層を形成したとこ
ろ、第21図(A)に示す様に表面層2105の表面は
支持体2101の表面に対して平行になっていた。 こ
の場合、Al支持体の中央と両端部とで全層の層厚の差
はlpmであった(試料No、1−2)。
また、前記試料No、1−1の場合には第21図(B)
の様に表面層2105の表面と支持体2101の表面と
は非平行であった。この場合、Al支持体の中央と両端
部とでの平均層厚の層厚差は2延mであった。
以−ヒ2種類の電子写真用の光受容部材について、波長
780nmの半導体レーザーをスポット径80pmで第
26図に示す装置で画像露光を行ない、それを現像、転
写して画像を得た。第21図(A)に示す表面性の光受
容部材では干渉縞模様が観察された。
一方、第21図(B)に示す表面性を有する光受容部材
では干渉縞模様は観察されず、実用に十分な電子写真特
性を示すものが得られた。
実施例2 実施例1の試料No、1−1の場合と同様にして第2層
まで堆積した後、水素(H2)ガスボンベをアルゴン(
Ar)ガスボンベに取り換え、堆積装置を清掃し、カソ
ード電極−LにSiからなるスパッタリング用ターゲッ
トとグラファイトからなるスパッタリング用ターゲット
とを面積比が第1表試料No 、lotに示す如くにな
る様に一面に張る。前記光受容部材を設置し、堆積装置
内を拡散ポンプで十分に減圧する。その後アルゴンガス
を0.015Torrまで導入し高周波電力150Wで
グロー放電を起して表面材料をスパッタリングして前記
支持体上に第1表試料No、101の表面層を堆積した
同様にして、Siとグラファイトのターゲットの面積比
を変えて、表面層を第1表試料No、102〜107に
示される様に形成する以外は上記と同様の方法で光受容
部材を作製した。
こうして得られた電子写真用光受容部材の夫々につき、
実施例1と同様にレーザーで画像露光し、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1表の如き結果を得た。
実施例3 表面層の形成時、SiH4ガスとCH4ガスの流量比を
変えて、表面層におけるシリコン原子と炭素原子の含有
量比を変化させる以外は実施例1の試料No、1−1の
場合と全く同様な方法によって電子写真用光受容部材の
夫々を作製した。
こうして得られた電子写真用光受容部材の夫々につき、
実施例1と同様にレーザーで画像露光し、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2表の如き結果を得た。
実施例4 表面層の形成時、SiH4ガス、SiF4ガス、CH4
ガスの流量比を変えて、表面層におけるシリコン原子と
炭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、l−1の場合と全く同様な方法によって電子写真
用光受容部材の夫々を作製した。
こうして得られた電子写真用光受容部材の夫々につき、
実施例1と同様にレーザーで画像露光し、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3表の如き結果を得た。
実施例5 表面層の層厚を変える以外は実施例1の試料No、1−
1の場合と全く同様な方法によって電子写真用光受容部
材の夫々を作製した。
こうして得られた電子写真用光受容部材の夫々につき、
実施例1と同様に、作像、現像、クリーニングの工程を
繰り返し、第4表の如き結果を得た。
実施例6 表面層の作製時の放電電力を300Wとし、平均層厚を
2#Lmとする以外は実施例1の試料N0、l−1の場
合と全く同様な方法によって電子写真用光受容部材を作
製した。
こうして得られた電子写真用光受容部材の表面層の平均
層厚差は中央と両端で0.51万mであった。  また
、微小部分での層厚差は0 、1 JLmであった。
この様な電子写真用光受容部材では干渉縞は観察されず
、また実施例1と同様な装置で作像、現像、クリーニン
グの工程を繰り返し行ったが、実用に十分なものであっ
た。
実施例7 シリンダー状AfL支持体の表面を旋盤で、第5表のよ
うに加工した。これ等(シリンダNo、101〜108
)の円筒状のAt支持体−ヒに、実施例1の試料No、
1−1の場合と同様の条件で、電子写真用光受容部材を
作製した(試料No、111〜118)。このときの電
子写真用光受容部材のAl支持体の中央と両端部での平
均層厚の差は2.2#L、mであった。
これらの電子写真用光受容部材の断面を電子類微鏡で観
察し、光受容層のピッチ内での差を測定したところ、第
6表の様な結果を得た。これらの光受容部材について実
施例1と同様に第26図の装置で波長780nmの半導
体レーザーを使い。
スポット径80pLmで画像露光を行ったところ、第6
表の結果を得た。
実施例8 第7表に示す条件で実施例1の試料No、1−1の場合
と同様にして電子写真用光受容部材を形成した。
なお、第1層は、GeH4,S iH4、B2H6/ 
H2の各ガスの流量を第23図及び第37図のようにな
るように、マスフロコントローラー2007.2008
.2010をコンピューター(HP9845B)により
制御して形成した。
これら電子写真用光受容部材について、実施例1と同様
な画像露光装置を用いて1画像露光を行ない、現像、転
写、定着して普通紙上に可視画像を得た。この様な画像
形成プロセスを10万回連続繰返し行った。
9に の場合に得られた画像の全てにおいて、干渉縞は見られ
ず、実用に十分な特性であった。 また、初期の画像と
lO万回目の画像の間には何等差異はなく、高品質の画
像であった。
実施例9 第8表に示す条件で実施例1の試料No、1−1の場合
と同様にして電子写真用光受容部材を形成した。
なお、第1層は、GeH4、SiH4,B2H6/ H
2の各ガスの流量を第24図及び第38図のようになる
ように、マスフロコントローラー2007.2008.
2010をコンピューター(HP9845B)により制
御して形成した。
これら電子写真用光受容部材について、実施例1と同様
な画像露光装置を用いて、画像露光を行ない、現像、転
写、定着して普通紙上に可視画像を得た。この様な画像
形成プロセスを10万回連続繰返し行った。
この場合に得られた画像の全てにおいて、干渉縞は見ら
れず、実用に十分な特性であった。 また、初期の画像
と10万回目の画像の間には何等差異はなく、高品質の
画像であった。
実施例10 第8表に示す条件で実施例1の試料No、1−1の場合
と同様にして電子写真用光受容部材を形成した。
なお、第1層は、GeH4,S iH4,B2H6/H
2の各ガスの流量を第25図及び第39図のようになる
ように、マスフロコントローラー2007.2008.
2010をコンピューター(HP9845B)により制
御して形成した。
これら電子写真用光受容部材について、実施例1と同様
な画像露光装置を用いて、画像露光を行ない、現像、転
写、定着して普通紙上に可視画像を得た。この様な画像
形成プロセスを10万回連続繰返し行った。
この場合に得られた画像の全てにおいて、干渉縞は見ら
れず、実用に十分な特性であった。 また、初期の画像
と10万回目の画像の間には何等差異はなく、高品質の
画像であった。
実施例11 第9表に示す条件で実施例1の試料No、1−1の場合
と同様にして電子写真用光受容部材を形成した。
なお、第1層及びA層はGeH4,S i H4、B2
H6/H2の各ガスの流量を第40図のようになるよう
に、マスフロコントローラー2007.2008.20
10をコンピューター(HP9845B)により制御し
て形成した。
これら電子写真用光受容部材について、実施例1と同様
な画像霧光装置を用いて、画像露光を行ない、現像、転
写、定着して普通紙−Lに可視画像を得た。この様な画
像形成プロセスを10万回連続繰返し行った。
この場合に得られた画像の全てにおいて、干渉縞は見ら
れず、実用に十分な特性であった。 また、初期の画像
とlO万回目の画像の間には何等差異はなく、高品質の
画像であった。
実施例12 第10表に示す条件で実施例1の試料No、1−1の場
合と同様にして電子写真用光受容部材を形成した。
なお、第1層及びA層はGeH4,S i H4、B2
H&/H2の各ガスの流量を第41図のようになるよう
に、マスフロコントローラー2007.2008.20
10をコンピューター(HP9845B)により制御し
て形成した。
これら電子写真用光受容部材について、実施例1と同様
な画像露光装置を用いて、画像露光を行ない、現像、転
写、定着して普通紙上に可視画像を得た。この様な画像
形成プロセスをlO万回連続繰返し行った。
この場合に得られた画像の全てにおいて、干渉縞は見ら
れず、実用に十分な特性であった。 また、初期の画像
と10万回目の画像の間には何等差異はなく、高品質の
画像であった。
実施例13 第11表に示す条件で実施例1の試料No、1−1の場
合と同様にして電子写真用光受容部材を形成した。
なお、第1層及びA層はGeH4、S i H4、B2
H6/H2の各ガスの流量を第42図のようになるよう
に、マスフロコントローラー2007.2008.20
10をコンピューター(HP9845B)により制御し
て形成した。
これら電子写真用光受容部材について、実施例1と同様
な画像露光装置を用いて、画像露光を行ない、現像、転
写、定着して普通紙上に可視画像を得た。この様な画像
形成プロセスをlO万回連続繰返し行った。
この場合に得られた画像の全てにおいて、干渉縞は見ら
れず、実用に十分な特性であった。 また、初期の画像
と10万回目の画像の間には何等差異はなく、高品質の
画像であった。
比較例 比較実験として、実施例1の電子写真用光受容部材を作
製した際に使用したAt支持体に代えて、サンドブラス
ト法によりAt支持体の表面を粗面化したAt支持体を
採用したほかは前述の実施例1の試料No、1−1の場
合と全く同様の方法でa−3i電子写真用光受容部材を
作製した。
この際のサンドブラスト法により表面粗面化処理したA
t支持体の表面t8については光受容層を設ける前に小
板研究所の万能表面形状測定器(SE−3C)で測定し
たが、この時平均表面粗さは1.8gmであることが判
明した。
この比較用電子写真用光受容部材を実施例1で用いた第
26図の装置に取付けて、同様の測定を行なったところ
、全面黒色画像中には明瞭な干渉縞が形成されていた。
[発明の効果] 以−1−1詳細に説明した様に、本発明によれば、可干
渉性単色光を用いる画像形成に適し、製造管理が容易で
あり、目、つ画像形成時に現出する干渉縞模様と反転現
像時の斑点の現出を同時にしかも完全に解消することが
でき、しかも機械的耐久性、特に耐摩耗性、及び光受容
特性に優れた光受容部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、干渉縞の一般的な説明図である。 第2図は、多層の光受容部材の場合の干渉縞の説明図で
ある。 第3図は散乱光による干渉縞の説明図である。 C’J −第4図は、多層の光受容部材の場合の散乱光による干
渉縞の説明図である。 第5図は、光受容部材の各層の界面が平行な場合の干渉
縞の説明図である。 第6図は光受容部材の各層の界面が非平行な場合に干渉
縞が現われないことの説明図である。 第7図は、光受容部材の各層の界面が平行である場合と
非平行である場合の反射光強度の比較の説明図である。 第8図は、各層の界面が非平行である場合の干渉縞が現
われないことの説明図である。 第9図は支持体の表面状態の説明図である。 第10図は、光受容部材の層構成の説明図である。 第11図から第19図は、第1の層におけるゲルマニウ
ム原子の分布状態を説明するための説明図である。 第20図は、実施例で用いた光受容層の堆積装置の説明
図である。 第21図は、実施例で作製した光受容部材の構造図であ
る。 第22図から第25図及び第36図から第42図までは
、実施例におけるガス流量の変化を示す説明図である。 第26図は、実施例で使用した画像露光装置である。 第27図から第35図は、層領域(PN)における物質
(C)の分布状態を説明するための説明図である。 1000・・・・・・・・・光受容層 1001・・・・・・・・・An支持体1002・・・
・・・・・・第1の層 1003・・・・・・・・・第2の層 1004・・・・・・・・・光受容部材1005・・・
・・・・・・表面層 2601・・・・・・・・・電子写真用光受容部材26
02・・・・・・・・・半導体レーザー2603・・・
・・・・・・fθレンズ2604・・・・・・・・・ポ
リゴンミラー2605・・・・・・・・・露光装置の平
面図2606・・・・・・・・・露光装置の側面図。 特開昭G1−29846(31) 箪 3 図 笥 4 図 第7図 (A)            (B)(C) R イfL 置 A^1 寸 ○ ○ 第 II  図 C 第 12  図 し !  13  図 第14  図 第 lダ 図 し 第76図 II 22図 MM(引 笛23図 第26図 927  図 第28図 第29  図 箪父図 @ 31図 @32図 C 第 33図 C 第34図 第35図 −一一伽C 第36図 第 37図 0      20      QC)      5
(Jl 38図 第39 図

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)支持体と;シリコン原子とゲルマニウム原子とを
    含む非晶質材料で構成された第1の層と、シリコン原子
    を含む非晶質材料で構成され光導電性を示す第2の層と
    、シリコン原子と炭素原子とを含む非晶質材料からなる
    表面層とが支持体側より順に設けられた多層構成の光受
    容層と;を有し、前記光受容層がショートレンジ内に1
    対以上の非平行な界面を有し、該非平行な界面が層厚方
    向と垂直な面内の少なくとも一方向に多数配列し、該非
    平行な界面が配列方向において各々なめらかに連結して
    いる光受容部材において、前記第1の層中におけるゲル
    マニウム原子の分布状態が層厚方向に不均一であり、且
    つ前記第1の層及び第2の層の少なくとも一方に伝導性
    を支配する物質が含有され、該物質が含有されている層
    領域において該物質の分布状態が層厚方向に不均一であ
    ることを特徴とする、光受容部材。
  2. (2)前記配列が規則的である、特許請求の範囲第1項
    に記載の光受容部材。
  3. (3)前記配列が周期的である、特許請求の範囲第1項
    に記載の光受容部材。
  4. (4)前記ショートレンジが0.3〜500μmである
    、特許請求の範囲第1項に記載の光受容部材。
  5. (5)前記非平行な界面は前記支持体の表面に設けられ
    た規則的に配列しているなめらかな凹凸に基づいて形成
    されている、特許請求の範囲第1項に記載の光受容部材
  6. (6)前記なめらかな凹凸が正弦関数形線状突起によっ
    て形成されている、特許請求の範囲第5項に記載の光受
    容部材。
  7. (7)前記支持体が円筒状である特許請求の範囲第1項
    に記載の光受容部材。
  8. (8)前記正弦関数形線状突起が前記支持体の面内に於
    いて螺旋構造を有する、特許請求の範囲第7項に記載の
    光受容部材。
  9. (9)前記螺旋構造が多重螺旋構造である、特許請求の
    範囲第8項に記載の光受容部材。
  10. (10)前記正弦関数形線状突起がその稜線方向に於い
    て区分されている、特許請求の範囲第6項に記載の光受
    容部材。
  11. (11)前記正弦関数形線状突起の稜線方向が円筒状支
    持体の中心軸に沿っている、特許請求の範囲第7項に記
    載の光受容部材。
  12. (12)前記なめらかな凹凸は傾斜面を有する、特許請
    求の範囲第5項に記載の光受容部材。
  13. (13)前記傾斜面が鏡面仕上げされている、特許請求
    の範囲第12項に記載の光受容部材。
  14. (14)光受容層の自由表面には、支持体表面に設けら
    れたなめらかな凹凸と同一のピッチで配列されたなめら
    かな凹凸が形成されている、特許請求の範囲第5項に記
    載の光受容部材。
  15. (15)第1の層及び第2の層の少なくともいづれか一
    方に水素原子が含有されている、特許請求の範囲第1項
    に記載の光受容部材。
  16. (16)第1の層及び第2の層の少なくともいづれか一
    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項又は第15項に記載の光受容部材。
  17. (17)伝導性を支配する物質が周期律表第III族に属
    する原子である、特許請求の範囲第1項に記載の光受容
    部材。
  18. (18)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1項に記載の光受容部
    材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8827194B2 (en) 1999-04-01 2014-09-09 Killgerm Group Limited Fluorescent bulb compactor and mercury vapor recovery system

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US8827194B2 (en) 1999-04-01 2014-09-09 Killgerm Group Limited Fluorescent bulb compactor and mercury vapor recovery system

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