JPS6194053A - 光導電部材及びその製造方法 - Google Patents

光導電部材及びその製造方法

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JPS6194053A
JPS6194053A JP59215706A JP21570684A JPS6194053A JP S6194053 A JPS6194053 A JP S6194053A JP 59215706 A JP59215706 A JP 59215706A JP 21570684 A JP21570684 A JP 21570684A JP S6194053 A JPS6194053 A JP S6194053A
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JP
Japan
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film
gas
reaction tank
photoconductive member
conductive substrate
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JP59215706A
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English (en)
Inventor
Naomasa Nakamura
直正 中村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、例えば電子写C口4」感光体等に用いられる
光導電性部材及びその製造方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点′〕
一般に、この種の電子フi頁用感光体としては、主にS
e (5e−1,”e 、 S e −A s 、 A
、s、 S e3など)またはCd8  あるいはZn
Oなどの無機光導電性材料やポリビニルカルバゾール(
PVCT、)するいはトリニトロフルオレノン(T N
 F ’)などの有機光導電性材料が用いられている。
しかしながら、これらの光導電性材料はいずれも電気的
、光学的1機械的特性といったすべての面で、電子写真
用感光体として必ずしも適しているとは限らず、例えば
Se系においては、Teの添加による分光増感、Asの
添加による耐熱性の向上、ZnOの添加による色素増感
など、それらの特性面での欠点を補うべく種々の工夫が
施されているものであるが、これによって電子写真的特
性をすべて満足しているとは云い難く、その用途に応じ
て各々の特性上の欠点を補いながら適当に選択使用して
いるのが現状である。
そこで、最近では光導電性材料として非晶質シリコン(
以下、これをa−8iと略記する)が注目されている。
このa−8iは、上記した従来の光導電性材料と比較し
て高い光電感度と、耐熱性、耐摩耗性及び耐湿性などの
物理特性が良好で、非晶質材料として初めてP−n制御
が可能となって以来、主に太陽電池用材料として開発が
外されている。
ところで、上記したa−8tの成膜方法としては、通常
プラズマ気相成長法(以下、これをP−CVD法と略記
する)、気相成長法(以ド、これをCVD 法と略記す
る)、反応性スパッタ法・イオンブレーティング法ある
いは蒸着法などが試みられているが、その膜の特性は各
々の成膜方法によって大きく異なっており、現在ではa
−81膜の成膜方法としてP−CVD法が一般的で、そ
の製造手段の概要は第4図に示す通りである。
第4図は一般的に用いられるa−8+膜成形用のP−C
VD装置を概略的に示すもので、図中1は反応槽、2は
導電性基体、3.4は放電用電極、5はヒータ、6は高
周波電源、7はメインバルブ% 8は排気袋f&、9は
補助バルブ、10゜II、12はニードルバルブ、13
,14.15はフローメータ、16,17.18は流量
調節バルブ、I9はa−8i膜を形成するための原料ガ
スである81H,ガスを収容したガスボンベ、20はA
、r ガスを収容したガスボンベ、2Iはa−8t膜中
に不純物をドープするだめのPH3またはB2H,等の
ドーピングガスな収容したガスボンベをそれぞれ示i−
ている。
すなわち、上記P−CVD装置を用いてa−81膜を成
膜するには、まず反応槽I内をメインバルブ7に接続さ
れた排気装置8により排気し、次にヒータ5を通電して
反応槽I内に配置した導電性基体2を150〜350℃
に加熱する。この状態で、補助バルブ9.ニードルバル
ブ10゜II、12を開弁[7、フローメータZ 、9
 、 ? 4 、15を見ながら流量調節バルブ16,
17.18を開弁調整して反応槽!内に81H4ガス、
Arガス。
82H,またはPH,の混合ガスを各々のガスボンベ1
9,20.21から導入し、反応槽I内の圧力が0.1
〜1.0 Torr  になるように調節し、定常状態
になったとき、高周波電源6より高周波放電を起し、反
応槽I内にプラズマを生起させることにより、導電性基
体2上にa−8+膜を堆積させてなる構成を有し、この
P−CVD法による利点は、原料ガスの混合比を変える
ことにより、P型、n型の制御が自由にでき、また不純
物を変化させることにより、充分な電子写真特性を持つ
ような膜質に形成することができる点にあるが、その反
面において成膜速度が遅いといった欠点がある。
一方、他の成膜手段としては、シラン(SenH,n+
2)ガスを熱分解させることによりa−8+膜を形成す
ることもでき、この方法は、所謂熱CVD法と称され、
その一般的な装置を第5図に示す。
第5図は熱CVD 装置を概略的に示1〜だもので、図
中22は反応槽、23は電気炉、24はメインバルブ、
25は排気袋#、26は補助バルブ、27.2B、29
..90  はニードルバルブ1、? I 、 32.
3.9 、.94  はフローメータ% 35.36゜
37.38は流量調節バルブ、39はasi膜の原料と
なるS i II、ガスを収容したガスボンベ、40は
キャリアガスであるN2 ガスを収容したガスボンベ、
41はa−8i膜中に不純物をドープするだめのPH3
ガスを収容したガスボンベ、42は同様の目的で用いる
B、IT、ガスを収容したガスボンベをそれぞれ示して
いる。
す々わち、上記した熱CVD 装置を用いてa−8i 
 膜を成形するには、P−CVD装置と同様にまず反応
槽22内をメインバルブ24に接続された排気装置25
により圧力がI X 10’−3Torr前後になる程
度まで排気した後、電気炉23を通電して反応槽22内
が400〜800℃の温度範囲を保つよう釦加熱する。
次に1補助バルブ26及びニードルバルブ27.;#、
29.30  を開弁し、フローメータ、? 1 、 
J 2 、33 、.94  を見ながら流量調節バル
ブ、95 、36 、 、? 7 、38  を開弁調
整して反応槽22内に各々のガスボンベ39.40,4
1.42  からSiH宜ガス、N2 ガス、PH3ま
たはB、H,の混合ガスを導入[2、反応槽22内でS
iN、ガスを熱分解させることにより、導電性基体2上
にa−8L膜を堆積させるようになっている。
ところが、上記した熱CVD 法では、a−8i膜が高
移動朋で、高温での安定性が良く、長波長域に吸収を持
つなどの利点を有する反面、高温雰囲気で成膜するため
膜中への水素の取込みが難L <、膜中の欠陥密度が高
いといった欠点があり、このため、成膜後での後処理に
より膜中への水素の取込みを行なっているが、未だ特性
的に満足すべき結果が得られてい々い。
〔発明の目的〕
本発明は、上記の事情のもとに々されたもので、P−C
VD法及び熱CVD 法が持つ双方の利点を併用して緒
特性の向上を図るようにした光導電部材及びその製造方
法を提供することを目的とするものである。
〔発明の概要〕
上記(−1た目的を達成させるために1本発明は、導電
性基体上に、熱ツび高周波放電によるSム原子を含む原
料ガスを分解させて非晶質シリコン(a−8i)からな
る光導電性層を堆積形成し得るように1−7たことを特
徴とするものである。
〔発明の実施例) 以ド、本発明を第1図及び第2図に示す一実施例を参照
しながら説明する。
第1図は、本発明に係るa−8t膜の成膜装置を概略的
に示すもので、図中43は反応槽、44は導電性基体、
4′5 、46は放電用電極、47はN、ガスまたは液
体等の冷媒を流す冷却パイプ、48は反応槽43の周り
に設けた電気炉、49は高周波電源、50はメインバル
ブ。
51は排気装置、52は補助バルブ% 、53 、54
55.56はニードルバルブ、57.5B、59.60
はフローメータ、61,62.63.64  は流量調
節バルブ、65はa−8+膜を形成するための原料ガス
であるS + H4ガスを収容したガスボンベ、66は
ギヤリアガスであるArガスを収容したガスボンベ、6
2はa−8i膜中に不純物をドープするためのPH3ま
たはB、H,ガスを収容i〜だガスボンベ、68けO,
、N、等のドーピングガスな収容したガスボンベである
すなわち、上記した本発明に係る成膜装置を用いて導電
性基体44上にa−8i膜(光導電性層)を成膜するに
は、まず、反応槽43内をツインバルブ50に接続され
た排気装置5Iにより排気してI X Hl−”’ T
orr の圧力になるまで減圧する。次に、電気炉48
を通電1−て反応槽43全体を300〜800°Cの温
度範囲に加熱1゜た後、冷却パイプ47に冷媒を流E7
て導電性基体上 ように冷却維持する。この状態で、補助バルブ52とニ
ードルバルブ53,54,55.56  を開弁し、ブ
ローメータ57.5B、69.60  を見ながら流量
調節バルブ61,62,63.64  をそれぞれ開弁
調整L7て各々のガスボンベ65.66゜67.68か
ら反応槽43内に8 + H4、A r 。
B、II6まだはPH,、N2または07等の混合ガス
を導入1,1 さらにメインバルブ50を調節して反応
槽43内の圧力が0.1〜1.0 Torrになるよう
に調節する。そして反応槽43内が定常状態に在ったと
き、高周波電源49より高周波放電を起171反応槽4
3内にプラズマを生起させることにより、第2図に示す
ような導電性基体44上にa−8+膜層69を堆積形成
1−だ光導電部材70を得るものである。
1、たがって、上記1.た特進手段によれば、成膜時、
晶周波放tllKよるS i H,ガスの分解と。
反応槽43を高温加熱することによる81H,ガスの熱
分解との双方の作用により、a−8+膜層69が導電性
基体44上に堆積される一方、冷媒によって導電性基体
44のl晶度を下げることにより通常の熱CVD法で欠
点とされていた膜中への水素の収込みを可能にし、これ
によって通常のP −CV I)法におけるa−8Lの
P −n制御をも可能に1.でなるとともに、これら1
) −CVD法及び熱CV I)法の併用でP −CV
 D法の欠点である成膜速度を高めることが期待できる
ものである。
なお、本発明は上記Eまた実施例に限定されるものでは
なく、第3図に示すように、光導市;性層を単層構造の
ものから複数の層構造、例えば表面層71、中間層72
、パンクアップ層73といった3層構造にすることも可
能であり、この場合、表面層71は表面保護、中曲層7
2は光キャリアの発生及び輸送、バックアツプ層73は
導電性基体44から注入されるキャリアの障壁として機
能させることにより、電子写真用感光体として用いた場
合に、高い電荷保持能と高感度を持ち、通常の感光体と
して充分通用させることができる。また、上記実施例で
は、導電性基体が平板状であるが、円筒状のものでも良
いことは勿論である。
具体例A 反応槽43内にアルミニウム基板(100×100  
)を設置してI X 10 ’ Torrまで減圧し7
%次に反応槽内を500℃に保って基板の温度を250
℃に維持するとともに、反応槽43内にSiH4ガスが
流!t200sccM、N2Hスが流1f60SCcM
になるように導入IAI節し、さらに反応槽内の圧力が
0.8 Tarr  になるように調節した後、高周波
電力100Wを加えて2時間成膜11、成膜後の試料を
室温になるまで冷却1−7て大気圧に戻1.て外部に取
出した。そして、この試料に06 KVの印加電圧によ
りコロナ帯電をしたところ、その飽和表面電位は450
■であった。
さらに、該試料にタングステン光を照射1.たところ、
半減露光感度は1.3 Lux −secを示した。ま
た同様に■6 KVの印加電圧でコロナ帯電をしたとこ
ろ、飽和表面4位はθ320 V、半減露光感度は1.
2Lux−seeを示I、た。
具体例B 反応槽内にアルミニウム基板(100,x;1・00)
を設置してI X 10 ’ Torr  まで減圧[
21次に反応槽内を600℃に保って基板の温度を20
0 ’Cに維持するとともに、反応槽内にSiH,ガス
が流量7 Q SCCM 、 ArベースB、H61%
ガスが流量3SCCMになるように導入調節し、さらに
反応槽内の圧力が98Torrになるように調節1.た
後、高周波電力100Wを加えて放電を生起させ%3分
間の成膜を行なった。同様の方法で、SiH。
ガスが流ii 140 SCCM 、 Q、8Torr
 (D圧力の下で200Wの高周波電力を加えて2時間
の成膜を行ない、さらにSiH,ガスが流量708CC
M 、 N tガスが流量20 SCCM 、 0.6
 Torr  の圧力の下で100Wの高周波電力を加
えて3公開の成膜を行ない、成膜後の試料を室温まで戻
し、て大気中に試料Aとして取出した。
次に、反応槽を加熱せずに通常のCVD法妬て基板温度
を200℃に保ち、他のガスの流量、印加電力、成膜時
間を試料への条件、と、同じにi−て試料Bを取出[ま
た。
そして、これら両試料A−BKO−6に■の印加電圧に
よりコロナ帯電をj7たと、ころ1両試料共に飽和表面
電位は430■を示17.また両試料に初期電位を40
0■として7901Iiのレーザ光(10mW)を照射
1−たところ、半減露光部■は試料Aで9.52 rf
l/cd 、  試料BでIF4erll/cd とな
り、この結果、P−CVD 法のみの成膜(試料B)に
比較してP−CVD法と熱CVD法を併用した成膜(試
料A)の方が長波長域に感度な持つ膜が形成されること
が確認された。
〔発明の効果〕
以上説明1〜だように、本発明によれば、導電性基体上
に非晶質シリコンからなる光導電性層を堆積形成するに
おいて、P−CVD法と熱CVD法とを併用してなるこ
とから、P−CVD法及び熱CVD法の双方の長所を持
つ感光体が得られ、P −n制御及び成膜速度の迅速化
を可能にし、高い電荷保持能と感度を有する光導電部材
を得ることができるといったすぐれた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る光導電部材の製造装置の一実拘例
を示す概略的説明図、第2図は光導電部材の要部説明図
、第3図は本発明に一係る光導電部材の他の実姉例を示
す要部説明図、第4図は従来のP−CVD法による製造
装置を示す概略的説明図、納5図は従来の熱CVD法に
よる製造袋)Rを示す概略的説明図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)導電性基体上に、熱及び高周波放電によりSi原
    子を含む原料ガスを分解させて非晶質シリコンからなる
    光導電性層を堆積形成した光導電部材。
  2. (2)減圧雰囲気下にある反応槽内に導電性基体を配置
    し、かつ前記反応槽全体を300℃以上で800℃以下
    に加熱維持した後、前記反応槽内にSi原子を含む原料
    ガスを導入するとともに、高周波放電により分解させて
    前記導電性基体上に非晶質シリコン層を成膜させてなる
    光導電部材の製造方法。
  3. (3)導電性基体は、成膜時に冷媒により冷却されて1
    00℃以上で500℃以下の温度に保ってなることを特
    徴とする特許請求の範囲第2項に記載の光導電部材の製
    造方法。
JP59215706A 1984-10-15 1984-10-15 光導電部材及びその製造方法 Pending JPS6194053A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5038711A (en) * 1987-03-10 1991-08-13 Sitesa S.A. Epitaxial facility

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5038711A (en) * 1987-03-10 1991-08-13 Sitesa S.A. Epitaxial facility

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