JPS62169165A - 超薄膜積層構造を有する光受容部材 - Google Patents

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、特に改善され
た電荷注入阻止層及び感光層を有する光受容部材、及び
該光受容部材を製造するのに適したプラズマＣＶＤ法に
よる堆積膜形成装置に関する。

〔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　−Ｓｉ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　−Ｓｉ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、ａ−８
ｉ材料で構成される感光層中に、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ｎ型不純物である硼素原子のごとき第厘族原子又はｎ
型不純物である燐原子のごとき第Ｖ族原子、あるいはそ
の他の特性改良のために他の原子が含有せしめることが
なされているが、これ等の構成原子の含有の仕方如何に
よっては、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。

また、ａ　−３ｉが有するバンドギャップを調整して光
感度の最大吸収を短波長側又は長波長側に移行させるた
め、いわゆるバンドギャップ調整剤を含有せしめること
も知られている。

例えば、ａ　−Ｓ　ｉ材料中に酸素原子（０）、炭素原
子（Ｃ）及び窒素原子（Ｎ）の中から選ばれる少なくと
も一種を含有せしめた場合には、バンドギャップが拡大
し、光感度の最大吸収が短波長側に移行することが知ら
れている。また、ａ　−８Ｉ材料中にゲルマニウム原子
（Ｇｅ　）又はスズ原子（Ｓｎ）の少なくともいずれか
一方を含有せしめた場合には、バンドギャップが減少し
、光感度の最大吸収は長波長側に移行する。

しかし一方、こうしたバンドギャップ調整剤を含有せし
めた場合には、禁制帯中に欠陥準位を作ってしまうとい
う問題があシ、この欠陥準位の生起が、前述のａ　−Ｓ
ｉ材料中への第■族原子又は第Ｖ族原子のドーピング効
果を阻害し、これらの原子の満足のゆくドーピングが困
難になるという問題がある。

この問題を解決するについて、ａ　−Ｓｉ材料中へのド
ーピング処理のために供給する第■族原子または第Ｖ族
原子の量を多くすることが行なわれているものの、この
方法においても、供給されるそれらの原子は、全量がド
ーパントとして作用しないことから、それらの原子の反
応系への供給量を絶えず監視して調整しない限り、かえ
って欠陥準位の生起をもたらすところとなってしまうと
いう問題が存在する。

以上のごとく、ａ−８ｉで構成される感光層のバンドギ
ャップを制御するためには、欠陥準位の生起をもたらさ
ぬようにバンドギャップ調整剤を添加する必要のあると
ころ、現在では、こうした満足のゆくバンドギャップの
制御を効率的に達成する為に、ａ　−Ｓｉ中に含有せし
める種々の原子の供給量を所望どおりに各々調整するこ
とは非常に困難でｓｂ、バンドギャップを自由に制御す
ることは重大な課題とされている。

また更に、ａ　−Ｓ　ｉで構成される感光層が帯電処理
を受ける際に、支持体側から感光層中に電子が注入され
るのを阻止する目的と支持体と感光層との間に電荷注入
阻止層を設けることが知られている。そして、該電荷注
入阻止層について、ａ−３ｉ、多結晶質シリコン（以後
、「ｐＯｌｙ−８ｉＪと表記する）又は両者を含むいわ
ゆる非単結晶シリコン（以後、［Ｎｏｎ−８ｉＪ　　と
呼称する〔尚、微結晶質シリコンと通称されるものは、
ａ−８ｉに分類される。〕に、ｐ型不純物またはｎ−型
不純物のドーピングされたものを使用することが提案さ
れている。

ところが、ｎ型不純物またはｎ型不純物をドーピングさ
せだＮｏｎ−８ｉ膜は、機能的には満足はされるものの
、支持体との密着性が悪く、支持体から剥離し易いとい
う問題を有し、その膜がｐｏｌｙ　−Ｓ　ｉである場合
にはその問題はさらに顕著である。

この問題を解決する策として、ｎ型不純物又はｎ型不純
物をドーピングさせたＮｏｎ　−３ｉ膜に、更に酸素原
子、炭素原子及び窒素原子の中の一種またはそれ以上を
含有せしめることが提案されている。

しかしながら、この方法によってみても依然問題が存在
する。即ち、この方法によれば、支持体と前記膜との密
着性が向上し、そして前記膜のバンドギャップが拡大さ
れるという効果が期待できはするものの、禁制相中に欠
陥準位を作ってしまう問題がある。この欠陥準位の生起
は、Ｎｏｎ−８ｉ膜に、ｐ型半導体まだはｎ型半導体に
するだめのｎ型不純物またはｎ型不純物のドーピングを
阻害するため、それら不純物の満足のゆくドーピングが
困難になるという問題がある。

そしてこの問題を解決するについて、Ｎｏｎ　−３ｉ膜
中へのドーピング処理のために供給するｎ型不純物また
はｎ−型不純物の量を多くすることが行われている。し
かし、この方法においても、供給されるそれら不純物は
、全量がドーパントとして作用しないことから、それら
不純物の反応系への供給量を絶えず監視して調節しない
かぎり、欠陥準位の生起をもたらすところとなってしま
うという問題が存在する。

また、上述の類の光受容−社、いずれにしろ所謂多層構
成のものであって、その製造には一般にプラズマＣＶＤ
法による堆積膜形成装置が至適なものとして採用されて
いる。そして所望のそうした光受容部材を製造するに当
っては、一般には各々の層毎に至適な成膜条件を設定し
、その条件に従って層形成操作を各別に行われている。

したがって従来のプラズマＣＶＤ法による装置によって
は、上述の感光層及び電荷注入阻止層に係る問題の解決
は、当該層の形成工程の操作に問題解決の条件を設定し
、その条件に従って当該層の成膜操作を実施することに
より行われることから、それに引き続く層形成の操作を
更に複雑にしてしまい、所望の多層構成の光受容部材の
効率的に量産するとなると装置自体の改良が要求される
ところである。

〔発明の目的〕

本発明は、構成層の中の感光層及び電荷注入阻止層に係
る上述の問題を解決して所望機能を奏するものにした改
善された多層構成の、電子写真用の感光体等に用いられ
る、光受容部材と、その効率的量産に適した装置を提供
することを主たる目的とするものである。

即ち、本発明の主たる目的は、欠陥準位を有さずしてｎ
型不純物又はｎ型不純物が所望状態にドーピングされて
込るとともに、所望のバンドギャップを有する光受容部
材を提供することにある。

本発明のもう１つの目的は、欠陥準位を有さずしてｎ型
不純物又はｎ型不純物が所望状態にドーピングされてい
て改善された電荷注入阻止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、残留電位の問題が殆んどなく、画
像欠陥の問題がなくして、改善された電気的耐圧性を有
する電子写真用光受容部材を提供することにある。

本発明の別の目的は、前述の光受容部材の生産性を向上
せしると共に、その効率的量産を可能にする改善された
プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置を提供すること
にある。

〔発明の構成と効果〕

本発明者らは、従来のａ　−Ｓｉで構成される感光層及
び電荷注入阻止層を少なくとも有する電子写真用感光体
等に用いられる光受容部材及びその製造装置について、
前述の諸問題を克服して上述の目的を達成すべく鋭意研
究を重ねた結果、先ず前記光受容部材について、その感
光層として、シリコン原子と比較的少量の伝導性を制御
する物質とを含有する非晶質材料で構成される超薄膜と
、シリコン原子と、酸素原子、炭素原子及び窒素原子の
中から選ばれる少なくとも一種とを含有する非晶質材料
で構成される超薄膜とが交互に複数回積層されて構成さ
れるものとし、更ｉ電緯注入阻゛止層として、シリコン
原子と比較的多量の伝導性を制御する物質とを含有する
非単結晶質材料で構成される超薄膜と、シリコン原子と
、酸素原子、炭素原子及び窒素原子の中から選ばれる少
なくとも一種とを含有する非単結晶質材料で構成される
超薄膜とが交互に複数回積層されて構成されるものとし
た場合、感光層と電荷注入阻止層についての前述の諸問
題を解決し、そのバンドギャップを容易に制御すること
ができ、かつ、優れた電荷注入阻止効果を有する光受容
部材が得られるという知見を得た。そして次に、従来の
プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置を用いて前記知
見に則って、感光層及び電荷注入阻止層の構成原子の一
部について少くとも２種の超薄膜にしてそれらを多数回
積層せしめて該感光層及び該電荷注入阻止層を形成する
については、克服を要する問題のあることが判明した。

即ち、従来のプラズマＣＶＤ法による装置は、反応容器
の成膜室は要するに一つであることから、その成膜室に
導入する原料ガスは、各超薄膜を形成する毎に所定のも
のに交換しなくてはならないところ、形成する層（膜）
はいずれにしろ超薄膜であってその層厚は極めて薄いこ
とから、原料ガスの交換のタイミング、操作が重要であ
るが、従来装置によってはこのところは容易には達成で
きない。即ち、各層毎に原料ガスの種類が異るだけでな
しに、その流量についても異なシ、したがって原料ガス
の種類と流量を頻繁に変化させねばならないが、従来装
置ではこのところの対応は困難である。

従来のプラズマＣＶＤ法による装置については、別の問
題として、成膜室に異なる組成の原料ガスが交互に導入
されるところ、不必要なガスが成膜室に残留することが
許されなく、したがって−成膜操作が終了する毎に残留
ガスを完全に排気する必要があって、そのために余分の
時間が費され、所望の成膜効率を達成できないと同時に
製造される膜質に時として悪影響が生じるという問題が
ある。

本発明者らは、こうした問題を解決すべく研究を重ねた
結果次の知見を得た。即ち、プラズマＣＶＤ法による堆
積膜形成装置の反応容器を、仕切板により隔絶仕切りし
て複数の成膜室を形成し、それぞれの成膜室に相応の成
膜用原料ガスを導入し、各成膜室にプラズマを生起せし
め、そこにあって円筒状基体を回転せしめ、各個の成膜
室即ちプラズマ領域を該円筒状基体の表面が通過するよ
うにしたところ、所望の超薄膜の多数回積層が効率よく
行えて、所望の感光層と電荷注入阻止層を有する光受容
部材が効率よく製造でき、この装置によれば従来装置に
おけるような前述の問題が全くなく、且つ前記光受容部
材を、成膜工程において従来装置におけるような原料ガ
ス交換、排気等のために成膜操作を中断することなくし
て連続操作して製造でき、しかもその量産を可能にする
という知見を得た。

本発明は、上述の実験的に確認された知見に基いて完成
せしめたものであシ、支持体に極めてよく密着して剥離
することがなくして所望機能を安定して奏する特定構造
の感光層と電荷注入阻止層を有し、全体として安定した
所望特性を発揮する光受容部材と、成膜操作を原料ガス
交換、排気等のために中断する機会を必要としない前記
光受容部材の量産を可能にする装置を提供するものであ
る。

以下、図示の実施例によシ本発明の詳細な説明する。な
お、光受容部材についての図示の例は電子写真用のもの
であるが、本発明はこれによシ限定されるものではない
。

第１（Ａ）乃至（Ｃ）図は、本発明の電子写真用の光受
容部材の層構成の典型的な例を、模式的に示した図であ
る。

第１（Ａ）図に示す例は、支持体１０１上に、電荷注入
阻止層１０２、感光層１０３及び表面層１０４をこの順
に有するものである。

本発明に用いる支持体１０１は、導電性のものであって
も、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、ｈｉｓ　Ｃｒ、　Ｎ０％　Ａｕ、　Ｎｂ、
　Ｔａ。

ｖＳＴｉ、ｐｔ、ｐｂ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、ホリ
グロビレン、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、該導電処理された表面側に光
受容層を設けるのが望ましい。

例えば、ガラスであれば、その表面に、ＮｉＣｒ。

ｈｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｎｂ、’ｌ’ａ、ｖ。

Ｔｉ１Ｐ　ｔ　％　Ｐｄ　−、Ｉ”２０３．５ｎ０２、
Ｉ　Ｔｏ　（Ｉ　ｎ２０　ｓ＋ＳｎＯ□）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、ＮｉＣ
ｒ％　ＡＬＡｇ、　ｐｂ、　Ｚｎｓ　Ｎ１％　Ａｕ　％
　Ｃｒ、　Ｍｏ、ｉｒ。

Ｎｂ５Ｔａ、　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、その表面に導電性を付与する。支持体の形状は無
端ベルト状又は円筒状とし、その厚さは、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ことが
できる。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以上とされる。

本発明の光受容部材の感光層１０３は、シリコン原子を
母体とする非晶質材料、特にシリコン原子を母体とし、
水素原子（Ｈ）又はノ・ロゲン原子（Ｘ）の少なくとも
いずれか一方を含有するアモルファス材料、いわゆる水
素化アモルファスシリコン、ハロゲン化アモルファスシ
リコン、あるいはハロゲン含有水素化アモルファスシリ
コン〔以下これらの総称的表記として［ａ−８１（Ｈ，
Ｘ）Ｊと表記する。］て比較的少量の伝導性を制御する
物質を含有せしめた非晶・質材料からなる超薄膜と、ａ
−８ｉ　（Ｈ、Ｘ　）に酸素原子、炭素原子及び窒素原
子の中から選ばれる少なくとも一種を含有せしめた非晶
質材料からなる超薄膜とが交互に複数回積層された超薄
膜積層構造を有する層であシ、夫々の超薄膜の膜厚は、
１０〜１５０＾、好ましくは１０〜１００λ、最適には
１５〜８０λとすることが望ましい。

該感光層１０３中に含有せしめるハロゲン原子としては
、具体的にはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、
特にフッ素、塩素を好適なものとして挙げることができ
る。そして感光層１０３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、あるいは水素原子
とハロゲン原子の量の和（Ｈ＋Ｘ）は、好ましくは１〜
４゜ａｔｏｍｉｃ％　、より好ましくは５〜３０ａｔｏ
ｍｉｃ％とするのが望ましい。

また、該感光層１０３中に含有せしめる伝導性を制御す
る物質としては、いわゆる半導体分野でいうｐ型不純物
又はｎ型不純物が用いられる。

ｐ型不純物としては、周期律表の第■疾に属する原子（
以後、単に「第■族原子」と表記する。）、具体的には
、Ｂ（硼素）、ＡＩ（アルミニウム）、Ｇａ　（ガリウ
ム）、Ｉｎ　（インジウム）、ＴｅＣタリウム）等があ
げられるが、好ましいものはＢ１Ｇａである。またｎ型
不純物としては、周期律表の第■族に属する原子（以後
、単（（「第Ｖ族原子」と表記する。）、具体的には、
Ｐ（燐）、Ａｓ　（砒素）、ｓｂ　（アンチモン）、Ｂ
ｉ　（ビスマス）等があげられるが、特に好ましいもの
はＰ％　ＡＩである。そして感光層１０２中に含有せし
める第■族原子又は第■族原子の量は、ｌＸｌ０−３〜
Ｉ　Ｘ　１０３１０３ａｔｏ　ｐｐｍ　、好ましくは５
Ｘ１０−”〜５Ｘ　１０”　ａｔｏｍｉｃ　ｐｐｍ　、
最適には１×１０−′〜２Ｘ１ｏ２ａｔｏｍｉｃ　ＰＰ
ｍ　　とすることが望ましい。

更に感光層１０２中に含有せしめる酸素原子、炭素原子
及び窒素原子の量は、０．００１〜５０ａｔｏｍｉｃ％
、好ましくは０．００２〜４０　ａｔｏｍｉｃ％、最適
には０．００３〜３０ａｔｏｍｉｃ％とするのが望まし
い。

また、本発明の光受容部材において、感光層の層厚は、
本発明の目的を効率的に達成するには重要な要因の１つ
であって、光受容部材に所望の特性が与えられるようだ
、光受容部材の設計の際には充分な注意を払う必要があ
シ、通常は３〜１００μとするが、好ましくは５〜８ｏ
ρ、最適には７〜５０μとする。

本発明の光受容部材は、前述の支持体１０１と感光層１
０３との間に、電荷注入阻止層１０２を有するものであ
って、該電荷注入阻止層１０２は、比較的多量の第■族
原子又は第Ｖ族原子を含有するＮｙ＋−８ｉ　（Ｈ、Ｘ
　）　　（以後、Ｎｏｎ　　ＳｉＭ（ＨｔＸ）Ｊ　　と
表記する。但し、Ｍは第■族原子又は第Ｖ族原子を表わ
す。〕で構成される超薄膜と、炭素原子、酸素原子及び
窒素原子の中から選ばれる少なくとも一種を含有するＮ
ｏｎ−８ｉ　（Ｈ，Ｘ）〔以後、ｒＮｏｎ　　５ｉ（０
，Ｃ，Ｎ）（Ｈ，Ｘ）Ｊと表記する。〕で構成される超
薄膜とが交互に複数回積層された超薄膜積層構造を有す
るものであり、夫々の超薄膜の膜厚は、１０〜１５０人
、好ましくは１０〜１００λ、最適には１５〜８０又と
するのが望゛ましい。

該電荷注入阻止層１０２中に含有せしめる第■族原子又
は第■族原子は、前述の感光層１０３中に含有せしめた
ものと同極性のもの又は逆倦性のものが用いられるが、
該電荷注入阻止層１０２中に含有せしめる第■族原子又
は第Ｖ族原子の量は、比較的高濃度とする必要があり、
３０〜５Ｘ　ＩＱ’ａｔｏｍｉｃ　ｐｐｍ　、好ましく
は５０〜Ｉ　Ｘ　１０’　ａｔｏｍｉｃＰＰｍ％最適に
は１×１０２〜５　Ｘ　１０’ａｔｏｍｉｃ　ｐｐｍと
することが望ましい。

また電荷注入阻止層１０２中に含有せしめる酸素原子、
炭素原子及び窒素原子の中から選ばれる少なくとも１種
の量は、０．００１〜５０ａｔｏｍｉｃ％、好ましくは
０．００２〜４Ｑ　ａｔｏｍｉｃ％、最適には０．００
３〜３０　ａｔｏｍｉｃ％とするのが望ましい。

本発明の光受容部材の電荷注入阻止層１０２の層厚は、
３００λ〜１０．！ｌ、好ましくは４００λ〜８μ、最
適には５００＾〜５βとするのが望ましい。

ところで、本発明の光受容部材１１こおける電荷注入阻
止層１０２は、上述のごとき超薄膜積層構造を有するＮ
ｏｎＮｏｎ−８ｉ、Ｃ，Ｎ）（Ｈ，Ｘ）　、即ちａ−８
ＵＭ（０、Ｃ、Ｎ）　（Ｈ、Ｘ）又はｐｏｌｙ−ＳｉＭ
（０，Ｃ，Ｎ）（Ｈ，Ｘ）で構成されるものであるが、
後者のｐｏｌｙ−ＳｉＭ（０，Ｃ，Ｎ）（Ｈ＋Ｘ）で構
成される層は、種々の方法、例えば以下に記載するよう
な方法により適宜形成される。

その１つの方法は、基体温度を高温、具体的には４００
〜４５０℃に設定し、該基体上にグラズマＣｖＤ法によ
り膜を堆積せしめる方法である。

他の方法は、基体表面に先ずアモルファス状の膜を形成
、即ち、基体温度を約２５０℃にした基体上にグラズマ
ＣＶＴ）法によシ膜を形成し、該アモルファス状の膜を
アニーリング処理することによりｐｏｌｙ　　化する方
法である。該アニーリング処理は、基体を４００〜４５
０℃に約２０分間加熱するか、あるいは、レーザー光を
約２０分間照射することにより行なわれる。

本発明の光受容部材における感光層１０３上には、表面
層１０４が設けられる。該表面層は、酸素原子、炭素原
子及び窒素原子の中から選ばれる少なくとも一種を含有
するａ−８ｉ（Ｈ，Ｘ）〔以後、ｒ　ａ　　Ｓｓ　（０
、ＣｔＮ）　（Ｈ２Ｘ）　Ｊと表記する。〕又は窒素原
子及び硼素原子を母体とする非晶質材料〔以後、［ａ　
−ＢＮ（Ｈ，Ｘ　）　Ｊと表記する。〕、あるいは、炭
素原子を母体とする非晶質材料〔以後、［ａ　−Ｃ（Ｈ
，Ｘ）　ｊと表記する。］で構成される。

本発明の光受容部材に表面層１０４を設ける目的は、耐
湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境
特性、および耐久性等を向上せしめることにある。

特に、表面層としてａ−８ｔ（０，Ｃ，Ｎ）（Ｈ＝Ｘ）
で構成される層を用いた場合には、表面層と感光層を構
成するアモルファス材料の各々が、シリコン原子という
共通した構成原子を有しているので、表面層１０４と感
光層１０３との界面において化学的安定性が確保できる
。

こうしたａ−８ｉ（０，Ｃ，Ｎ）（Ｈ，Ｘ）で構成され
る表面層とする場合、表面層中に含有せしめる酸素原子
、炭素原子又は窒素原子の１の増加に伴って、前述の緒
特性は向トするが、多すぎると膜品質が低下し、電気的
および機械的特性も低下する。こうしたことから、これ
らの原子の量は、０．００１　＝　９０　ａｔｏｍｉｃ
％、好ましくは１〜９０　ａｔｏｍｉｃ％、最適には１
０〜８０　ａｔｏｍｉｃ％とするのが望ましい。

また、本発明の光受容部材において、表面層１０４の層
厚も本発明の目的を効率的に達成するだめに重要な要因
の１つであシ、所望の目的に応じて適宜決定されるもの
であるが、表面層に含有せしめる構成原子の量、あるい
は表面層に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がある。更に生産性や量産性も
加味した経済性の点においても考慮する必要もある。こ
うしたことから、本発明の光受容部材の表面層の層厚は
３　Ｘ　１０−３〜３０μ、より好ましくは４Ｘ１０−
３〜２０〃、特に好ましくは５ＸＩＯ−３〜１０１Ｉと
する。

第１　（Ｂ）図に示す例では、前述の第１（Ａ）図に示
す電荷注入阻止層１０２に、更にゲルマニウム原子又は
スズ原子の少なくとも一方を含有せしめ、該電荷注入阻
止層１０２に長波長吸収層としての機能を兼ねそなえさ
せた例である。即ち、支持体１０１と感光層１０３との
間に設けられる層１０５は、ｐ型不純物又はｎ型不純物
、および酸素原子、炭素原子及び窒素原子の中から選ば
れる少なくとも一種と、更にゲルマニウム原子又はスズ
原子の少なくとも一方を含有するＮｏｎ　−８ｉ（Ｈ，
Ｘ）Ｃ以後、ｒ　Ｎｏｎ　−８ｉ　（Ｇｅ　、　Ｓｎ　
）　Ｍ（０，Ｃ，Ｎ）（Ｈ，Ｘ）Ｊと表記する。〕で構
成されている。該層１０５にゲルマニウム原子又はスズ
原子を含有せしめることによシ、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、感光層１０３では殆
んど吸収しきれない長波長側の光を、該層１０５で実質
的に完全に吸収することができるようになり、このこと
により支持体１０１表面からの反射によって生じる干渉
を防出することができるものである。

ゲルマニウム原子又はスズ原子の少なくとも一方を含有
する、超薄膜積層構造を有する電荷注入阻止層を得るた
めには、ｐ型不純物又はｎ型不純物を含有するＮｏｎ　
−３ｉ　（Ｈ、Ｘ　）で構成される超薄膜構造層、およ
び酸素原子、炭素原子及び窒素原子の中から選ばれる少
なくとも一種を含有するＮｏｎ−８ｉ　（Ｈ，Ｘ）で構
成される超薄膜構造層のいずれか一方あるいは両方に、
ゲルマニウム原子又はスズ原子の少なくとも一方を含有
せしめ、これらの層を交互に多数回積層すればよい。

長波長側の光を吸収するため（Ｃ含有せしめるゲルマニ
ウム原子又はスズ原子の量は、１〜９．５Ｘ　１０’　
ａｔｏｍｉｃ　ｐｐｍ　１好ましくはｌＸＩＯ２へ９Ｘ
１０’ａｔｏｍｉ　ｃ　ｐｐｍ　、最適には５　Ｘ　１
０”　〜８　Ｘ　１０’　ａｔｏｍｉ　ｃｐｐｍとする
のが望ましい。

第１（Ｂ）図に示す例における、感光層１０３及び表面
層１０４は、前述の第１　（Ａ）図におけるものと同じ
である。

最後に、第１（Ｃ）図に示す例は、長波長吸収機能を有
する層１０６と、電荷注入阻と機能を有する層１０２と
を別々の層として、支持体１０１上にこの順に設け、更
にその上に感光層１０３及び表面層１０４を設けたもの
である。該例においては、層１０６は、ゲルマニウム原
子又はスズ原子の少なくとも一方を含有するＮｏｎ　−
Ｓｉ　（Ｈ、Ｘ　）〔以後、ｒ　Ｎｏｎ−８ｔ　（Ｇｅ
、５ｎ）（Ｈ，Ｘ）と表記する。〕で構成されておシ、
その他の層、即ち電荷注入阻止層１０２、感光層１０３
及び表面層１０４は第１（Ａ）図に示す場合と同様のも
のである。

かくなる層構成を有する本発明の光受容部材は、感光層
が比較的少量の第■族原子又は第■族原子を含有するａ
−８ｉ（Ｈ，Ｘ）で構成される超薄膜と、ａ−８ｉ（０
，Ｃ，Ｎ）（Ｈ，Ｘ）で構成される超薄膜とが交互に複
数回積層されて構成されているため、従来の単層構造の
感光層の場合において問題であったところの欠陥準位の
発生を生ずることなく、満足のゆくバンドギャップの制
御が効率的に達成しうるものである。また更に、電荷注
入阻止層として、比較的多量の第■族原子又は第■族原
子を含有するＮｏ　ｎ　−Ｓ　ｉ（Ｈ，Ｘ）で構成され
る超薄膜と、ａ　　５ｓ（ＯｔＣｔ　Ｎ　）　（Ｈ、ｘ
　）で構成される超薄膜とを交互に複数回積層されて構
成される層を用いているため、従来の比較的多量の第■
族原子と第■族原子と、酸素原子、炭素原子及び窒素原
子の中から選ばれる少なくとも一種とを同時に含有せし
めた単層構造の電荷注入阻止層において生ずるところの
ドーピング効果の低下および欠陥準位の発生という不都
合がすべて解消され、優れた電荷注入阻止層果を奏する
光受容部材を得ることができるものである。

次に、本発明の超薄膜積層構造層を有する光受容部材を
製造するのに適した、プラズマＣ司法による堆積膜形成
装置について、図面により詳しく説明するが、本発明は
これらによって限定されるものではない。

第２図は、本発明のプラズマＣ司法による堆積膜形成装
置の典型例を模式的１（示す図であって、第２（Ａ）図
は装置全体の縦断面略図、第２（Ｂ）図は装置全体の横
断面略図である。

第２図において、２０１は、表面にシリコン原子を母体
とするアモルファス膜を形成するだめの、アルミニウム
製支持体ドラムである。（以下、単に「ドラム」と称す
。）ドラム２０１は回転駆動機構２０２によって中心軸
を軸として回転するようになっておシ、ドラム２０１の
内部には、加熱用ヒーター２０３を配置する。該加熱用
ヒーター２０３は、成膜前にドラムを所定温度に加熱し
たり、成膜中にドラムを所定温度に保持したり、あるい
は成膜後にアニール処理するのに用いる。

２０４は、カソード電極であり、アノード電極であるド
ラム２０１と同軸型の対向電極をなしている。２０５は
高周波電源で、カソード電極２０４に高周波電力を供給
し、アースされているアノード電極であるＰラム２０１
との間で放電を生起せしめるものである。２０６　、２
０７は碍子であり、アノード電極２０１とカソード電極
２０４を絶縁している。

カソード電極２０４と碍ｐ　２０６　、２０７で形成さ
れる気密性反応室内は、排気パルプ２０９　、２１０を
介して排気装置２０８によシ排気される。２１１．２１
２は排気パルプ２０９　、２１０の直前に設けられた真
空計である。

ドラム２０１とカソード電極２０４との間の放電空間は
、原料がスを通さない絶縁体で構成された２枚の仕切板
２１３　、２１４によって２つの領域に仕切られておシ
、該仕切板２１３　、２１４はカソード電極２０４と接
しているが、ドラム２０１とは０．５〜数朋のわずかな
間隔を保っている。

仕切板２１３　、２１４によって形成された２つの領域
には、夫々、多数の原料ガス噴出孔を有する原料ガス供
給管２１５　、２１６　Ｋよシ、原料ガスが供給される
ようにされており、該原料ガス供給管２１５　、２１６
の他端は、原料ガスボンベ２１７〜２２５　、２２７〜
２３５に連通している。原料がスボンベ２１７〜２２５
　、２２７〜２３５には夫々原料ガスが密封されておシ
、例えばガスボンベ２１７゜２２７にはＳ　ｉ　Ｈ，ガ
ス、ガスボンベ２１８　、２２８にはＨ２ガス、ガスボ
ンベ２１９　、２２９にはＣＩ（４ガス、ガスボンベ２
２０　、２３０にはＧｅＨ，ガス、ガスボンベ２２１　
、２３１にはＮ２ボンベ、ガスボンベ２２２．２３２に
はＮｏガス、ガスボンベ２２３　、２３３にはＢ、Ｈ６
ガス、ガスボンベ２２４　、２３４にはＰＨ３ガス、ガ
スボンベ２２５　、２３５には５ＩＦ４ガスが夫々密封
されている。ガスボンベ２１７〜２２５゜２２７〜２３
５には夫々パルプ２１７ａ〜２２５ａ　、　２２７ａ〜
２３５ａが設けられており、ガス圧力レギュレ−ター７
ｂ〜２２５ｂ　、　２２７ｂ〜２３５　ｂ　、流入パル
プ２１７ｃ　〜２２５ｃ　、　２２７ｃ　〜２３５ｃ　
、　−ｒスフロコントローラー２１７ｄ〜２２５ｄ　、
　２２７ｄ〜２３５ｄ　、及び流出パルプ２１７ｅ〜２
２５ｅ　、　２２７ｅ〜２３５ｅを介して夫々原料ガス
供給管２１５　、２１６に原料がスを供給するようにさ
れている。

かくなる構成の本発明のプラズマＣＶＤ装置の操作につ
いて、その概略を以下に記載する。

ガスボンベ２１７へ２２５　、２２７〜２３５のパルプ
２１７ａ〜２２５ａ　、　２２７ａ〜２３５ａが閉じて
いることを確認し、さらに流入パルプ２１７ｃ〜２２５
ｃ　。

２２７ｃ〜２３５ｃ及び流出パルプ２１７ｅ〜２２５ｅ
　。

２２７ｅ〜２３５ｅが開いていることを確認し、排気パ
ルプ２０９　、２１０を開いて反応室及び各原料ガス供
給用配管内を真空排気し、真空計２１１゜２１２が約５
　Ｘ　１Ｏ−６ｔｏｒｒになった時点で流出パルプ２１
７ｅ〜２２５ｅ　、　２２７ｅ〜２３５ｅを閉じる。

次にドラム２０１を加熱ヒーター２０３で５０〜４００
℃の所定温度になるまで加熱する。

続いて、ガスボンベ２１７　、２２７よシＳｉＨ４がス
、同２１８　、２２７よりＨ２ガス、同２１９　、２２
９よりＣＨ，ガス、同２２０　、２３０よりＧ　ｅ　Ｈ
４ガス、同２２１　、２３１よりＮ２ガス、同２２２　
、２３２よりＮＯがス、同２２３　、２３３よシＨ２ガ
スで３０００　ｐｐｍに希釈されたＢ　２　Ｎｏガス（
以下ｒ　Ｂ２Ｈ６／Ｈ２ガス」と表記する。）、同２２
４　、２３４よシ、Ｈ２ガスで３０００　ｐｐｍ　　に
希釈されたＰＨ３がス（以下ｒ　ＰＨ３／Ｈ２ガス」と
表記する。）、同２２５　、２３５よシＳｉＦ４ガスを
、各々パルプ２１７ａ　〜２２５ａ　、　２２７ａ〜２
３５ａ　　を開き、圧力レギュレータ２１７ｂ〜２２５
ｂ　、　２２７ｂ　〜２３５ｂ　　により２　Ｋｊｌ　
／ｃｍ２に調整した後、流入パルプ２１７ｃ　〜２２５
ｃ　、　２２７ｃ　〜２３５ｅヲ徐々ＫＩＪいてマス７
０−コントローラ−２１７ｄ〜２２５ｄ　、　２２７ｄ
〜２３５ｄ　　内に夫々流入させる。

引きつづき、膜の形成に必要な原料ガスの流出パルプを
徐々に開けて、夫々のガスを２つの仕切板２１３　、２
１４により仕切られたドラム２０１とカソード電極２０
４の間に形成された領域Ａ、Ｂに、原料ガス導入管２１
５　、２１６より流入させる。

このとき、各領域における原料がスの流量が所定の値に
なるようにマスフローコントローラー２１７ｄへ２２５
ｄ　、　２２７ｄ〜２３５ｄを設定するとともに、仕切
板２１３　、２１４とドラム２０１の間のわずかな隙間
から夫々の領域に導入された原料がスが混ざり合うこと
を防止するため、領域Ａ、Ｂのガス圧が等しく所望の値
になるように、真空計２１１　、２１２を見ながら排気
パルプ２０９　、２１０の開口を調整する。そして、ド
ラム２０１の温度が所定の温度に設定されていることを
確認し、ドラムを回転させた後、高周波電源２０５によ
シカソート°電極２０４に高周波電力を供給し、ドラム
２０１とカソード電極２０４との間にグロー放電を生起
せしめ、領域Ａと領域Ｂとで異なるグラズマ状態を形成
する。

ヒーター２０３により５０〜４００°Ｃの所定の温度に
加熱されたドラム２０１の表面ｆｄ’、中心軸を軸とし
て回転し、領域Ａと領域Ｂを交互に通過し、これによっ
てドラム表面にＡ層とＢ層が交互に積層されることとな
る。

Ａ層及びＢ層の厚さは、ドラムの回転速度を上げること
で薄く、下げることで厚くシ、又、Ａ層とＢ層の厚さの
比は、仕切板２１３　、２１４の位置を変えることによ
り各領域Ａ、Ｂの通過時間の比を変え、制御することが
できる。

第２（Ｃ）図は、各層の厚さを所望の値にするためのド
ラムの回転速度と仕切板の位置について説明するだめの
、部分拡大図である。図中、２０１はドラム、２０４は
カンード電極、２１３゜２１４は仕切板であシ、該仕切
板２１３　、２１４により、ドラム２０１とカンード電
極２０４の間の空間は領域Ａと領域Ｂとに仕切られる。

ここで領域Ａ、Ｂにおけるドラム表面の成膜速度を夫々
、ａ（λ／秒）、ｂ（人／秒）、領域Ａ、Ｂにおけるド
ラムの中心と仕切板２１３゜２１４のつくる角度を夫々
、３６０ｘ　（Ｊｉ）　、３６０．（１−ｘ）（度）（
但し、Ｏ＜ｘ＜１　）、ドラムの回転数をｙ（回転７秒
）とすると、２つの領域Ａ、Ｂで交互に形成される層の
層厚Ａ（λ）、Ｂ（＾）は、次式：％式％ で表わされる。該２つの式から、次式：ｂ ｙ　： ａ　Ｂ　＋　Ａ　ｂ が導かれる。

すなわち、成膜操作を開始する以前に仕切板うに仕切板
２１３　、２１４を固定し、成膜操作中においてドラム
の回転数を□　（回転７秒）ａＢ＋Ａｂ に設定すればよいことがわかる。

ドラム表面に形成された膜の膜厚が所定の値になったと
ころで高周波電源を止めて放電を中止し、流出パルプ２
１７ｅ〜２２５ｅ　、　２２７ｅ〜２３５ｅを閉じる。

以上の操作によシ超薄膜積層構造層の形成を行なうが、
超薄膜積層構造層以外の層を形成するには、領域Ａ、Ｈ
に、同じ混合比の混合ガスを各領域の体積比に比例した
流量だけ流入して上述と同様の操作を行なえばよい。こ
の際、夫々の層を形成する際に必要な原料ガスの流出パ
ルプ以外の流出パルプを全て閉じることはいうまでもな
く、また、夫々の層を形成する際、前層の形成に使用し
た原料がスが反応室内、及び流出パルプから反応室内に
至るガス配管内に残留することを避けるために、流出パ
ルプを閉じて、排気パルプ２０９　、２１０を全開にし
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Ｏ 第３図に示す他の実施例装置は、第２図に示した実施例
装置の一部を変更した装置を模式的に示すものであり第
３（Ａ）図はその横断面略図、第３（Ｂ）図はその縦ｉ
析面略図である。

第３図に示す実施例装置は、仕切板２１３゜２１４とド
ラム２０１の間からの原料ガスの混入を完全に防とする
ため、仕切板とドラムの間から排気する手段を付加した
ものであり、仕切板２１３　、２１４の夫々に排気口２
３６　、２３７を設け、排気パルプ２３８　、２３９を
介して排気装置２０８に連通させたものである。第３図
において、図中に示す他の符号は、すべて第２図に示し
たものと同じものを示している。

〔実施例〕

以下、実施例１〜８　により本発明についてより詳細に
説明するが、本発明はこれらにより限定されるものでは
ない。

実施例１ 第２図に示した製造装置を用いて、シリンダー状Ａ７１
！基体表面に、第１表に示す層形成条件で層形成を行な
い、第１（Ａ）図に示す層構成の電子写真用光受容部材
を１１だ。

得られた光受容部材を、帯電露光実験装置（・て設置し
て、■０．５ＫＶ　　で０．３秒間コロナ帯′工を行な
い、直ちＩＣ光像を照射した。光像の照射はタングステ
ンラング光源を用い、０．７　ｌｕｘ・Ｓｅｅの光量を
透過型のテストチャートを通して行なつだ。

その後直ちにｅ荷電性の現像剤で該光受容部材表面をカ
スケード現像することにより、該光受容部材表面上に良
好なトナー画像を得だ。次いで該トナー画像を■０．５
ＫＶ　　のコロナ帯電で転写紙上に転写したところ、解
像力に優れ、階調再現性の良好な、鮮明な高濃度の画像
が得られた。

実施例２ 層形成条件を第２表に示す条件とした以外はすべて実施
例１と同様にして、第１（Ｃ）図に示す層構成の電子写
真用光受容部材を得た。

得られた光受容部材を用いて、実施例１と同様の方法で
コロナ帯電、夕／ゲステンラングによる光像照射、現像
、転写を行なったところ、解像力に優れ、階調再現性の
良好な、鮮明な高濃度の画像が得られた。

また、この電子写真用光受容部材を用い、実施例１と同
様に帯電し、波長７８８ｎｍの半導体レーザへにより画
像露光を行なった。そして実施例１と同様に現像、転写
を行なったところ、干渉縞のない鮮明な両像が得られた
。

実施例３〜５ 第１層形成時の層形成条件を第３表に示す条件とした以
外はすべて実施例１と同様にして、電子写真用光受容部
材を得た。

得られた夫々の光受容部材を用いて、実施例１と同様に
して、画像形成を行なった（但し、実施例３においては
、帯電をｅ帯電とし、■荷電性の現像剤を用いて現像し
、ｅ帯電により転写した。）ところ、解像力に優れ、階
調再現性の良好な、鮮明な高濃度の画像が得られた。

実施例６〜８ 第２層形成時の層形成条件を第４表に示す条件とした以
外はすべて実施例１と同様にして、電子写真用光受容部
材を得た。

得られた夫々の光受容部材を用いて、実施例１と同様に
して画像形成を行なったところ、解像力に優れ、階調再
現性の良好な、鮮明な高濃度の画ｒ家が得られた。

比較例 第５表に示す層形成条件により電子写真用光受容部材を
得た。

得られた光受容部材の分光感度特性と、実施例ＩＶ−お
いて得られた分光感度特性を比較したところ、実施例１
において得られた光受容部材は、比較例のものより分光
感度特性が短波長側へ変調されていることが判明した。

次に、比較例（第５表）により得られる光受容部材と、
実施例１（第１表）により得られる光受容部材において
、夫々、第１層の層形成条件のうち、Ｂ２Ｈ６ガスの量
だけを種々に変化させて、夫々の場合における帯電能の
比較を行なった。（但し、帯電能の測定は、夫々の光受
容部材を■７．５ＫＶで０．１５秒間コロナ放電を行な
い、０．２秒後に振動容量型の表面電位で測定した。そ
の結果、第１層を単層構造とした本比較例の光受容部材
よりも、第１層を超薄膜積層構造とした実施例１の光受
容部材の方が、８２Ｈ６の量が低濃度の領域から高い帯
電能を示し、同じＢ２Ｈ，濃度においては、より高い帯
電能を示すことが判明した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光受容部材の層構成の典型的な例を
模式的に示しだ図である。第２図は、本発明の光受容部
材を製造するだめの装置の典型的実施例を模式的に示す
図であ！０、（Ａ）図は横断面略図、（Ｂ）図は縦断面
略図、（Ｃ）図は（Ａ）図の部分拡大図である。第３図
は、本発明の光受容部材を製造するための装置の他の実
施例を模式的に示す図であり、（Ａ）図は横断面略図、
（Ｂ）図は縦断面略図である。 第１図について、 １０１・・・支持体、１０２・・・電荷注入阻と層、１
０３・・・感光層、１０４・・・表面層、１０５・・・
長波長吸収層を兼ねた電荷注入阻市層、１０６・・・長
波長吸収層温２．３図について、 ２０１・・・ドラム、２０２・・・回転機構、２０３・
・・加熱用ヒーター、２０４・・・カソード電極、２０
５・・・高周波電源、２０６　、２０７・・・碍子、２
０８・・・排気装置、２０９　、２１０　、２３８　、
２３９・・・排気バルブ、２１１゜２１２・・・真空計
、２１３　、２１４・・・仕切板、２１５゜２１６・・
・原料がス供給管、２１７〜２２５　、２２７〜２３５
・・・原料ガスボンベ、２１７ａ〜２２５ａ　、　２２
７ａ〜２３５ａ　・・・バルブ、２１７ｂ〜２２５ｂ、
２２７ｂ〜２３５ｂ・・・ガス圧力レギュレーター、２
１７Ｃ〜２２５ｃ　。 ２２７Ｃ〜２３５Ｃ・・・流入バルブ、２１７ｄ　Ｎ２
２５ｄ　。 ２２７ｄ〜２３５ｄ・・・マスフロコントローラー、２
１７ｅ〜２２５ｅ　、　２２７ｅ〜２３５ｅ・・・流出
バルブ、２３６゜２３７・・・排気口 １ｇの１輩（１）（二変更ない 手　続　補　正　書（方式） 昭和６１年３月１１日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第　１０２４６　　号２発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 ４、代理人　　　　　　　７ 住　所　　東京都千代田区麹町３丁目１２番地６麹町グ
リーンビル 変更なし）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）支持体上に、少なくとも電荷注入阻止層と感光層
   とを有する光受容部材であって、前記電荷注入阻止層が
   、シリコン原子と、比較的多量の伝導性を制御する物質
   とを含有する非単結晶質材料で構成される超薄膜と、シ
   リコン原子と、酸素原子、炭素原子及び窒素原子の中か
   ら選ばれる少なくとも一種とを含有する非単結晶質材料
   で構成される超薄膜とを交互に複数回積層されて構成さ
   れるものであり、前記感光層が、シリコン原子と、比較
   的少量の伝導性を制御する物質とを含有する非晶質材料
   で構成される超薄膜と、シリコン原子と、酸素原子、炭
   素原子及び窒素原子の中から選ばれる少なくとも一種と
   を含有する非晶質材で構成される超薄膜とを交互に複数
   回積層されて構成されていることを特徴とする光受容部
   材。
2. （２）周囲が上壁、電極としても機能する側壁及び底壁
   で一体的に密封包囲されて内部に空間を形成し、該空間
   の中心部に電極としても機能する円筒形支持体を保持す
   る回転保持手段を有し、包囲壁内面と前記円筒形支持体
   の表面との間で形成される反応空間を有し、該反応空間
   は前記側壁に端固定されて前記回転保持手段の中心軸に
   向けて延び該空間を縦断する仕切板により分画されて形
   成された複数の反応域を有し、前記複数の反応域にはそ
   れぞれ原料ガス供給管が配管されると共に排気出段が設
   けられていることを特徴とする、下記の光受容部材の製
   造装置。 ”支持体上に、少なくとも電荷注入阻止層と感光層とを
   有する光受容部材であって、前記電荷注入阻止層が、シ
   リコン原子と、比較的多量の伝導性を制御する物質とを
   含有する非単結晶質材料で構成される超薄膜と、シリコ
   ン原子と、酸素原子、炭素原子及び窒素原子の中から選
   ばれる少なくとも一種とを含有する非単結晶質材料で構
   成される超薄膜とを交互に複数回積層されて構成される
   ものであり、前記感光層が、シリコン原子と、比較的少
   量の伝導性を制御する物質とを含有する非晶質材料で構
   成される超薄膜と、シリコン原子と、酸素原子、炭素原
   子及び窒素原子の中から選ばれる少なくとも一種とを含
   有する非晶質材で構成される超薄膜とを交互に複数回積
   層されて構成されていることを特徴とする光受容部材。 ”