JPS6240465A - 光受容部材 - Google Patents

光受容部材

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JPS6240465A
JPS6240465A JP18078085A JP18078085A JPS6240465A JP S6240465 A JPS6240465 A JP S6240465A JP 18078085 A JP18078085 A JP 18078085A JP 18078085 A JP18078085 A JP 18078085A JP S6240465 A JPS6240465 A JP S6240465A
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JP
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layer
atoms
light
receiving member
gas
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Application number
JP18078085A
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English (en)
Inventor
Keishi Saito
恵志 斉藤
Teruo Misumi
三角 輝男
Yoshio Tsuezuki
津江月 義男
Kyosuke Ogawa
小川 恭介
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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

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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 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
のに適し次光受容部材に関する。
〔従来技術の説明〕
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工す静電潜像を形成し、次
いで該潜像を現像するか、更に必要に応じて転写、定着
などの処理を行なう、画像を記録する方法が知られてお
り、中でも電子写真法による画像形成法では、レーザー
として、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)を使用して像記録を行なうのが一般である。
ところで、半導体レーザーを用いる場合に適し九電子写
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優れているのに加えて、
ビッカース硬度が高く、公害の問題が少ない等の点から
評価され、例えば特開昭54−86341号公報や特開
昭56−83746号公報にみられるようなシリコン原
子を含む非晶質材料(以後ra−3ij と略記する)
から成る光受容部材が注目されている。
しかしながら、前記光受容部材については、光受容層を
単層構成のa−8i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1(11)2Ωα以
上の暗抵抗を確保するには、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全特定の量範囲で層
中に制御された形で構造的に含有させる必要性があり、
友めに層形成に当って各種条件を厳密にコントロールす
ることが要求される等、光受容部材の設計についての許
容度に可成シの制限がある。そしてそうした設計上の許
容度の問題を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する等して改善する提案がな
されている。即ち、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号公報にみられるよう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念り、或いは特開昭57−5217
8号、同52179号、同52180号、同58159
号、同58160号、同581(10)号の各公報にみ
られるよう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iD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
ところがそうした光受容層が多層構造を有する光受容部
材は、各層の層厚にばらつきがあシ、これを用いてレー
ザー記録を行う場合、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」と称する。)より反射して来る反射光の夫々が干
渉を起してしまうことがしばしばおる。
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、画像不良の原因となる。殊
に階調性の高い中間調の画像を形成する場合にあっては
、識別性の著しく劣つ之阻画像を与えるところとなる。
t、e重要な点として、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、前記の干渉現象が顕著
になるという問題がある。
この点を図面を以って以下に説明する。
第6図に、光受容部材の光受容層を構成するある層に入
射した光重。と上部界面602で反射した反射光R1、
下部界面6(11)で反射した反射光R2が示されてい
る。
そこにあって、層の平均層厚をd、屈折率をn、光の波
長をλとして、ある層の層厚がなだλ らかに1丁以上の層厚差で不均一であると、反射光R工
、R2が2nd = mλ(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が生じる。即ち、光受
容部材が第7図に示すような、2若しくはそれ以上の層
(多層)構成のものであるものにおいては、それらの各
層について第6図に示すような干渉効果が起って、第7
図に示すような状態となり、その結果、それぞ゛れの干
渉が相乗的に作用し合って干渉縞模様を呈するところと
なり、それがそのま\転写部材に影響し、該部材上に前
記干渉縞模様に対応した干渉縞が転写、定着される可視
画像に現出して不良画像をもたらしてしまうといった問
題がある。
この問題を解消する策として、(a)支持体表面をダイ
ヤモンド切削して、±500 X〜±1000OA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号公報参照)、(b)アルミニウム支持
体表面を黒色アルマイト処理したシ、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号公報参
照)、(e)アルミニウム支持体表面を梨地状のアルマ
イト処理し念シ、サンドブラストによシ砂目状の微細凹
凸を設けib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号公報参照)
等が提案されている。
これ等の提案方法は、一応の結果はも友らすものの、画
像上に現出する干渉縞模様を完全に解消するに十分なも
のではない。
即ち、(a)の方法については、支持体表面に特定大の
凹凸を多数設けていて、それに工り光散乱効果による干
渉縞模様の現出が一応それなりに防止はされるものの、
光散乱としては依然として正反射光成分が残存するため
、該正反射光による干渉縞模様が残存してしまうことに
加えて、支持体表面での光散乱効果により照射スポット
に拡が9が生じ、実質的な解像度低下をきたしてしまう
(b)の方法については、黒色アルマイト処理では、完
全吸収は不可能であり、支持体表面での反射光は残存し
てしまう。また、着色顔料分散樹脂層を設ける場合は、
a−8i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−8i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−8i層の形成に悪影響を
与えること等の問題点を有する。
(C)の方法については、第8図に示す様に、例えば入
射光■。は、光受容層8020表面でその一部が反射さ
れて反射光R1となり、残りは、光受容層802の内部
に進入して透過光■1となる。
透過光量□は、支持体8(11)の表面に於いて、その
一部は、光散乱されて拡散光に工、K2、K3・・・と
な9、残9が正反射されて反射光R2となり、その一部
が出射光R°3となって外部に出ては行くが、出射光R
3は、反射光R1と干渉する成分であっていずれにしろ
残留するため依然として干渉縞模様が完全に消失はしな
い。
ところで、この場合の干渉を防止するについて、光受容
層内部での多重反射が起らないように、支持体8(11
)の表面の拡散性を増加させる試みもちるが、そうした
ところでかえって光受容層内で光が拡散してノ・レーシ
ョンを生じてしまい結局は解像度が低下してしまう。
特に、多層構成の光受容部材においては、第9図に示す
ように、支持体9(11)表面を不規則的に荒しても、
第1層902での表面での反射光R2、第2層での反射
光R□、支持体9(11)面での正反射光R3の夫々が
干渉して、光受容部材の各層厚にしたがった干渉縞模様
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9(11)表面を不規則に荒すことでは、干渉縞
を完全に防止することは不可能である。
又、サンドブラスト等の方法に工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」二問題がある。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をも友らして
しまう。
又、単に支持体表面を規則的に荒した場合、第1.0図
に示すように、通常、支持体10(11)の表面の凹凸
形状1003に沿って、光受容層1002が堆積するた
め、支持体10(11)の凹凸の傾斜面と光受容層10
02の凹凸の傾斜面とが1003’、1004’で示す
ように平行になる。
したがって、その部分では入射光は、2ndよ=mλま
たは2nd1=(m+1/2)λの関係が成立ち、夫々
明部または暗部となる。また、光受容層全体では光受容
層の層厚d□、d2、d3、d4λ の夫々の差の中の最大が7n以上である様な層厚の不均
一性があるため明暗の縞模様が現われる。
従って、支持体10(11)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8図に図示の一層構成の光
受容部材のところ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〕
本発明は、主としてa−8iで構成された光受容層を有
する光受容部材について、上述の諸問題を排除し、各踵
要求を満之すもの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
に常時安定しており、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く、製造管理が容易で
ある、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
ることにちる。
本発明の更に他の目的は、可干渉性単色光を用いる画像
形成に適し、長期の繰9返し使用にあっても、干渉縞模
様と反転現像時の斑点の現出がなく、且つ画像欠陥や画
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、高品質画像を得ることのでき
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〕
本発明者らは、従来の光受容部材についての前述の諸問
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、上述する知見を得、該知見に基づいて本発明を
完成するに至った。
即ち、本発明は、支持体上に、シリコン原子と、ゲルマ
ニウム原子またはスズ原子の少くともいずれか一方を含
有する非晶質材料で構成された第一の層と、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
れる少くとも一種とを含有する非晶質材料で構成された
第二の層とを積層して有する光受容部材において、ショ
ートレンジ内に少くとも一対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くとも一方向
に多数配列していることを骨子とする光受容部材に関す
る。
ところで、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、得た知
見は、概要、支持体上に複数の層を有する光受容部材に
おいて、該光受容部材に要求される解像度よりも微小な
凹凸形状を支持体表面に形成するとともに、該凹凸形状
の1周期内の微小部分(以下、「ショートレンジ」と称
す。)内に、少くとも一対の非平行な界面を有するよう
にし、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せしめた場合、画像形成時に現わ
れる干渉縞模様の問題が解消されること、そして、その
場合、支持体表面に設ける凹凸の凸部の縦断面形状は、
ショートレンジ内に形成される各層の層厚の管理され次
不均−化、支持体と支持体上に直接設けられる層との間
の良好な密着性、あるいはさらに、所望の電気的接触性
等を確保するために、逆V字形とすることが必要とされ
るというものである。
この知見は、本発明者らが試みた各種の実験により得た
事実関係に基づくものである。
このところを、理解を容易にするため、図面を用いて以
下に説明する。
第1図は、本発明に係る光受容部材の層構成を示す模式
図であり、微小な凹凸形状を有する支持体1(11)上
に、その凹凸の傾斜面に沿って第一の層102と第二の
層103とを備えた光受容部材を示している。
第2乃至4図は、本発明の光受容部材において干渉縞模
様の問題が解消されるところを説明するための図である
第2(A)図は、第1図に示す光受容部材の第一の層と
第二の層の一部を拡大して示し次回であり、第2(B)
図は同部分における明るさを示す図であり、図中、20
2は第一の層、203は第二の層、204は自由表面、
205は第一の層と第二の層との界面を示している。第
2(A)図に示すごとく、第二の層203の層厚は、シ
ョートレンジを内においてd21からd2□に連続的に
変化しているため、自由表面204と界面205とは互
いに異なる傾きを有している。したがって、このショー
トレンジを内に入射したレーザー光等の可干渉性光は、
該ショートレンジtにおいて干渉をおこし、微小な干渉
縞模様が生成はする。しかし、ショートレンジtにおい
て生ずる干渉縞は、ショートレンジtの大きさが照射光
スポット径より小さい、即ち、解像度限界より小さいた
め、画像に現われることはない。又、はとんどないこと
ではあるが、仮に、画像に現われる状況が生じたとして
も肉眼の分解能以下なので、実質的には何等の支障もな
い。
一方、第3図(但し図中、302は第一の層、303は
第二の層、304は自由表面、305は第一の層302
と第二の層303との界面を示す。)に示すように、第
一の層302と第二の層303との界面305と、自由
表面304とが非平行である(第3(A)図参照)場合
には、入射光量。に対する反射光R工と出射光R3とは
その進行方向が異なるため、界面305と自由表面30
4とが平行である(第3(B)図参照)場合に比べて、
干渉の度合が減少する。即ち、干渉が生じても、第3(
C)図に示すごとく、一対の界面が平行な関係にある場
合よりも、一対の界面が非平行な関係にある場合の方が
干渉の度合が小さくなるため、干渉縞模様の明暗の差が
無視しうる程度に小さくな9、その結果、入射光量は平
均化される。
このことは、第2(C)図に示すように、第二の層20
3の層厚がマクロ的に不均一である場合、即ち、異なる
任意の2つの位置における第二の層の層厚d23、d2
4がd23\d24である場合であっても同様であって
、全層領域において入射する光量は第2(D)図に示す
ように均一となる。
以上、支持体上に第一の層と第二の層とが積層されてい
る場合について記載したが、本発明の光受容部材の第一
の層が多層構造を有している場合、例えば、第4図に示
すように支持体4(11)上に、二つの構成層402′
と402“から構成される第一の層402、および第二
の層403を積層してなる場合であっても、入射光■。
に対して、反射光R1、R2、R3、R4およびR5が
存在するが、402′、402″および403の各層に
おいて、第3図によって説明したごとき入射する光量が
平均化される現象が生ずる。
その上、ショートレンジを内の各層の界面は、−棟のス
リットとして働き、そこで回折現象を生じる。
その几め、各層での干渉は、層厚の差による干渉と、層
界面の回折による干渉との積として現われる。
したがって、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ため、本発明の光受容部材において
は第一の層を構成する層の数が増大するにつれ、より一
層干渉による影響を防止することができる。
以上の実験的に確認された事実関係をもってする前述の
構成の本発明の光受容部材の支持体は、その表面が光受
容部材に要求される解像力よりも微小な凹凸を有し、し
かも該凹凸の凸部の縦断面形状が逆■字形を呈するもの
である。
かくなる表面形状を有する支持体の使用は、その上に光
受容層が形成されてなる光受容部材を、光受容層を通過
した光が支持体表面で反射することにより干渉し形成さ
れる画像が縞模様となることを効率的に防止し、優れた
画像を形成することにつながる。
本発明の光受容部材の支持体の表面について、好適な凹
凸形状の1周期の大きさtは、照射光のスポット径をL
とすれば、t≦Lの関係にあることが必要である。
また、本発明の光受容部材の光受容層は、第一の層と第
二の層とからなシ、該第−の層は、シリコン原子と、ゲ
ルマニウム原子又はスズ原子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で構成され、特に望まし
くはシリコン原子(Si)と、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と、
水素原子(H)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
  Si(G”+Sn) (H+ X) Jと表記する
。〕で構成され、さらに必要に応じて伝導性を制御する
物質を含有せしめることができる。
そして、該第−の層は、多層構造を有することもあり、
特に好ましくは、伝導性を制御する物質を含有する電荷
注入阻止層を構成層の1つとして有するか、または/及
び、障壁層を構成層の1つとして有するものである。
また、前記第二の層は、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くとも一種とを
含有するアモルファス材料で構成され、特に望ましくは
、シリコン原子(Si)と、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くとも一
種と、水素原子(H)及びハロゲン原子(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
、ra−,5i(0,C,N)(H,X)Jと表記する
。〕で構成される。
本発明の光受容部材においては、前述の表面容部材にあ
っては、支持体上に、第一の層と第二の層とを積層して
有し7、さらに第一の層にあっては、後で詳述するよう
に、干渉を防止することを目的として、第一の層の支持
体側の端部にゲルマニウム原子又は/及びスズ原子を比
較的多量に含有する局在領域を形成せしめるが、又は/
及び第一の層の支持体側の端部に伝導性を制御する物質
を比較的多量に含有する局在領域(すなわち、電荷阻止
層)を形成せしめるか、又は/及び第一の層の支持体側
の端部に障壁層を形成することが望ましく、こうした構
成の本発明の光受容部材は支持体上に複数の層による複
数の界面が形成されることとなるが、本発明の光受容部
材においては、ショートレンジを内に少なくとも一対の
非平行な界面が存在するようにされる。
そして、本発明の目的をより効果的に達成するためには
、ショートレンジtに於ける層厚の差、例えば前述の第
2(A)図におけるd2□とd2□の差は、照射光の波
長をλとすると、次式:d −d 〉工(n:構成層の
屈折率)21   22− 2n を満足することが望ましい。そして該層厚の差の上限は
、好ましくは0.1μm〜2μm、よシ好ましくは0.
1 μm 〜1.5 am、最適には0.2μm〜1μ
mとすることが望ましい。
前述のごとく、本発明の光受容部材においては、ショー
トレンジを内において、少くともいずれ力)2つの界面
が非平行な関係にあるように各層の層厚が制御されるが
、この条件を満たす限シにおいて、平行な関係にある界
面が存在してもよい。但し、その場合、平行な関係にあ
る界面について、任意の2)の位置をとって、それらの
位置における層厚の差をΔtとし、照射光の波長をλ、
一層の屈折率をnとした場合、次式: を満足するように層又は層領域を形成するのが望ましい
本発明の第一の層及び第二の層の作成については、本発
明の前述の目的を効率的に達成するために、その層厚を
光学的レベルで正確に制御する必要があることから、グ
ロー放電法、スパッタリング法、イオンブレーティング
法等の真空堆積法が通常使用されるが、これらの他、光
CVD法、熱CVD法等を採用することもできる。
以下、第1図にニジ本発明の光受容部材の具体的構成に
ついて詳しく説明する。
第1図は、本発明の光受容部材の層構成を説明するため
に模式的に示した図であシ、図中、100は光受容部材
、1(11)は支持体、102は第一の層、103は第
二の層、104は自由表面を示す。
支持体 本発明の光受容部材における支持体1(11)は、その
表面が光受容部材に要求される解像カエシも微小な凹凸
を有し、しかも該凹凸の凸部の縦断面形状が逆V字形を
呈するものである。
該逆■字形の形状は、好ましくは第5図に示すように実
質的に二等辺三角形、直角三角形あるいは不等辺三角形
とすることが望ましい。これ等の形状のうち、特に二等
辺三角形、又は直角三角形とするのが望せしい。
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、本発明の目的を結果的に達成出来る様に設定される
即ち、第1は光受容層を構成するa−8i層は、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−8i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。
上記した層堆積上の問題点、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、
支持体表面の凹部のピッチは、好ましくは0.3μm〜
500μm、ニジ好ましくは1μm〜200μm1最適
には5μm〜50μmであるのが望ましい。
又凹部の最大の深さは、好ましくは0.1μm〜5μm
1よシ好ましくは0.3μm〜3μm、最適には0.6
μm〜2μmとされるのが望ましい。支持体表面の凹部
のピッチと最大深さが上記の範囲にある場合、凹部(又
は線上突起部)の傾斜面の傾−一きは、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
〜10度とするのが望貰しい。
支持体表面に設けられる上記構成の凹凸は、7字形状の
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凹凸形状、ピッチ、
深さで形成する。この様な切削加工法によって形成され
る凹凸が作p出す逆V字形線状突起部は、円筒状支持体
の中心軸を中心にした輝線構造を有する。逆V字形突起
部の輝線構造は、二重、三重の多重幅線構造、又は交叉
綿線構造としても差支えない。
或いは、輝線構造に加えて中心軸に沿った直線構造を導
入してもよい。
本発明に用いる支持体1(11)は、導電性のものであ
っても、ま之電気絶縁性のものであって屯よい。導電性
支持体としては、例えば、NiCr、ステンレス、At
SCr1M0.Au、Nb、Ta。
V、 Ti 、 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、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、好適には一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
層を設けるのが望筐しい。
例えば、ガラスであれば、その表面に、NiCr、At
、 Cr、 MOlAu、Ir、Nb5Ta、V、Ti
1pt 、 Pd 、 In2O3、SnO2、■TO
(工n203+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
等の合成樹り旨フィルムであれば、NiCr、 At、
 Ag、 Pb。
ZnSNi、 Au、 Cr、 Mo、  Ir、 N
b、、Ta、V。
Tt、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、円筒状、ベルト状、板状等任
意の形状であることができるが、用途、所望によって、
その形状は適宜に決めることのできるものである。例え
ば、第1図の光受容部材Zooを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
な限シ薄ぐすることができる。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。
第一の層 本発明の光受容部材においては、前述の支持体1(11
)上に、シリコン原子と、ゲルマニウム原子及びスズ原
子の少なくともいずれか一方と、好ましくはさらに水素
原子及びハロゲン原子の少なくともいずれか一方を含有
する非晶質材料で構成された第一の層102が積層され
ておシ、さらに、該第−の層102には、必要に応じて
伝導性を制御する物質を含有せしめることができる。
ところで、本発明の光受容部材の第一の層にゲルマニウ
ム原子及び/又はスズ原子を含有せしめる目的は、主と
して該光受容部材の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。
即ち、前記第一の層中にゲルマニウム原子又は/及びス
ズ原子を含有せしめることにより、本発明の光受容部材
は、各種の優れた特注を示すところのものとなるが、中
でも特に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′して光感度が優れ光応
答性の速いものとなる。そしてこのことは、半導体レー
ザを光源と〜した場合に特に顕著である。
本発明における第一の層においては、ゲルマニウム原子
又は/及びスズ原子は、その全層領域に均一な分布状態
で含有せしめるか、あるいは不均一な分布状態で含有せ
しめるものである。
(ここで均一な分布状態とは、ゲルマニウム原子又は/
及びスズ原子の分布濃度が、第一の層の支持体表面と平
行な面方向において均一であり、第一の層の層厚方向に
も均一であることをいい、又、不均一な分布状態とは、
ゲルマニウム原子又は/及びスズ原子の分布濃度が、第
一の層の支持体表面と平行な面方行には均一であるが、
第一の層の層厚方向には不均一であることをいう。) そして本発明の第一の層においては、特に、支持体側の
端部にゲルマニウム原子及び/又はスズ原子を比較的多
量に均一な分布状態で含有する層を設けるか、あるいは
自由表面側ニジも支持体側の方に多く分布した状態とな
る様にゲルマニウム原子又は/及びスズ原子を含有せし
めることが望ましく、こうした場合、支持体側の端部に
おいてゲルマニウム原子又は/及びスズ原子の分布濃度
を極端に犬きくすることにニジ、半導体レーザ等の長波
長の光源を用いた場合に、光受容層の自由表面側に近い
構成層又は層領域においては殆んど吸収しきれない長波
長の光を、光受容層の支持体と接する構成層又は層領域
において実質的に完全に吸収されるため、支持体表面か
らの反射光による干渉が防止されるようになる。
前述のごとく、本発明の第一の層においては、ゲルマニ
ウム原子又は/及びスズ原子を全層中に均一に分布せし
めることもでき、また層厚方向に連続的かつ不均一に分
布せしめることもできるが、以下、層厚方向の分布状態
の典型的な例のいくつかを、ゲルマニウム原子を例とし
て、第11乃至19図にニジ説明する。
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、第一の層の層厚を示し、1
.は支持体側の第一の層の端面の位置を、鴨は支持体側
とは反対側の第二0層側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一の層ばt、側ニジも等
測に向って層形成がなされる。
尚、各図に於いて、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為、極端な形
で図示しており、これらの図はあくまでも理解を容易に
するための説明のための模式的なものである。
第11図には、第一の層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第1の典型例が示される。
第12図に示される例では、ゲルマニウム原子の含有さ
れる第一の層が形成される支持体表面と第一の層とが接
する界面位置tllニジt1の位置までは、ゲルマニウ
ム原子の分布濃度Cが濃度C1なる一定の値を取り乍ら
ゲルマニウム原子が第一の層に含有され、位置1.ニジ
は濃度C2より界面位置輝に至るまで徐々に連続的に減
少されている。界面位置、を丁においてはゲルマニウム
原子の分布濃度Cは実質的に零とされる。
(ここで実質的に零とは検出限界量未満の場合である゛
。 ) 第13図に示さ3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t、ニジ位置1?に至る
まで濃度C3から徐々に連続的に減少して位置t〒にお
いて濃度qとなる様な分布状態を形成している。
第14図の場合には、位置t、Xり位置t2までは、ゲ
ルマニウム原子の分布濃度Cは濃度C3と一定位置とさ
れ、位置t2と位置1テとの間において、徐々に連続的
に減少され、位置L7において、分布濃度Cは実質的に
零とされている。
第15図の場合には、ゲルマニウム原子の分布濃度Cは
位置tlニジ位置t?に至るまで、濃度C6エシ初め連
続的に徐々に減少され、位置t3よシは急速に連続的に
減少されて位置t?において実質的に零とされている。
第16図に示す例に於ては、ゲルマニウム原子の分布濃
度Cは、位置t、と位置t4間においては、濃度C2と
一定値であシ、位置t?に於ては分布濃度Cは零とされ
る。位置t4と位置1Tとの間では、分布濃度Cは一次
関数的に位置t4工り位置1.に至るまで減少されてい
る。
第17図に示される例においては、分布濃度Cは位置t
、ニジ位置t5までは濃度C8の一定値を取シ、位置t
5Lり位置t?までは濃度C0よシ濃度C1oまで一次
関数的に減少する分布状態とされている。
第18図に示す例においては、位置t、ニジ位置L〒に
至るまで、ゲルマニウム原子の分布濃度Cは濃度C,!
より一次関数的に減少されて、零に至っている。
第19図においては、位置1.ニジ位置t6に至るまで
はゲルマニウム原子の分布濃度Cは、濃度C1□より濃
度CI3 ”!で一次関数的に減少され、位置t6と位
置t、との間においては、濃度C13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1.において濃度CI4であり、位置
t、に至るまではこの濃度C14工り初めはゆつくシと
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CI5とされる。
位置t7と位置t8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t、
で濃度C1゜となり、位置t8と位置toとの間では、
徐々に減少されて位置t、において、濃度C□7に至る
。位置t、と位置1Tとの間においては濃度CI7エシ
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図にニジ、第一の層中に含有
されるゲルマニウム原子又は/及びスズ原子の層厚方向
の分布状態の典型例の幾つかを説明した様に、本発明の
光受容部材においては、支持体側において、ゲルマニウ
ム原子又は/及びスズ原子の分布濃度Cの高い部分を有
し、界面t?側においては、前記分布濃度Cは支持体側
に比べてかな9低くされた部分を有するゲルマニウム原
子又は/及びスズ原子の分布状態が第一の層に設けられ
ているのが望ましい。
即ち、本発明における光受容部材を構成する第一の層は
、好ましくは、上述した様に支持体側の方にゲルマニウ
ム原子又は/及びスズ原子が比較的高濃度で含有されて
いる局在領域を有するのが望ましい。
本発明の光受容部材に於ては、局在領域は、第11図乃
至第19図に示す記号を用いて説明すれば、界面位置E
s!、j)5μ以内に設けられるのが望ましい。
そして、上記局在領域は、界面位置t、より5μ厚まで
の全層領域とされる場合もあるし、又、該層領域の一部
とされる場合もある。
局在領域を層領域の一部とするが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決め
られる。
局在領域はその中に含有されるゲルマニウム原子又は/
及びスズ原子の層厚方向の分布状態としてゲルマニウム
原子又は/及びスズ原子の分布濃度の最大値(’ ma
xがシリコン原子に対して、好ましくは1000 at
omic ppm以上、より好適には5000 ato
mic ppm以上、最適にはI X 10’atom
ic ppm以上とされる様な分布状態となり得る様に
層形成されるのが望ましい。
即ち、本発明の光受容部材においては、ゲルマニウム原
子又は/及びスズ原子の含有される第一の層は、支持体
側からの層厚で5μ以内(1,から5μ層の層領域)に
分布濃度の最大値(’maxが存在する様に形成される
のが好ましいものである。
本発明の光受容部材において、第一の層中に含有せしめ
るゲルマニウム原子又は/及びスズ原子の含有量は、本
発明の目的を効率的に達成しうる様に所望に従って適宜
決める必要があり、通常は1〜6 X 105105a
to ppmとするが、好ましくは10〜3 X 10
5105ato ppm 、より好ましくはI X 1
02〜2 X 105105ato ppmとする。
また、本発明の光受容部材において、第一の層の層厚は
、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
に、光受容部材の設計の際には充分な注意を払う必要が
ちシ、通常は1〜100μとするが、好ましくは1〜8
0μ、ニジ好ましくは2〜50μとする。
本発明の光受容部材においては第一の層に伝導性を制御
する物質を、全層領域又は一部の層領域に均−又は不均
一な分布状態で含有せしめることができる。
前記伝導性を制御する物質としては、半導体分野におい
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■族に属する原子(以下単に「第1
族原子」と称す。)、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
。)が使用される。具体的には、第1族原子としては、
B(硼素)、At(アルミニウム)、Qa(ガリウム)
、In (インジウム)、Tt Cタリウム)等を挙げ
ることができるが、特に好ましいものは、B、Gaであ
る。また第V族原子としてはP(燐)、As (砒素)
、Sb(アンチモン)、Bi(ビスマン)等を挙げるこ
とができるが、特に好ましいものは、2%Sbである。
。 本発明の第一の層に伝導性を制御する物質である第■族
原子又は第■族原子を含有せしめる場合、全層領域に含
有せしめるか、あるいは一部の層領域に含有せしめるか
は、後述する工うに目的とするところ乃至期待する作用
効果によって異なり、含有せしめる量も異なるところと
なる。
すなわち、第一の層の伝導型又は/及び伝導・率を制御
することを主友る“目的にする場合には、第一の層の全
層領域中に含有せしめ、この場合、第1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であシ、
好ましくは5×10〜5×102102ato ppm
 、最適にはI X 10 〜2 X 10 atom
lcppmである。
また、支持体と接する一部の層領域に第■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か、あるいは
層厚方向における第1族原子又は第■族原子の分布濃度
が、支持体と接する側において高濃度となるように含有
せしめる場合には、こうした第1族原子又は第V族原子
を含有する構成層あるいは第1族原子又は第V−族原子
を高濃度に含有する層領域は、電荷注入阻止層として機
能するところとなる。即ち、第■族原子を含有せしめた
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、支持体側から光受容層中へ注入される電子の
移動をより効率的に阻止することができ、又、第V族原
子を含有せしめた場合には、光受容層の自由表面が○極
性に帯電処理を受けた際に、支持体側から光受容層中へ
注入される正孔の移動をより効率的に阻止することがで
きる。そして、こうした場合の含有量は比較的多量であ
って、具体的には、30〜5 X 10’ atomi
c ppm、好ましくは50〜I X 10’ ato
mic ppm、最適には1×102〜5 X 103
103ato ppmとすル。サラニ、iu電荷注入阻
止層しての効果を効率的に奏するためには、第■族原子
又は第■族原子を含有する支持体側の端部に設けられる
層又は層領域の層厚をLとし、光受容層の層厚をTとし
た場合、t/T≦0.4の関係が成立することが望まし
く、ニジ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。
また、該層又は層領域の層厚tは、一般的には3 X 
10”−3〜10μとするが、好ましくは4 X 10
−3〜8μ、最適には5 X 10−3〜5μとするの
が望ましい。
次に第一の層に含有せしめる第1族原子又は第V族原子
の量が、支持体′側においては比較的多量であって、支
持体側から第二の層側に向って減少し、第二の層との界
面付近においては、比較的少量となるかあるいは実質的
にゼロに近くなるように第1族原子又は第V族原子を分
布させる場合の典型的例のいくつかを、第20図乃至第
28図によって説明するが、本発明はこれらの例によっ
て限定されるものではない。各図において、横軸は第1
族原子又は第V族原子の分布濃度Cを、縦軸は第一の層
の層厚を示し、1、は支持体と第一の層との界面位置を
、t、は第一の層と第二の層との界面位置を示す。
第20図は、第一の層中に含有せしめる第1族原子又は
第V族原子の層厚方向の分布状態の第一の典型例を示し
ている。該例では、第璽族原子又は第V族原子を含有す
る第一の層と支持体表面とが接する界面位置t、より位
置t、までは、第1族原子又は第V族原子の分布濃度C
がclなる一定値をと9、位置t1ニジ第二の層との界
面位置t?までは、第1族原子又は第V族原子の分布濃
度Cが濃度C2から連続的に減少し、界面位置t?にお
いては第1族原子又は第V族原子の分布濃度CがC3と
なる。
第21図は、他の典型例の1つを示している。
該例では、第一の層に含有せしめる第1族原子又は第V
族原子の分布濃度Cは、位置t、から位置1丁にい念る
まで、濃度C4から連続的に減少し、位置1Tにおいて
濃度C6となる。
第22図に示す例では、位置tmから位置t2′!では
第1族原子又は第V族原子の分布濃度Cが濃度C6なる
一定値を保ち、位置t2から位置1゜にいたるまでは、
第1族原子又は第V族原子の分布濃度Cは濃度C7から
徐々に連続的に減少して位置t?においては第1族原子
又は第V族原子の分布濃度Cは実質的にゼロとなる。但
し、ここで実質的にゼロとは、検出限界量未満の場合を
いう。
第23図に示す例では、第1族原子又は第V族原子の分
布濃度Cは位置t、より位置1丁にいたるまで、濃度C
8から連続的に徐々に減少し、位置t!においては第1
族原子゛又は第■族原子の分布濃度Cは実質的にゼロと
なる。
第24図に示す例では、第1族原子又は第■族原子の分
布濃度Cは、位置t、より位置t3の間においては濃度
C,の一定値にあり、位置t3から位置1.の間におい
ては、濃度C0から濃度C10となるまで、−次間数的
に減少する。
第25図に示す例では、第1族原子又は第V族原子の分
布濃度Cは、位置tmより位置t4にいたるまでは濃度
C1rの一定値にあシ、位置t4ニジ・位置を丁までは
濃度C12から濃度C13となるまで一次関数的に減少
する。
第26図に示す例においては、第■族原子又は第V族原
子の分布濃度Cは、位置tlから位置t1にいたるまで
、濃度C14から実質的にゼロとなるまで一次関数的に
減少する。
第27図に示す例では、第■族原子又は第■族原子の分
布濃度Cは、位置taから位置り、にいたるまで濃度C
15から濃度CI6となるまで一次関数的に減少し、位
置t1から位置t?までは濃度CI6の一定値を保つ。
最後に、第28図に示す例では、第1族原子又は第V族
原子の分布濃度Cは、位置1.において濃度CI?であ
シ、位置t、から位置t6までは濃度C1?からはじめ
はゆつくシ減少して、位置t6付近では急激に減少し、
位置t6では濃度CI8となる。次に、位置t6から位
置t7’!でははじめのうちは急激に減少し、その後は
緩かに徐々に減少し、位置L?においては濃度Cl1l
となる。更に位t tyと位置L8の間では極めてゆっ
くりと徐々に減少し、位置り、において濃度C,Oとな
る。また更に、位置t、から位置1.にいたるまでは、
濃度CtOから実質的にゼロとなるまで徐々に減少する
第20図〜第28図に示した例のごとく、第一の層の支
持体側に近い側に第1族原子又は第■族原子の分布濃度
Cの高い部分を有し、第二の層との界面側においては、
該分布濃度Cがかなり低い濃度の部分あるいは実質的に
ゼロに近い濃度の部分を有する場合にあっては、支持体
側に近い部分に第1族原子又は第V族原子の分布濃度が
比較的高濃度である局在領域を設けること、好ましくは
該局在領域を支持体表面と接触する界面位置から5μ以
内に設けることにニジ、第1族原子又は第■族原子の分
布濃度が高濃度である層領域が電荷注入阻止層を形成す
るという前述の作用効果がニジ一層効率的に奏される。
以上、第1族原子又は第V族原子の分布状態について、
個々に各々の作用効果を記述したが、所望の目的を達成
しうる特性を有する光受容部材を得るについては、これ
らの第1族原子又は第■族原子の分布状態および第一の
層に含有せしめる第1族原子又は第■族原子の量を、必
要に応じて適宜組み合わせて用いるものであることは、
いうまでもない。例えば、第一の層の支持体側の端部に
電荷注入阻止層を設けた場合、電荷注入阻止層以外の第
一の層中に、電荷注入阻止層に含有せしめた伝導性を制
御する物質の極性とは別の極性の伝導性を制御する物質
を含有せしめてもよく、あるいは、同極性の伝導性を制
御する物質を、電荷注入阻止層に含有される量エリも一
段と少ない量にして含有せしめても工い。
さらに、本発明の光受容部材においては、支持体側の端
部に設ける構成層として、電荷注入阻止層の代わりに、
電気絶縁性材料から成るいわゆる障壁層を設けることも
でき、あるいは、該障壁層と電荷注入阻止層との両方を
構成層とすることもできる。こうした障壁層を構成する
材料としては、At203、Sin□、Si3N、等ノ
fiil[気絶縁材料やポリカーボネート等の有機電気
絶縁材料を挙げることができる。
第二の層 本発明の光受容部材の第二の層103は、上述の第一の
層102上に設けられ、自由表面104を有する層、す
なわち表面層であシ、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均一な分布状態で含
有するアモルファスシリコン〔以下、r a−8i (
0,C,N) (H,X)Jと表記する。〕で構成され
ている。
本発明の光受容部材に第二の層103を設ける目的は、
耐湿性、連続繰返゛し使用特性、電気的耐圧性、使用環
境特性、お工び耐久性等を向上させることにあフ、これ
らの目的は、第二の層を構成するアモルファス材料に、
酸素原子、炭素原子及び窒素原子の中から選ばれる少く
とも一種を含有せしめることにニジ達成される。
又、本発明の光受容部材においては、第一の・ “−二 の層103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次構成原子を有しているので、第
一のN102と第二の層103との界・  面において
化学的安定性が確保できる。
第二の層103中には、酸素原子、炭素原子及び窒素原
子の中から選ばれる少くとも一種を均一な分布状態で含
有せしめるものであるが、これらの原子の含有せしめる
量の増加に伴って、前述の緒特性は向上する。しかし、
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、これらの原子の含有量は
、通常0.0(11)〜90 atomicチ、好まし
くは1〜90 atomic%、最適には10〜80 
atomic%とする。
第二の層にも水素原子又はハロゲン原子の少なくともい
ずれか一方を含有せしめることが望ましく、第二の層中
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、あるいは水素原子とハロゲン原子の量の和
(HXX)は、通常1〜40 atomic%、好まし
くは5〜30 atomicチ、最適には5〜25 a
tomicチとする。
゛第二〇層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、
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、あるいはさらに、水素原子又は/及
びハロゲン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シ、電気的物性は導電性から、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を形成しうる工
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を電気的耐圧性の向上を上次る
目的として設ける場合には、第二の層103を構成、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を連続
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を構成する非晶質材
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。
また、本発明において、第二の層の層厚も本発明の目的
を効率的に達成する友めの重要な要因の1つであり、所
期の目的に応じて適宜決定されるものであるが、該層に
含有せしめる酸素原子、炭素原子、窒素原子、ハロゲン
原子、水素原子の量、あるいは第二の層に要求される特
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、生産性や量産性を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、第
二の層の層厚は通常は3 X 10 ”〜30μとする
が、より好ましくは4 X 10”−3〜20μ、特に
好ましくは5 X 10””’〜10μとする。
本発明の光受容部材は前記のごとき層構成としたことに
よシ、前記したアモルファスシリコンで構成された光受
容層を有する光受容部材の諸問題の総てを解決でき、特
に、可干渉性の単色光であるレーザー光を光源として用
いた場合にも、干渉現象による形成画像における干渉縞
模膜の現出を顕著に防止し、きわめて良質な可視画像を
形成することができる。
また、本発明の光受容部材は、全可視光域に於いて光感
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とのマツチングに優れ、且つ光
応答が速く、さらに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、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工って行わ
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シ、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。
グロー放電法に工ってa−8iGe (Hr X)で構
成される第一の層を形成するには、シリコン原子(Si
) k供給しうるSi供給用の原料ガスと、ゲルマニウ
ム原子(Ge)’を供給しうるGe供給用の原料ガスと
、水素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)を供給
しうる水素原子CH)又は/及びバロゲン原子(X)供
給用の原料ガスを、内部を減圧しうる堆積室内に所望の
ガス圧状態で導入し、該堆積室内にグロー放電を生起せ
しめて、予め所定位置に設置しである所定の支持体表面
上に、a−8iGe (H、X)で構成される層を形成
する。
前記Si供給用の原料ガスとな夛うる物質としては、S
iH,,512H6、Sl、H8,5i4H1o等のガ
ス状態の又はガス化しうる水素化硅素(シラン類)が挙
げられ、特に、層作成作業時の取扱い易さ、Si供給効
率の良さ等の点から、SiH4および512Haが好ま
しい。
ま九、前記、Ge供給用の原料ガスとなシうる物質とし
ては、GeH,、Ge2)T6.Ge5Hs、GeJt
o 、 Ge J(+2、Ge、H,、、Qe7H1a
、Ge &H18、Ge、H2,等のガス状態の又はガ
ス化しうる水素化ゲルマニウムを用いることができる。
特に、層作成作業時の取扱い易さ、Ge供給効率の良さ
等の点から、GeL 、ce2Ha、お工びGe5Hs
が好ましい。
更に、前記ハロゲン原子供給用の原料ガスとなりうる物
質としては、多くのハロゲン化合物があり、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
で置換てれたシラン誘導体等のガス状態の又はガス化し
うるハロゲン化合物を用いることができる。具体的には
、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲンガス、BrF
 、 C1F 、 ClF5、BrF3、BrF5、I
F8、IF、、ICt。
IBr等のハロゲン間化合物、お工びSiF4.512
F6.5iC4、SiBr4等のハロゲン化硅素等が好
ましいものとして挙げられる。
上述のごときハロゲン原子を含む硅素化合物のガス状態
のもの又はガス化しうるものを原料ガスとしてグロー放
電法にニジ形成する場合には、Si原子供給用原料ガス
としての水素化硅素ガスを使用することなく、所定の支
持体上にハロゲン原子を含有するa−8iで構成される
層を形成することができるので、特に有効である。
グロー放電法を用いて第一の層を形成する場合には、基
本的には、3i供給用の原料ガスとなるハロゲン化硅素
とGe供給用の原料となる水素化ゲルマニウムとAr、
H2、He等のガスとを所定の混合比とガス流量になる
よう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を形成することによシ、支持
体上に第一の層を形成するものであるが、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)の含有量の制御を一層容易にするため
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。該水素原子供給用のガスとして
は、水素ガスあるいは、SiH4,5j2H6、S 1
sHs、S 14H1o等の水素化硅素のガスが用いら
れる。また、水素原子供給用ガスとして、HF、 HC
l、HBr、 HI等のハロゲン化物、SiH2F2.
5iH2b、3 i H2C4,5iHC28,5iH
2Brz、5iHBr3等のノ・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。
スパッタリング法によってa−3iGe (H、X)で
構成される第一の層を形成するには、シリコンから成る
ターゲットと、ゲルマニウムから成るターゲットとの二
枚を、あるいは、シリコントゲルマニウムからなるター
ゲットを用い、これ等を所望のガス雰囲気中でスパッタ
リングすることに裏って行なう。
イオンブレーティング法を用いて第一の層を形成する場
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
発源として蒸着ボートに収容し、この蒸発源を抵抗加熱
法あるいはエレクトロンビーム法(E、B、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
囲気中を通過せしめることで行ない得る。
スパッタリング法およびイオンブレーティング法のいず
れの場合にも、形成する層中にハロゲン原子を含有せし
めるには、前述のハロゲン化物又はハロゲン原子を含む
硅素化合物のガスを堆積室中に導入し、該ガスのプラズ
マ雰囲気全形成すればよい。又、水素原子を導入する場
合には、水素原子供給用の原料ガス、例えばH2あるい
は前記した水素化シラン類又は/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内に導入して
これ等のガス類のプラズマ雰囲気を形成すればよい。さ
らにハロゲン原子供給用の原料ガスとしては、前記のハ
ロゲン化物或いはハロゲンを含む硅素化合物が有効なも
のとして挙げられるが、その他に、HF。
HCt、 HBr、 HI等のハロゲン化水素、5iH
2F2、SiH2工2.5iH2C4,5iHCt、、
5iH2Br2.5iHBr3等のハロゲン置換水素化
硅素、およびGeHF5、GeH,F、、GeH3F、
 GeHCl、、GeH2C4、QeHsCt 、 G
eHB rs、Ge)5B I2、ceH313r、 
GeHI3、GeH2工2、GeH3■等の水素化ハロ
ゲン化ゲルマニウム等、 GeF4、GeC1,、Qe
13r4、GeI4、GeF2、GeC1,、GeBr
2、Qe I2等のハ(ffゲン化ゲルマニウム等々の
ガス状態の又はガス化しうる物質も有効な出発物質とし
て使用できる。
本発明の好ましい例において、形成される光受容層を構
成する第一の層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0.(11)〜40 
atomic%、ニジ好適には0.05〜30 Bto
mic%、最適には0.1〜25 atomic%とす
るのが望ましい。
グロー放電法、スパッタリング法あるいはイオンブレー
ティング法を用いて、スズ原子を含有するアモルファス
シリコン(以下、「a−8iSn(H,X)Jと表記す
る。)で構成される光受容層を形成するには、上述のa
−8tGe (H、X)で構成される層の形成の際に、
ゲルマニウム原子供給用の出発物質を、スズ原子(Sn
)供給用の出発物質にかえて使用し、形成する層中への
その量を制御しながら含有せしめることによって行なう
前記スズ原子(Sn)供給用の原料ガスとなシうる物質
としては、水素化スズ(SnHa)やSnF2、SnF
イ5nCt2.5nC4、S n B r2.5nBr
+、S酊2、SnI4等のハロゲン化スズ等のガス状態
の又はガス化しうるものを用いることができ、ハロゲン
化スズを用いる場合には、所定の支持体上にハロゲン原
子を含有するa−8iで構成される層を形成することが
できるので、特に有効である。なかでも、層作成作業時
の取扱い易さ、Sn供給効率の良さ等の点から、5nC
4が好ましい。
そして、5nC4fスズ原子(Sn)供給用の出発物質
として用いる場合、これをガス化するには、固体状の5
nct4を加熱するとともに、Ar、He、等の不活性
ガスを吹き込み、該不活性ガスを用いてバブリングする
のが望ましく、こうして生成したガスを、内部を減圧に
した堆積室内に所望のガス圧状態で導入する。
グロー放電法、スパッタリング法あるいはイオンブレー
ティング法を用いて、酸素原子、炭素原子、窒素原子の
中から選ばれる少くとも一種を含有するアモルファスシ
リコン、即ち、a−8i (0,C,N) (H,X)
で構成される第二の層103ヲ形成するには、a−3i
(0,C,N)(H,X)形成用の出発物質を使用して
、上述の原子(0,C,N)’e含むa  5xGe 
(H+ X)又は/及びa −5iSn (H、X)で
構成される第一の層を形成する場合と同様にして行なう
例えば、酸素原子を含有する第二の層をグロー放電法に
ニジ形成するには、シリコン原子(Si)を構成原子と
する原料ガスと、酸素原子(0)e構成原子とする原料
ガスと、必要に応じて水素原子(’H)又は及びノ・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か、又は、シリコン原子(S
i) e構成原子とする原料ガスと、酸素原子(0)及
び水素原子(H) f: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(Si)i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(H)の3つ
を構成原子とする原料ガス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
とする原料ガスを混合して使用してもよい。
そのような酸素原子導入用の出発物質としては酸素原子
を構成原子とするガス状態の又はガス化しうる物質をガ
ス化したものであれば、いずれのものであってもよい。
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(03)、−酸化窒素(NO) 
、二酸化窒素(NO2)、−二酸化窒素(N20)、三
二酸化窒素(N203 ) 、四三酸化窒素(N204
) 、五二酸化蟹素(N20.)、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(H
sSiO8iH,)、トリシロキサン(N3s 10S
 I H2O5I N3)等の低級シロキサン等を挙げ
ることができる。
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ウェーハ又はSi
O2ウェーハ、又はSiとSiO2が混合されて含有さ
れているウェーハ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、スパッタリング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ウェーハを
スパッタリングすればよい。
又、別には、Siと5i02とは別々のターゲットとし
て、又は3iと5i02の混合した一つのターゲツIf
使用することによって、スパッタリング用のガスとして
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/及びハロゲン原子(X)を構成原子として含有す
るガス雰囲気中でス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、先述したグロー放
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。
ま念、例えば炭素原子を含有するアモルファスシリコン
で構成される第二の層をグロー放電法にニジ、形成する
には、シリコン原子(Si)を構成原子とする原料ガス
と、炭素原子(C)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
して使用するか、又はシリコン原子(Si)を構成原子
とする原料ガスと、炭素原子(C)及び水素原子(H)
を構成原子とする原料ガスとを、これも又所望の混合比
で混合するか、或いはシリコン原子(St) fc構成
原子とする原料ガスと、シリコン原子(Si)、炭素原
子(C)及び水素原子(H) ’&構成原子とする原料
ガス金混合するか、更にまた、シリコン原子(Si)と
水素原子(H)k構成原子とする原料ガスと、炭素原子
(C) tl−構成原子とする原料ガスを混合して使用
する。
このような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Sin、、5t2H6、Si、
Hg、S j4H+o等のシラ7 (5itane )
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)
、−r−タフ (C2H6)、プロパン(CsHa)、
n−ブタ:/ (n−C4HI。)、ペンタン(C5H
I2)、エチレン系炭化水素としては、エチレン(C2
H,)、プロピv :y (C3H6)、ブテン−1(
C4H8)、ブチ:/ −2(C+Ha)、インブチレ
ン(C4H8)、ヘンテン(C3HIO) 、アセチレ
ン系炭化水素としては、アセチレフ(C2H2)、メチ
/I/ 7 セf L’ 7 (CsFL ) 、7”
チン(C4H6)等が挙げられる。
SiとCとHと全構成原子とする原料ガスとしテハ、5
i(CI(3)+、S i(C2H5)4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、
■導入用の原料ガスとしては勿論■2も使用できる。
スパッタリング法によってa−8iC(H,X)で構成
される第二の層を形成するには、単結晶又は多結晶のS
iウェーハ又はC(グラファイト)ウェーハ、又はSi
とCが混合されて各与4−4含有されているウェーハを
ターゲットとして、これ等を所望のガス雰囲気中でスパ
ッタリングすることによって行う。
例えばSiウェーハをターゲットとして使用する場合に
は、炭素原子、および水素原子又は/及びハロゲン原子
を導入するための原料ガスを、必要に応じてAr、He
等の希釈ガスで稀釈して、スパッタリング用の堆積室内
に導入し、これ等のガスのガスプラズマを形成して3i
ウエーハをスパッタリングすればよい。
又、Si、!:Cとは別々のターゲットとするか、ある
いはSiとCの混合した1枚のターゲットとして使用す
る場合には、スパッタリング用のガスとして水素原子又
は/及びハロゲン原子導入用の原料ガスを、必要に応じ
て稀釈ガスで稀釈して、スパッタリング用の堆積室内に
導入し、ガスプラズマを形成してスパッタリングすれば
工い。該づバッタリング法に用いる各原子の導入用の原
料ガスとしては、前述のグロー放電法に用いる原料ガス
がその11使用できる。
更に、例えば窒素原子を含有するアモルファスシリコン
で構成される第二の層をグロー放電法によシ形成するに
は、シリコン原子(St)を構成原子とする原料ガスと
、窒素原子(N)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) ’
に構成原子とする原料ガスとを所望の混合比で混合して
使用するか、又は、シリコン原子(St)を構成原子と
する原料ガスと、窒素原子(N)及び水素原子(H)を
構成原子とする原料ガスとを、これも又所望の混合比で
混合するか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(田とを
構成原子とする原料ガスに窒素原子(N) k構成原子
とする原料ガスを混合して使用してもよい。
その様な窒素原子導入用の出発物質としては、少なくと
も窒素原子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tものであれば、いずれのものであ
ってもよい。
窒素原子導入用の出発物質としては、具体的には、窒素
原子を構成原子とするかあるいは窒素原子と水素原子を
構成原子、とする、窒素(N2)、アンモニア(NH3
)、ヒドラジン(N2 NNN2 )、アジ化水素(H
Ns )、アジ化アンモニウム(NH4N3)等の窒素
、窒化物及びアジ化物等の窒素化合物を挙げることがで
きる。この他に、三弗化窒素(F3N)、四弗化窒素(
F4N2)等のハロゲン化窒素化合物を挙げることがで
き、これらのハロゲン化窒素化合物を用いる場合、窒素
原子(N)の導入に加えて、ハロゲン原子(X)導入も
できる。
スパッタリング法に:つて、窒素原子を含有する層領域
を形成するには、単結晶又は多結晶の3iウエーハ又は
Si3N4ウェーハ、又はSiとSi、N4が混合され
て含有されているウェーハ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ウェーハをターゲットとして使用すれば、
窒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、スパッタリング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ウェーハを
スパッタリングすればよい。
又、別には、SiとSi3N4とは別々のターゲットと
して、又はSi (!: Si3N4の混合した一枚の
ターゲットを使用することによって、スパッタリング用
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/及びハロゲン原子(X)を構成原子
として含有するガス雰囲気中でスパッタリングすること
によって成される。
窒素原子導入用の原料ガスとしては、先述したグロー放
電の例で示した原料ガスの中の窒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。
具体的には窒素原子、酸素原子、炭素原子等を含有せし
め7’c a−8i (H,X)からなる第二の層を形
成する場合には、支持体温度は、通常50〜350℃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.(11)〜l’l’orrとす
るが、特に好ましくは0.1〜0.5 Torrとする
ま友、放電パワーはo、oos〜50W/dとするのが
通常であるが、ニジ好ましくは0.(11)〜30W/
crA。
特に好ましくは帆(11)〜20W/crAとする。
a−8iGe(H,X)からなる第一の層を形成する場
合、あるいは第■族原子又は第V族原子を含有せしめた
a  S I Ge (Hr X )からなる第一の層
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、゛通常帆(11)〜5 ’l’orrと
するが、好ましくは、0.0(11)〜3TOrrとし
、特に好ましくは0.1〜l ’l’orrとする。ま
た、放電パワーは0.005〜50W/c!Iiとする
のが通常であるが、好ましくは0.(11)〜30W/
iとし、特に好ましくは0.(11)〜20 W/cr
iとする。
以上記述したように、本発明の光受容部材の光受容層は
、グロー放電法、スパッタリング法等を用いて形成する
が、光受容層に含有せしめるゲルマニウム原子又は/及
びスズ原子、第1族原子又は第V族原子、酸素原子、炭
素原子又は窒素原子、あるいは水素原子又は/及びハロ
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シ、形
成する層の機能に考慮?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金はらって決定する必要
もある。
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、本発明の第一の層に含有せしめるゲルマニウ
ム原子又は/及びスズ原子、第1族原子又は第V族原子
、あるいは水素原子又は/及びハロゲン原子の分布状態
を均一とするか、あるいは第二の層を形成するためには
、該第−の層又は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。
ま念、本発明において、第一の層の形成の際に、該層中
に含有せしめるゲルマニウム原子又は/及びスズ原子、
あるいは第1族原子又は第、V族原子の分布濃度を層厚
方向に変化させて所望の層厚方向の分布状態を有する層
を形成するには、グロー放電法を用いる場合であれば、
ゲルマニウム原子又は/及びスズ原子あるいは第夏族原
子又は第V族原子導入用の出発物質のガスの堆積室内に
導入する際のガス流量を、所望の変化率に従って適宜変
化させ、その他の条件全一定に保ちつつ形成する。そし
て、ガス流量を変化させるには、具体的には、例えば手
動あるいは外部駆動モータ等の通常用いられている何ら
かの方法により、ガス流路系の途中に設けられた所定の
ニードルパルプの開口を漸次変化させる操作を行えばよ
い。このとき、流量の変化率は線型である必要はなく、
例えばマイコン等に用いて、あらかじめ設計された変化
率曲線に従って流量を制御し、所望の含有率曲線金得る
こともできる。
また、光受容着金スパッタリング法を用いて形成する場
合、ゲルマニウム原子又はスズ原子あるいは力I族原子
又は第V族原子の層厚方向の分布濃度を層厚方向で変化
させて所望の層厚方向の分布状態を形成するには、グロ
ー放電法を用いた場合と同様に、ゲルマニウム原子又は
スズ原子あるいは第■族原子又は第V族原子導入用の出
発物質全ガス状態で使用し、該ガスを堆積室内へ導入す
る除のガス流量を所望の変化率に従って変化させる。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例1乃至11に従って、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、光受容層をグロー放電法を用いて
形成した。第29図はグロー放電法による本発明の光受
容部材の製造装置である。
図中の2902.2903.2904.2905.29
06のガスボンベには、本発明の夫々の層を形成するた
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、2902はSiF4ガス(純度99.999%)
ボンベ、2903はH2で稀釈されたB2H6ガス(純
度99.999%、以下B2H4/Heと略す。)ボン
ベ、2904はCH4ガス(純度99.999%)ボン
ベ、2905はGe F4ガス(純[99,999% 
)ボンベ、2906は不活性ガス(He)ボンベである
。そして、2906’は5nC14が入った密閉容器で
ある。
これらのガスを反応室29(11)に流入させるにはガ
スボンベ2902〜2906のバルブ2922〜292
6、リークバルブ2935が閉じられていることを確認
し又、流入バルブ2912〜2916、流出バルブ29
17〜2921、補助パルプ2932.2933が開か
れていること全確認して、先ずメインバルブ2934 
全開いて反応室29(11)、ガス配管内を排気する。
次に真空Atシリンダー2937上に第一の層及び第二
の層を形成する場合の1例を以下に記載する。
まス、ガスボンベ2902工95IF4ガス、ガスボン
ベ2903よりB2Ha/Heガス、ガスボンベ290
5工りGeF、ガスの夫々をバルブ2922.2923
.2925を開いて出口圧ゲージ2927.2928.
2930の圧を1匂/dに調整し、流入パルプ2912
.2913.2915 ’に徐々に開けて、マスフロコ
ントローラ2907.2908.2910内に流入さぜ
る。引き続いて流出バルブ2917.2918.292
0、補助バルブ2932’を徐々に開いてガスを反応室
29(11)内に流入させる。このときのSiF4ガス
流量、GeF。
ガス流量、B2H6/Hzガス流量の比が所望の値にな
るように流出バルブ2917.2918.2920を調
整し、又、反応室29(11)内の圧力が所望の値にな
るように真空計2936の読みを見ながらメインバルブ
2934の開口を調整する。そして基体シリンダー29
37の温度が加熱ヒーター2938によシ50〜400
℃の範囲の温度に設定されていることを確認された後、
電源2940を所望の電力に設定して反応室29(11
)内にグロー放電全生起せしめるとともに、マイクロコ
ンピュータ−(図示せず)を用いて、あらかじめ設計さ
れ友流量変化率線に従って、s i F4ガス、GeF
4ガス及びB2Ha /Haガスのガス流量を制御しな
がら、基体シリンダー2937上に先”ず、シリコン原
子、ゲルマニウム原子及び硼素原子全含有する第一の層
を形成する。
上記と同様の操作により、第一の層上に第二の層を形成
するには、例えばSiF、ガス、及びCH,ガスの夫々
を、必要に応じてHe、 Ar、 B2等の稀釈ガスで
稀釈して、所望のガス流量で反応室29(11)内に流
入し、所望の条件に従って、グロー放電全生起せしめる
ことによって成される。
夫々の層を形成する際に必要なガスの流出バルブ以外の
流出バルブは全て閉じることは言うまでもなく、又夫々
の層を形成する際、前層の形成に使用したガスが反応室
29(11)内、流出バルブ2917〜2921から反
応室29(11)内に至るガス配管内に残留することを
避ける定めに、流出バルブ2917〜2921を閉じ補
助パルプ2932.2933を開いてメインバルブ29
34 ’i全全開て系内金一旦高真空に排気する操作を
必要に応じて行う。
また、第一の層中にスズ原子全含有せしめる場合にあっ
て、原料ガスとして5nC14’r出発物質としたガス
を用いる場合には、2906’に入れられ之固体状5n
C1+を加熱手段(図示せず)を用いて加熱するととも
に、該ST]C4中にAr、He等の不活性ガスボンベ
2906エりAr、He等の不活性ガスを吹き込み、バ
ブリングする。発生しfcSnCz+のガスは、前述の
stHガス、ceF’4ガス及びB2Ha/H2ガス等
と同様の手順により反応室内に流入させる。
実施例1 支持体として、シリンダー状At基体(長さ357mm
、径80mm)に第30図(p:ピンチ、D:深さ)に
示す工うな施盤加工を施して得た第1A表上欄に示すも
のを使用した。なお、第30(A)図はAt支持体の全
体図であシ、第30 (B)図はその部分拡大断面図で
ある。
次に、該At支持体(試料A1(11)〜104)上に
、以下の第1B表に示す条件で、第29図に示した製造
装置にニジ光受容層を形成した。
こうして得られた光受容部材の各々について、それらの
光受容層の層厚を電子顕微鏡で測定し友ところ、第1A
表下欄に示す結果を得た。
さらに、これらの光受容部材について、第311Δに示
す画像露光装置を用い、波長780 nm、スポット径
80μmのレーザー光を照射して画像露光を行ない、現
像、転写を行なって画像を得た。
得られた画像は、いずれも干渉縞模様は全く観察されず
、そして極めて良質なものであった。
なお、第31 (A)図は露光装置の全体を模式的に示
す平面略図であシ、第31(B)図は露光装置の全体を
模式的に示す側面略図である。図中、31旧は光受容部
材、3102は半導体レーザー、3103はfθレンズ
、3104はポリゴンミラーを示している。
第  IA  表 実施例2 実施例1と同様にして第2A表上欄に示す工うなAt支
持体(試料&2(11)〜204)を得た。
次に得られた各々のAt支持体上に第29図に示した製
造装置を用い、第2B表に示す層形成条件に従って光受
容層を形成した。この際第−の層形成時におけるGeF
4ガス及びSiF、ガス流量の変化は、各々第32図及
び第33図に示す流量変化線に従って、マイクロコンピ
ュータ−?1ilJ御により、自動的に調整した。得ら
れた光受容部材について実施例1と同様な方法で層厚を
測定し友ところ第2A表下欄の結果を得た。
これらの光受容部材について、実施例1と同様の方法で
画像形成を行なったところ、実施例1と同様の良好な結
果が得られた。
第  2A  表 実施例3 実施例1と同様にして第3八表上欄に示すAt支持体(
試料3(11)〜304)を得た。
次に得られた各々のAt支持体(試料A3(11)〜3
04)上に、第3B表の層形成条件とした以外は実施例
1と同様にして光受容層を形成し、こうして得られ之光
量容部材について実施例1と同様な方法で層厚を測定し
たところ第3A表下欄の結果を得た。
これらの光受容部材について実施例1と同様の方法で画
像形成を行なったところ、実施例1と同様の良好な結果
が得られた。
第  3A  表 実施例4 実施例1と同様にして第4A表上欄に示すAt支持体(
試料A4(11)〜404)を得た。
次に得られた各々のAt支持体上に第29図に示した製
造装置を用い、第4B表に示す層形成条件に従って光受
容層を形成した。得られた光受容部材について実施例1
と同様な方法で層厚を測定したところ第4A表下欄の結
果を得た。
これらの光受容部材について、実施例1と同様の方法で
画像形成を行なったところ、実施例1と同様の良好な結
果が得られた。
第  4A  表 実施例5 第5表に示す層形成条件に従って光受容層を形成した以
外はすべて実施例1と同様にして、At支持体(試料屋
1(11)〜104)上に光受容層を形成した。この除
第−の層形成時におけるH2ガス及びPH,/H2ガス
のガス流量は各々第34図および第35図に示す流量変
化線に従って、マイクロコンピュータ−制御にニジ、自
動的に調整した。
これらの光受容部材について、実施例1と同様の方法で
画像形成を行なったところ、実施例Jと同様の良好な結
果が得られた。
実施例6 第6表に示す層形成条件に従って光受容層を形成した以
外はすべて実施例1と同様にして、At支持体(試料篇
1(11)〜104)上に光受容層を形成した。この際
GeF4ガス、SiF4ガス、H2ガス及びB2H2/
H2ガスのガス流量は各々第36図、第37図、第38
図および第39図に示す流量変化曲線に従って、マイク
ロコンピュータ−制御に工υ、自動的に調整し之。
これらの光受容部材について、実施例1と同様の方法で
画像形成を行なったところ、実施例1と同様の良好な結
果が得られた。
実施例7 第7表に示す層形成条件に従って光受容層を形成した以
外はすべて実施例1と同様にしてM支持体(試料屋1(
11)〜104)上に光受容層を形成した。
得られた光受容部材について、実施例1と同様の方法で
画像形成を行なったところ、実施例1と同様の良好な結
果が得られ友。
実施例8 第8表に示す層形成条件に従って光受容層を形成し之以
外はすべて実施例1と同様にして、AA支持体(試料屋
1(11)〜104)上に光受容層を形成し念。この際
第−の層の形成時におけるGeI(4ガス、SiH4ガ
ス及びB2Ha/H2ガスのガス流量は各々第40図、
第41図および第42図に示す流量変化曲線に従って、
マイクロコンピュータ−制御により、自動的に調整した
これらの光受容部材について、実施例1と同様の方法で
画像形成を行なったところ、実施例1と同様の良好な結
果が得られた。
実施例9 第9表に示す層形成条件に従って光受容層を形成した以
外はすべて実施例1と同様にして、At支持体(試料A
1(11)〜104)上に光受容層を形成した。この際
第−の層の形成時におけるSiH4ガス、GeF4ガス
及びB2Ha /H2ガスのガス流量は各々第43図、
第44図および第42図に示す流量変化曲線に従って、
マイクロコンピュータ−制御により、自動的に調整した
これらの光受容部材について、実施例1と同様の方法で
画像形成を行なったところ、実施例1と同様の良好な結
果が得られた。
実施例10 第10表に示す層形成条件に従って光受容層を形成した
以外はすべて実施例1と同様にして、At支持体(試料
A1(11)〜104)上に光受容層を形成した。この
際第−の層の形成時におけるB2H,/Heガスのガス
流量は第45図に示す流量変化曲線に従って、マイクロ
コンピュータ−制御により、自動的に調整した。
これらの光受容部材について、実施例1と同様の方法で
画像形成を行なったところ、実施例1と同様の良好な結
果が得られた。
実施例11 第11表に示す層形成条件に従って光受容層を形成した
以外はすべて実施側型と同様にして、lt支持体(試料
A1(11)〜104)上に光受容層を形成した。この
際第−の層の形成時におけるSiH4ガス、GeFLガ
ス(又は5nC4/Heガス)及びB2I(6/ルガス
のガス流量は各々第46図、第47図および第48図に
示す流量変化曲線に従って、マイクロコンピュータ−制
御により、自動的に調整した。
これらの光受容部材について、実施例1と同様の方法で
画像形成を行なったところ、実施例1と同様の良好な結
果が得られた。
〔発明の効果の概略〕
本発明の光受容部材は前記のごとき層構成としたことに
より、前記したアモルファスシリコンで構成された光受
容層を有する光受容部材の諸問題の総て全解決でき、特
に、可干渉性の単色光であるレーザー光を光源として用
いた場合にも、干渉現象による形成画像における干渉縞
模様の現出全顕著に防止し、きわめて良質な可視画像を
形成することができる。
また、本発明の光受容部材は、全可視光域に於いて光感
度が高く、′!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とのマツチングに捩れ、且つ
光応答が速く、さらに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。
【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を模式的に示し
比図であシ、第2乃至4図は、本発明の光受容部材にお
ける干渉縞の発生の防止の原理を説明するための部分拡
大図であり、第2図は、自由表面と第一の層と第二の層
の界面とが非平行な場合に干渉縞の発生が防止しうろこ
とを示す図、第3図は、支持体上に設けられる構成層各
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
強度を比較する図、第4図は、第一の層を構成する層が
二以上の多層である場合における干渉縞の発生の防止を
説明する図である。第5図は、本発明の光受容部材の支
持体の表面形状の典型例を示す図である。第6乃至10
図は、従来の光受容部材における干渉縞の発生を説明す
る図であって、第6図は、光受容層における干渉縞の発
生、第7図は、多層構成の光受容層における干渉縞の発
生、第8図は、散乱光による干渉縞の発生、第9図は、
多層横行でちる場合の干渉縞の発生を各々示している。 第11〜19図は、本発明の第一の層中におけるゲルマ
ニウム原子又はスズ原子の層厚方向の分布状態を表わす
図であり、第20〜28図は、本発明の第一の層中にお
ける第1族原子又は第■族原子の層厚方向の分布状態を
表わす図であり、各図において、縦軸は第一の層の層厚
を示し、横軸は各原子の分布濃度全表わしている。第2
9図は、本発明の光受容部材の第一の層及び第二の層を
製造するための装置δ婿で、グ・−放電法による製造装
置の模式的説明図である。第30図は、本発明の円筒状
アルミニウム支持体の表面処理を説明する図であり、第
31図はレーザー光による画像露光装置を説明する図で
ある。第32乃至48図は、本発明の第一の層形成にお
けるガス流量比の変化状態を示す図であり、縦軸は第一
の層の層厚、横軸は使用ガスのガス流量を示している。 第1乃至第4図について、 100・・・光受容部材  1(11)・・・支持体1
02.202.302.402・・・第一の層103.
203.303.403・・・第二の層402′、40
2”・・・第一の層を構成する層104.204.30
4・・・自由表面205.305・・・第一の層と第二
の層との界面第6乃至10図について、 6(11)・・・下部界面  602・・・上部界面7
(11)・・・支持体  702.70゛3・・・光受
容層8(11)・・・支持体  802・・・光受容層
9(11)・・・支持体  902・・・第1層  9
03・・・第2層10(11)・・・支持体  100
2・・・光受容層1003・・・支持体表面  100
4・・・光受容層表面第29図において、29(11)
・・・反応室2902〜2906・・・ガスポンベ29
06’・5nc4用密閉 容器2907〜2911・・・マスフロコントローラ2
912〜2916・・・流入バ ルブ2917〜2921・・・流出バ ルブ2922〜2926・・・バ ル  プ2927〜2931・・・圧力調 整器2932.2933・・・補助バ ルブ2934・・・メインバルブ  2935・・・リ
ータバルブ2936・・・真空計  2937・・・基
体シリンダー2938・・・加熱ヒーター  2939
・・・モーター2940・・・高周波電源 第31図において、 31(11)・・・光受容部材  3102・・・半導
体レーザー3103・・・fθレンズ   3104・
・・ポリゴンミラー第1図 第2図 位置 第3図 (A)     (B) (C1 ■口 第8図 第9図 第10図 位i7’1 第11図 第12図 第13図 第14図 第15図 第16図 □C 第17図 第18図 □C 第20図 第21図 □C 第26図 3(O5 μm GeF4ガス 300   SCCM SiF4ガス μm H2ガス 1B□        SCCM PH3/H2ガス 第36図 50     200  300   SCCMG e
 F4ガス 第37図 SiF4ガス μm H2ガス 3QQ    SCCM B2H6/H2ガス zm GeH4ガス SiH4ガス 200          SCCM B2H6/H2ガス 第43図 200   300  380   SCCMSiH4
ガス 第44図 100200   300   SCCMGeF4ガス 250     SCCM B2Hs/H2ガス μm SiH4ガス 第49図 20  100   200     SCCMGeH
4ガス 又は SnCム/Heガス

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)支持体上に、シリコン原子と、ゲルマニウム原子
    またはスズ原子の少くともいずれか一方を含有する非晶
    質材料で構成された第一の層と、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くと
    も一種とを含有する非晶質材料で構成された第二の層と
    を有する光受容部材であつて、ショートレンジ内に少く
    とも一対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くとも一方向に多数配列している
    ことを特徴とする光受容部材。
  2. (2)第二の層が、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くとも一種とを均一
    な分布状態で含有する非晶質材料で構成された特許請求
    の範囲第(1)項に記載された光受容部材。
  3. (3)第一の層が伝導性を制御する物質を含有している
    特許請求の範囲第(1)項に記載の光受容部材。
  4. (4)第一の層が多層構成である特許請求の範囲第(1
    )項に記載の光受容部材。
  5. (5)第一の層が、伝導性を制御する物質を含有する電
    荷注入阻止層を構成層の1つとして有する、特許請求の
    範囲第(4)項に記載の光受容部材。
  6. (6)第一の層が、構成層の1つとして障壁層を有する
    、特許請求の範囲第(4)項に記載の光受容部材。
  7. (7)非平行な界面の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。
  8. (8)非平行な界面の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。
  9. (9)ショートレンジが0.3〜500μである特許請
    求の範囲第(1)項に記載の光受容部材。
  10. (10)非平行な界面は、支持体の表面に設けられた規
    則的に配列している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。
  11. (11)支持体の表面に設けられた規則的に配列してい
    る凹凸の凸部の縦断面形状が逆V字形である特許請求の
    範囲第(10)項に記載の光受容部材。
  12. (12)逆V字形の傾面の傾きが1〜20度である特許
    請求の範囲第(11)項に記載の光受容部材。
  13. (13)逆V字形が二等辺三角形である特許請求の範囲
    第(11)項に記載の光受容部材。
  14. (14)逆V字形が直角三角形である特許請求の範囲第
    (11)項に記載の光受容部材。
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