JPS6299759A - Electrophotographic sensitive body - Google Patents

Electrophotographic sensitive body

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JPS6299759A
JPS6299759A JP23980385A JP23980385A JPS6299759A JP S6299759 A JPS6299759 A JP S6299759A JP 23980385 A JP23980385 A JP 23980385A JP 23980385 A JP23980385 A JP 23980385A JP S6299759 A JPS6299759 A JP S6299759A
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JP
Japan
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layer
photoconductive
silicon
gas
contg
Prior art date
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Application number
JP23980385A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideji Yoshizawa
吉澤 秀二
Hidekazu Kaga
英一 加賀
Wataru Mitani
渉 三谷
Mutsuki Yamazaki
六月 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/08235Silicon-based comprising three or four silicon-based layers
    • G03G5/08242Silicon-based comprising three or four silicon-based layers at least one with varying composition

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

Abstract

PURPOSE:To obtain the photoconductive material which is capable of being produced with ease, and has a high resistance and excellent electrostatic chargeability, and has high photosensitive characteristics in ranges of a visible ray and a near infra-red ray by forming a blocking layer of an amorphous silicon or a microcrystalline silicon and a photoconductive layer of a laminating body composed of the N-type amorphous silicon contg. a hydrogen and the microcrystalline silicon respectively. CONSTITUTION:The blocking layer 103 composed of muC-Si or a-Si contg. the silicon atom as a base material and contg. the hydrogen atom and at least one or more atoms selected from a carbon, an oxygen and a nitrogen atoms, and the photoconductive layer 102 are laminated on a conductive substrate body 101 made of aluminium. Further, the photoconductive layer 103 is produced by laminating the N-type amorphous silicon a-Si layer 104 contg. the silicon atom as the base material, and contg. the hydrogen atom, and the microcrystalline silicon layer 105 contg. the silicon atom as the base material and contg. the hydrogen atom and at least one or more atoms selected from the carbon, the oxygen and the nitrogen atoms so as to make thick the concentration of said atoms on the side of the substrate in a direction of the thickness of the layer.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、帯電特性、光感度特性及び耐環境性等が浸
れた電子写真感光体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an electrophotographic photoreceptor having excellent charging characteristics, photosensitivity characteristics, environmental resistance, and the like.

【従来技術とその問題点1 従来、電子写真感光体の光S電層を形成する材料として
、CdS、zno、se、5e−Te若しくはアモルフ
ァスシリコン等の無機材料又はポリ−N−ビニルカルバ
ゾール(PVCz)若しくはトリニトロフルオレン(T
NF)等の有機材料が使用されている。しかしながら、
これらの従来の光導電性材料においては、光導電特性上
、又は製造上、種々の問題点があり、感光体システムの
特性をある程度犠牲にして使用目的に応じてこれらの材
料を使い分けている。
[Prior art and its problems 1] Conventionally, inorganic materials such as CdS, zno, se, 5e-Te, or amorphous silicon, or poly-N-vinylcarbazole (PVC ) or trinitrofluorene (T
Organic materials such as NF) are used. however,
These conventional photoconductive materials have various problems in terms of photoconductive properties or manufacturing, and these materials are used depending on the purpose of use, sacrificing the properties of the photoreceptor system to some extent.

例えば、Se及びCdSは、人体に対して有害な材料で
あり、その製造に際しては、安全対策上、特別の配慮が
必要である。従って、製造装置が複雑となるため製造コ
ストが島いと共に、特に、Seは回収する必要があるた
め回収コストが付加されるという問題点がある。また、
Se又は3e−Te系においては、結晶化温度が65℃
と低いため、複写を繰り返している間に、外電等により
光導電特性上の問題が生じ、このため、寿命が短いので
実用性が低い。
For example, Se and CdS are materials that are harmful to the human body, and special consideration must be given to safety measures when manufacturing them. Therefore, there are problems in that the manufacturing equipment becomes complicated, which lowers the manufacturing cost, and in particular, Se needs to be recovered, which adds to the recovery cost. Also,
In the Se or 3e-Te system, the crystallization temperature is 65°C
As a result, during repeated copying, problems arise in the photoconductive properties due to external electricity, etc., and therefore, the service life is short, making it impractical.

更に、ZnOは、酸化還元が生じやすく、環境雰囲気の
影響を著しく受けるため、使用上、信頼性が低いという
問題点がある。
Furthermore, ZnO is susceptible to oxidation-reduction and is significantly affected by the environmental atmosphere, resulting in a problem of low reliability in use.

更にまた、pvcz及びTNF等の有機光導電性材料は
、発癌性物質である疑いが持たれており、人体の健康上
問題があるのに加え、有機材料は熱安定性及び耐摩耗性
が低く、寿命が短いという欠点がある。
Furthermore, organic photoconductive materials such as pvcz and TNF are suspected carcinogens and present human health concerns, and organic materials have poor thermal stability and abrasion resistance. , has the disadvantage of short lifespan.

一方、アモルファスシリコン(以下、a−8iと略す)
は、近時、光導電変換材料として注目されており、太陽
電池、薄膜トランジスタ及びイメージセンサl\の応用
が活発になされている。このa−8tの応用の一環とし
て、a−3iを電子写真感光体の光導電性材料として使
用する試みがなされており、a−3iを使用した感光体
は、無公害の材料であるから回収処理の必要がないこと
、他の材料に比して可視光領域で高い分光感度を有する
こと、表面硬度が高く耐摩耗性及び耐衝撃性が優れてい
ること等の利点を有する。
On the other hand, amorphous silicon (hereinafter abbreviated as a-8i)
has recently attracted attention as a photoconductive conversion material, and is being actively applied to solar cells, thin film transistors, and image sensors. As part of this application of a-8t, attempts have been made to use a-3i as a photoconductive material for electrophotographic photoreceptors, and photoreceptors using a-3i are collected because they are non-polluting materials. It has advantages such as no need for treatment, higher spectral sensitivity in the visible light region than other materials, high surface hardness, and excellent wear resistance and impact resistance.

このa−8iは、カールソン方式に基づく感光体として
検討が進められているが、この場合に、感光体特性とし
て抵抗及び光感度が高いことが要求される、しかしなが
ら、この両特性を単一層の感光体で満足させることが困
難であるため、光導電層と導電性支持体との間にブロッ
キング層を設け、光導電層上に表面電荷保持層を設けた
11層型の構造にすることにより、このような要求を満
足させている。
This a-8i is being studied as a photoreceptor based on the Carlson method, but in this case, the photoreceptor characteristics are required to be high resistance and photosensitivity. Since it is difficult to satisfy the requirements with a photoreceptor, we created an 11-layer structure in which a blocking layer is provided between the photoconductive layer and the conductive support, and a surface charge retention layer is provided on the photoconductive layer. , satisfies these requirements.

ところで、a−3iは、通常、シラン系ガスを使用した
グロー放電分解法により形成されるが、この際に、a−
3i11中に水素が取り込まれ、水素苗の差により電気
的及び光学的特性が大きく変動する。即ち、a−3i膜
に侵入する水素の最が多くなると、光学的バンドギャッ
プが大ぎくなり、a−8iの抵抗が高くなるが、それに
ともない、長波長光に対する光感度が低下してしまうの
で、例えば、半導体レーザを搭載したレーザど−ムプリ
ンタに使用することが困難である。また、a−5i膜中
の水素の含有凹が多い場合は、成膜条件によって、(S
!H2)n及びSiH2等の結合構造を有するものが膜
中で大部分の領域を占める場合がある。そうすると、ボ
イドが増加し、シリコンダングリングボンドが増加する
ため、光導電特性が劣化し、電子写真感光体として使用
不能になる。逆に、a−8i中に侵入する水素の量が低
下すると、光学的バンドギャップが小さくなり、その抵
抗が小さくなるが、長波長光に対する光感度が増加する
。しかし、水素含有卵が少ないと、シリコンダングリン
グボンドと結合してこれを減少させるべき水素が少なく
なる。このため、発生するキャリアの移動度が低下し、
寿命が短くなると共に、光導電特性が劣化してしまい、
電子写真感光体として使用し難いものとなる。
By the way, a-3i is usually formed by a glow discharge decomposition method using silane gas, but at this time, a-3i is
Hydrogen is incorporated into 3i11, and the electrical and optical properties vary greatly depending on the difference in hydrogen seedlings. That is, as more hydrogen enters the a-3i film, the optical bandgap becomes larger and the resistance of the a-8i increases, but as a result, the photosensitivity to long wavelength light decreases. For example, it is difficult to use it in a laser beam printer equipped with a semiconductor laser. In addition, if there are many depressions containing hydrogen in the a-5i film, depending on the film forming conditions, (S
! Those having a bonding structure such as H2)n and SiH2 may occupy most of the area in the film. In this case, voids increase and silicon dangling bonds increase, resulting in deterioration of photoconductive properties and rendering the material unusable as an electrophotographic photoreceptor. Conversely, reducing the amount of hydrogen penetrating into a-8i reduces the optical band gap and its resistance, but increases photosensitivity to long wavelength light. However, less hydrogen-containing eggs means less hydrogen to combine with and reduce silicon dangling bonds. Therefore, the mobility of the generated carriers decreases,
As the lifespan becomes shorter, the photoconductive properties deteriorate,
This makes it difficult to use as an electrophotographic photoreceptor.

なお、長波長光に対する感度を高める技術として、シラ
ン系ガスとゲルマンGe l−14とを混合し、グロー
放電分解することにより、光学的バンドギャップが狭い
膜を生成するものがあるが、一般に、シラン系ガスとG
eH+とでは、最適基板温度が異なるため、生成した膜
は構造欠陥が多く、良好な光導電特性を得、ることかで
きない。また、GeH+の廃ガスは酸化されると有毒ガ
スとなるので、廃ガス処理も複雑である。従って、この
ような技術は実用性がない。
As a technique for increasing the sensitivity to long wavelength light, there is a method of mixing silane gas and germane Gel-14 and decomposing the mixture by glow discharge to produce a film with a narrow optical bandgap. Silane gas and G
Since the optimum substrate temperature is different for eH+, the produced film has many structural defects and cannot obtain good photoconductive properties. Furthermore, waste gas treatment is complicated because GeH+ waste gas becomes toxic gas when oxidized. Therefore, such technology is not practical.

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、帯電能が優れており、残留電位が低く、広い波長領域
に亘って感度が高く、基板との密着性が良く、耐環境性
が優れた電子写真感光体を提供することを目的とする。
This invention was made in view of the above circumstances, and has excellent charging ability, low residual potential, high sensitivity over a wide wavelength range, good adhesion to substrates, and environmental resistance. The purpose is to provide an excellent electrophotographic photoreceptor.

[問題点を解決するための手段] この発明に係る電子写真感光体は、導電性支持体と、こ
の導電性支持体の上に形成されたブロッキング層と、こ
のブロッキング唐の上に形成された光導電層と、を有す
る電子写真感光体において、前記ブロッキング層は、炭
素、窒素及び酸素から選択された少なくとも一種の元素
並びに水素を含有するp型若しくはn型のアモルファス
シリコン又はマイクロクリスタリンシリコンで形成され
、前記光導電層は、水素を含有する前記するn型のアモ
ルファスシリコンと、炭素、窒素漫び酸素から選択され
た少なくとも一種の元素並びに水素を含有し、前記炭素
、窒素及び酸素から選択された少なくとも一種の元素が
層厚方向に濃度勾配を形しているマイクロクリスタリン
シリコンとの積層体から成ることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The electrophotographic photoreceptor according to the present invention includes a conductive support, a blocking layer formed on the conductive support, and a blocking layer formed on the blocking layer. In the electrophotographic photoreceptor having a photoconductive layer, the blocking layer is formed of p-type or n-type amorphous silicon or microcrystalline silicon containing hydrogen and at least one element selected from carbon, nitrogen, and oxygen. The photoconductive layer contains the above n-type amorphous silicon containing hydrogen, at least one element selected from carbon, nitrogen, and oxygen, and hydrogen, and the photoconductive layer contains the above n-type amorphous silicon containing hydrogen, and at least one element selected from carbon, nitrogen, and oxygen. It is characterized by being composed of a laminate of at least one element and microcrystalline silicon in which a concentration gradient is formed in the layer thickness direction.

この発明の電子写真感光体は、前述の従来技術の欠点を
解消し、優れた光導電特性く電子写真特性)と耐環境性
とを兼備えた電子写真感光体を開発すべく本願発明者等
が種々実験研究を重ねた結果、光導電層の一部又は全部
が、n型のアモルファスシリコンと、炭素、窒素及び酸
素から選択された少なくとも一種の元素を含有し、前記
炭素、窒素及び酸素から選択された少なくとも一種の元
素が層厚方向に濃度勾配を形しているマイクロクリスタ
リンシリコンとの積層体とすることにより、この目的を
達成することができることに想到して、この発明を完成
させたものである。
The present inventors have developed an electrophotographic photoreceptor of the present invention in order to overcome the drawbacks of the prior art described above and to develop an electrophotographic photoreceptor that has both excellent photoconductive properties (electrophotographic properties) and environmental resistance. As a result of various experimental studies, it was found that part or all of the photoconductive layer contains n-type amorphous silicon and at least one element selected from carbon, nitrogen, and oxygen; This invention was completed based on the idea that this object could be achieved by creating a laminate with microcrystalline silicon in which at least one selected element forms a concentration gradient in the layer thickness direction. It is something.

以下、この発明について具体的に説明する。This invention will be specifically explained below.

この発明の光導電層に用いられるn型のアモルファスシ
リコンは、周期率表第V族の元素であるリンP、ヒ素A
s1アンチモンsb、ビスマス13i等をドーピングす
ることにより得られる。この場合、n−型からn−型の
アモルファスシリコンを含むものであるが、電子感光体
としての緒特性を考慮した場合、n−型のアモルファス
シリコンが好ましい。
The n-type amorphous silicon used in the photoconductive layer of this invention contains phosphorus P and arsenic A, which are elements in group V of the periodic table.
It is obtained by doping with s1 antimony sb, bismuth 13i, etc. In this case, n-type to n-type amorphous silicon is included, but n-type amorphous silicon is preferable in consideration of its properties as an electron photoreceptor.

この発明の電子写真感光体は、光導電層にn型のアモル
ファスシリコン層を用い−られるがら、長波長光、特に
790nm付近に発光波長を有する半導体レーザ光に対
する高感度化を達成したちのであり、特に、半導体レー
ザプリンタ用電子写真感光体に用いることにより優れた
電子写真特性と画質とを提供することができる。
Although the electrophotographic photoreceptor of the present invention uses an n-type amorphous silicon layer for the photoconductive layer, it has achieved high sensitivity to long wavelength light, particularly to semiconductor laser light having an emission wavelength around 790 nm. In particular, when used in an electrophotographic photoreceptor for a semiconductor laser printer, excellent electrophotographic properties and image quality can be provided.

第1図を参照して、この発明の電子写真感光体の光導電
層に用いられるn型のアモルファスシリコンについて説
明する。第1図は、光導電層に用いられるn型のアモル
ファスシリコンの導電率と、ドーピング比(PH3/S
 l2Hs )との関係を示した図である。第1図にお
いて、0三角印は暗時における測定値σd、黒丸印は7
90nmの光導にお(ブる測定値σD  (790nm
>、そして白丸印は白色光下における測定値σp (白
色光)を示す。ドーピング比0の場合は、導電率σd 
=3.87xlO’ ”、 crp  (790nm)=1.15x10−’である
のに対してドーピング比を増加するに従って、両者とも
導電率が増加し、ドーピング比が33ppmにおいては
、 cp (790nm)−5,57x10−6となり1桁
以上高く成っている。また、 crp  (790nm)=5.28x10−8である
Referring to FIG. 1, the n-type amorphous silicon used for the photoconductive layer of the electrophotographic photoreceptor of the present invention will be described. Figure 1 shows the conductivity and doping ratio (PH3/S
12Hs ). In Figure 1, the 0 triangle mark is the measured value σd in the dark, and the black circle mark is 7
Measured value σD (790nm
>, and the white circle indicates the measured value σp under white light (white light). When the doping ratio is 0, the conductivity σd
= 3.87xlO''', crp (790nm) = 1.15x10-', whereas as the doping ratio increases, the conductivity of both increases, and at a doping ratio of 33 ppm, cp (790nm)- 5,57x10-6, which is more than one order of magnitude higher. Also, crp (790 nm) = 5.28x10-8.

このようにPI−13のドーピングに伴い、暗における
測定値σdと790nmの光導における測定値σp  
(790nm)とは共に増加し、しかも10−6≦PH
3/S 12Hs≦10うの範囲では、σρ (790
nm)は1桁以上増加し、S/Nも3桁数ることができ
る。従って、光導電層の長波長感度を上述のn型アモル
ファスシリコンで高め、且つn型アモルファスシリコン
で光導電層の暗比抵抗が低下するのを補強するために前
述の積層構造とすることによって、半導体レーザープリ
ンタ用の電子写真感光体として、充分に実用化すること
が可能である。
In this way, with the doping of PI-13, the measured value σd in the dark and the measured value σp in the light guide at 790 nm.
(790nm), and 10-6≦PH
3/S In the range of 12Hs≦10, σρ (790
nm) increases by one or more orders of magnitude, and the S/N can also increase by three orders of magnitude. Therefore, in order to increase the long-wavelength sensitivity of the photoconductive layer using the above-mentioned n-type amorphous silicon and to compensate for the decrease in the dark resistivity of the photoconductive layer due to the n-type amorphous silicon, the above-mentioned laminated structure is adopted. It can be fully put to practical use as an electrophotographic photoreceptor for semiconductor laser printers.

次に、第2図を参照して、この発明の電子写真感光体の
光導電層に用いられるn型のアモルファスシリコンの光
学的バンドギャップ、活性化エネルギ(八E)とドーピ
ング比 (PH3/S 12Hs )との関係を説明する。第2
図のグラフにおいて、縦軸に活性化エネルギ(ΔE)と
光学的バンドギャップ(eV)を取り、横軸にドーピン
グ比(PH3、’S i 2 H6)を取っている。こ
のグラフにおいて、白丸は光学的バンドギャップを示し
、黒丸は活性化エネルギを示している。第2図から明ら
かなように、ドーピング比(PH3/S 12t−1s
 )を変化させても光学的バンドギャップは略一定の値
であるのに対し、活性化エネルギはPH3/S 12H
sのドーピングを増すと小さくなっている。このことよ
り、光導電層にn型アモルファスシリコンを用いた場合
、長波長領域での高感度化が達成されるのは、フェルミ
レベルが伝導体側にシフトした為である。
Next, with reference to FIG. 2, the optical band gap, activation energy (8E), and doping ratio (PH3/S 12Hs) will be explained. Second
In the graph shown, the vertical axis represents the activation energy (ΔE) and the optical band gap (eV), and the horizontal axis represents the doping ratio (PH3, 'S i 2 H6). In this graph, the white circles indicate the optical band gap, and the black circles indicate the activation energy. As is clear from Figure 2, the doping ratio (PH3/S 12t-1s
), the optical bandgap remains approximately constant even if PH3/S 12H is changed, whereas the activation energy is
It becomes smaller as the doping of s is increased. From this, when n-type amorphous silicon is used for the photoconductive layer, high sensitivity in the long wavelength region is achieved because the Fermi level is shifted to the conductor side.

この発明の電子写真感光体のブロッキング層には、アモ
ルファスシリコン(以下a−5iとする)又はマイクロ
クリスタリンシリコン(以下μc−s iとする)が使
用される。μC−8iは、以下のような物性上の特徴に
より、a−8i及びポリクリスタリンシリコン(多結晶
シリコン)から明確に区別される。即ち、X線回折測定
においては、a−8iは、無定形であるため、ハローの
みが現れ、回折パターンを認めることができないが、μ
C−S +は、2θが27乃至28.5°付近にある結
晶回折パターンを示す。また、ポリクリスタリンシリコ
ンは暗抵抗が10”Ω・αであるのに対し、μC−8i
は1Q11Ω・cm以上の暗抵抗を有する。このμc−
s rは粒径が約数十オングストローム以上である微結
晶が集合して形成されている。
Amorphous silicon (hereinafter referred to as a-5i) or microcrystalline silicon (hereinafter referred to as μc-si) is used for the blocking layer of the electrophotographic photoreceptor of the present invention. μC-8i is clearly distinguished from a-8i and polycrystalline silicon (polycrystalline silicon) by the following physical characteristics. That is, in X-ray diffraction measurements, since a-8i is amorphous, only a halo appears and no diffraction pattern can be observed, but μ
C-S+ shows a crystal diffraction pattern with 2θ around 27 to 28.5°. Furthermore, while polycrystalline silicon has a dark resistance of 10”Ω・α, μC-8i
has a dark resistance of 1Q11Ω·cm or more. This μc-
sr is formed by aggregation of microcrystals having a grain size of approximately several tens of angstroms or more.

このようなμC−8iを有するブロッキング層は、a−
8tと同様に、高周波グローtllN分解法により、シ
ランガスを原料として、導電性支持体上にμC−8iを
堆積させることにより製造することができる。この場合
に、支持体の温度をa−5iを形成する場合よりも高く
設定し、高周波電力もa−3iの場合よりも高く設定す
ると、μc−s rを形成しやすくなる。また、支持体
温度及び高周波電力を高くすることにより、シランガス
などの原料ガスの流量を増大させることができ、その結
果、成膜速度を早くすることができる。
A blocking layer with such μC-8i is a-
Similarly to 8t, it can be produced by depositing μC-8i on a conductive support using silane gas as a raw material using the high frequency glow tllN decomposition method. In this case, if the temperature of the support is set higher than in the case of forming a-5i, and the high frequency power is also set higher than in the case of forming a-3i, it becomes easier to form μc-sr. Furthermore, by increasing the support temperature and high frequency power, the flow rate of source gas such as silane gas can be increased, and as a result, the film formation rate can be increased.

また、原料ガスのSiH+及び5i2t−1s等の高次
のシランガスを水素で希釈したガスを使用することによ
り、μC−8iを一層高効率で形成することができる。
Further, by using a gas obtained by diluting the raw material gas SiH+ and a high-order silane gas such as 5i2t-1s with hydrogen, μC-8i can be formed with higher efficiency.

第3図は、この発明に係る電子写真感光体を製造する装
置を示す図である。ガスボンベ1,2゜3.4には、例
えば、夫々SiH+ 、B2 H6。
FIG. 3 is a diagram showing an apparatus for manufacturing an electrophotographic photoreceptor according to the present invention. For example, the gas cylinders 1 and 2°3.4 contain SiH+ and B2 H6, respectively.

H2、CH4等の原料ガスが収容されている。これらの
ガスボンベ1.2.3.4内のガスは、流量調整用のバ
ルブ6及び配管7を介して混合器8に供給されるように
なっている。各ボンベには、圧力計5が設置されており
、この圧力計5を監視しつつ、バルブ6を調整すること
により、混合器8に供給する各原料ガスの流量及び混合
比を調節することができる。混合器8にて混合されたガ
スは反応容器9に供給される。反応容器9の底部11に
は、回転軸10が鉛直方向の回りに回転可能に取りつけ
られており、この回転軸10の上端に、円板状の支持台
12がその面を回転軸10に垂直にして固定されている
。反応容器9内には、円筒状の電極13がその軸中心を
回転軸10の軸中心と一致させて底部11上に設置され
ている。感光体のドラム基体14が支持台12上にその
軸中心を回転軸10の軸中心と一致させて載置されてお
り、このドラム基体14の内側には、ドラム基体加熱用
のヒータ15が配設されている。電極13とドラム基体
14との間には、高周波電源16が接続されており、電
極13及びドラム基体14間に高周波電流が供給される
ようになっている。回転軸10はモータ18により回転
駆動される。反応容器9内の圧力は、圧力計17により
監視され、反応容器9は、ゲートバルブ18を介して真
空ポンプ等の適宜の排気手段に連結されている。
Source gases such as H2 and CH4 are contained. The gas in these gas cylinders 1.2.3.4 is supplied to a mixer 8 via a valve 6 and piping 7 for flow rate adjustment. Each cylinder is equipped with a pressure gauge 5, and by monitoring the pressure gauge 5 and adjusting the valve 6, the flow rate and mixing ratio of each raw material gas supplied to the mixer 8 can be adjusted. can. The gases mixed in the mixer 8 are supplied to a reaction vessel 9. A rotating shaft 10 is attached to the bottom 11 of the reaction vessel 9 so as to be rotatable around the vertical direction, and a disk-shaped support 12 is attached to the upper end of the rotating shaft 10 with its surface perpendicular to the rotating shaft 10. It has been fixed. Inside the reaction vessel 9, a cylindrical electrode 13 is installed on the bottom 11 with its axial center aligned with the axial center of the rotating shaft 10. A drum base 14 of a photoreceptor is placed on a support base 12 with its axial center aligned with the axial center of the rotating shaft 10, and a heater 15 for heating the drum base is arranged inside the drum base 14. It is set up. A high frequency power source 16 is connected between the electrode 13 and the drum base 14, so that a high frequency current is supplied between the electrode 13 and the drum base 14. The rotating shaft 10 is rotationally driven by a motor 18. The pressure inside the reaction vessel 9 is monitored by a pressure gauge 17, and the reaction vessel 9 is connected via a gate valve 18 to an appropriate evacuation means such as a vacuum pump.

このように構成される装置により感光体を製造する場合
には、反応容器9内にドラム基体14を設置した後、ゲ
ートバルブ19を開にして反応容器9内を約O11トル
(Torr)の圧力以下に排気する。次いで、ボンベ1
.2.3.4から所要の反応ガスを所定の混合比で混合
して反応容器9内に導入する。この場合に、反応容器9
内に導入するガス流量は、反応容器9内の圧力が0.1
乃至1トルになるように設定する。次いで、モータ18
を作動させてドラム基体14を回転させ・ヒータ15に
よりドラム基体14を一定温度に加熱すると共に、高周
波電源16により電極13とドラム基体14との間に高
周波電流を供給して、両者間にグロー放電を形成する。
When manufacturing a photoreceptor using an apparatus configured as described above, after installing the drum base 14 in the reaction vessel 9, the gate valve 19 is opened to create a pressure inside the reaction vessel 9 of about 11 Torr. Exhaust below. Next, cylinder 1
.. From 2.3.4, the required reaction gases are mixed at a predetermined mixing ratio and introduced into the reaction vessel 9. In this case, reaction vessel 9
The gas flow rate introduced into the reaction vessel 9 is such that the pressure inside the reaction vessel 9 is 0.1.
Set it so that it is between 1 Torr and 1 Torr. Next, the motor 18
is activated to rotate the drum base 14, and the heater 15 heats the drum base 14 to a constant temperature, and the high frequency power supply 16 supplies high frequency current between the electrode 13 and the drum base 14, creating a glow between them. form a discharge.

これにより、ドラム基体14上にa−8iが堆積する。As a result, a-8i is deposited on the drum base 14.

なお、原料ガス中にN20.NH3、NO2、N2 。Note that N20. NH3, NO2, N2.

CH4、C2H4,02ガス等を使用することにより、
これらの元素をa−8i中に含有させることができる。
By using CH4, C2H4,02 gas, etc.
These elements can be contained in a-8i.

このように、この発明に係る電子写真感光体は従来のa
−3iを使用したものと同様に、クローズドシステムの
製造装置で製造することができるため、人体に対して安
全である。また、この電子写真感光体は、耐熱性、M湿
性及び耐摩耗性が優れているため、長期に亘り繰り返し
使用しても劣化が少な(、寿命が長いという利点がある
。さらに、GeH+等の長波長増感用ガスが不要である
ので、廃ガス処理設備を設ける必要がなく、工業的生産
性が著しく高い。
In this way, the electrophotographic photoreceptor according to the present invention has a conventional a
Similar to those using -3i, it can be manufactured using closed system manufacturing equipment, so it is safe for the human body. In addition, this electrophotographic photoreceptor has excellent heat resistance, M moisture resistance, and abrasion resistance, so there is little deterioration even after repeated use over a long period of time (it has the advantage of a long life. Since a long wavelength sensitizing gas is not required, there is no need to provide waste gas treatment equipment, and industrial productivity is extremely high.

μC−8iには、水素を0.1乃至30原子%含有させ
ることが好ましい。これにより、明抵抗と明抵抗とが調
和のとれたものになり、光導電特性が向上する。μC−
8iの光学的エネルギギャップEaは、a−3iの光学
的エネルギギャップEa (1,65乃至1.70eV
)に比較して小さい。つまり、μC−8iの光学的エネ
ルギギャップは、μC−8i微結晶の結晶粒径及び結晶
化度により変化し、結晶粒径及び結晶化度の増加により
、その光学的エネルギギャップが低下して、結晶シリコ
ンの光学的エネルギギャップ1.1eVに近づく。とこ
ろで、μC−8i層及びa−8i層は、この光学的エネ
ルギギャップよりも大きなエネルギの光を吸収し、小さ
なエネルギの光は透過する。このため、a−3iは可視
光エネルギしか吸収しないが、a−8iより光学的エネ
ルギギャップが小さなμC−8+は、可視光より長波長
であってエネルギが小さな近赤外光までも吸収すること
ができる。従って、μC−5iは広い波長領域に亘って
高い光感度を有する。
It is preferable that μC-8i contains 0.1 to 30 at % of hydrogen. As a result, the light resistance and light resistance become harmonious, and the photoconductive properties are improved. μC-
The optical energy gap Ea of 8i is the optical energy gap Ea of a-3i (1,65 to 1.70 eV
) is small compared to In other words, the optical energy gap of μC-8i changes depending on the crystal grain size and crystallinity of the μC-8i microcrystal, and as the crystal grain size and crystallinity increase, the optical energy gap decreases. The optical energy gap approaches the 1.1 eV of crystalline silicon. By the way, the μC-8i layer and the a-8i layer absorb light with a larger energy than this optical energy gap, and transmit light with a smaller energy. Therefore, a-3i absorbs only visible light energy, but μC-8+, which has a smaller optical energy gap than a-8i, can also absorb near-infrared light, which has a longer wavelength and lower energy than visible light. I can do it. Therefore, μC-5i has high photosensitivity over a wide wavelength range.

このような特性を有するμC−3iは、半導体レーザを
光源に使用したレーザプリンタ用の感光体材料として好
適である。a−3iをレーザプリンタ用の感光体に使用
すると、半導体レーザの光波長が790nmとa−8i
が高感腐である波長領域より良いため、感光体感度が不
十分になり、このため、半導体レーザの能力以上のレー
ザ強度を感光体に印加する必要があって、実用上問題が
ある。一方、μC−8iで感光体を形成した場合には、
その高感度領域が近赤外領域にまでのびているので、光
感度特性が極めて優れた半導体し〜ザプリンタ用の感光
体を(qることができる。
μC-3i having such characteristics is suitable as a photoreceptor material for a laser printer using a semiconductor laser as a light source. When the a-3i is used as a photoconductor for a laser printer, the light wavelength of the semiconductor laser is 790 nm and the a-8i
Since this is better than the wavelength region where the photoreceptor is highly sensitive, the sensitivity of the photoreceptor becomes insufficient, and therefore, it is necessary to apply a laser intensity to the photoreceptor that exceeds the capability of the semiconductor laser, which poses a practical problem. On the other hand, when the photoreceptor is formed with μC-8i,
Since its high sensitivity region extends to the near-infrared region, it can be used as a semiconductor photoreceptor for printers with extremely excellent photosensitivity characteristics.

このような優れた光感度特性を有する μc−s iの光導電特性を一層向上させるために、μ
C−8iに水素を含有させることが好ましい。
In order to further improve the photoconductive properties of μc-s i, which has such excellent photosensitivity characteristics, μ
It is preferable that C-8i contains hydrogen.

μC−3i層への水素のドーピングは、例えば、グロー
放電分解法による場合は、Sil」4及び5i2Hs等
のシラン系の原料ガスと、水素等のキャリアガスとを反
応容器内に導入してグロー放電させるか、SiF+及び
5iC1+等のハロゲン化ケイ素と、水素ガスとの混合
ガスを使用してもよいし、また、シラン系ガスと、ハロ
ゲン化ケイ素との混合ガスで反応させてもよい。更に、
グロー放電分解法によらず、スパッタリング等の物理的
な方法によってもμc−s r層を形成することができ
る。なお、μc−s rを含む光導電層は、光導電特性
上、1乃至80umの膜厚を有することが好ましく、更
に膜厚を5乃至50μmにすることが望ましい。
Hydrogen doping into the μC-3i layer is carried out, for example, by glow discharge decomposition, by introducing a silane-based raw material gas such as Sil'4 and 5i2Hs into a reaction vessel and a carrier gas such as hydrogen. It may be discharged, a mixed gas of silicon halide such as SiF+ and 5iC1+, and hydrogen gas may be used, or a mixed gas of silane-based gas and silicon halide may be reacted. Furthermore,
The μc-sr layer can be formed not only by the glow discharge decomposition method but also by a physical method such as sputtering. Note that the photoconductive layer containing .mu.c-sr preferably has a thickness of 1 to 80 .mu.m, more preferably 5 to 50 .mu.m, in view of photoconductive properties.

光導電層は、実質的に全ての領域をμc−s iで形成
してもよいし、a−8iとμC−8iとの混合体又は積
層体で形成してもよい。W1電能は、積層体の方が高く
、光感度は、その体積比にもよるが、赤外領域の長波長
領域では混合体の方が高く、可視光領域では両者はほと
んど同一である。
Substantially the entire region of the photoconductive layer may be formed of μc-s i, or may be formed of a mixture or a laminate of a-8i and μc-8i. The W1 power is higher for the laminate, and the photosensitivity is higher for the mixture in the long wavelength region of the infrared region, although it depends on the volume ratio, and the two are almost the same in the visible light region.

このため、感光体の用途により、実質的に全ての領域を
μc−s rにするか、又は混合体若しくは!a層体で
構成すればよい。
For this reason, depending on the use of the photoreceptor, substantially all areas may be made into μc-sr, or a mixture or! It may be composed of an a-layer body.

μc−s rに、窒素N、炭素C及び酸素Oから選択さ
れた少なくとも1種の元素をドーピングすることが好ま
しい。これにより、μc−s 1の暗抵抗を高くして光
導電特性を高めることができる。
Preferably, μc-sr is doped with at least one element selected from nitrogen N, carbon C, and oxygen O. This makes it possible to increase the dark resistance of μc-s 1 and improve the photoconductive properties.

これらの元素はμc−s iの粒界に析出し、またシリ
コンダングリングボンドのターミネータとして作用して
、バンド間の禁制帯中に存在する状態密度を減少させ、
これにより、暗抵抗が高くなると考えられる。
These elements precipitate at the grain boundaries of μc-si and act as terminators of silicon dangling bonds, reducing the density of states existing in the forbidden band between bands,
It is thought that this increases the dark resistance.

導電性支持体と光導電層との間に、ブロッキング層又は
ブロッキング層を配設することが好ましい。このブロッ
キング層は、導電性支持体と、光導Illどの間の電荷
の流れを抑制することにより、光導電性部材の表面にお
ける電荷の保持機能を高め、光導電性部材の帯電能を^
める。カールソン方式においては、感光体表面に正帯電
させる場合には、支持体側から光導電層へ電子が注入さ
れることを防止するために、ブロッキング層をp型にす
る。一方、感光体表面に負帯電させる場合には、支持体
側から光導電層へ正孔が注入されることを防止するため
に、ブロッキング層をn型にする。
Preferably, a blocking layer or a blocking layer is provided between the conductive support and the photoconductive layer. This blocking layer enhances the charge retention function on the surface of the photoconductive member by suppressing the flow of charge between the conductive support and the photoconductor, thereby increasing the charging ability of the photoconductive member.
Melt. In the Carlson method, when the surface of the photoreceptor is positively charged, the blocking layer is made p-type in order to prevent electrons from being injected from the support side to the photoconductive layer. On the other hand, when the surface of the photoreceptor is negatively charged, the blocking layer is made n-type in order to prevent holes from being injected from the support side to the photoconductive layer.

また、ブロッキング層として、絶縁性の膜を支持体の上
に形成することも可能である。ブロッキング層はμc−
s iを使用して形成してもよいし、a−3tを使用し
てブロッキング層を構成することも可能である。
It is also possible to form an insulating film on the support as a blocking layer. The blocking layer is μc-
The blocking layer may be formed using s i or a-3t.

μc−s i及びa−8iをp型にするためには、周期
律表の第■族に属する元素、例えば、ホウ素B、アルミ
ニウムAI、ガリウムQa、インジウムln、及びタリ
ウムT1等をドーピングすることが好ましく、μc−s
 r層をn型にするためには、周期律表の第VMに属す
る元素、例えば、窒素N、リンP、ヒ素AS、アンチモ
ンsb、及びビスマス3i等をドーピングすることが好
ましい。
In order to make μc-s i and a-8i p-type, they must be doped with elements belonging to Group Ⅰ of the periodic table, such as boron B, aluminum AI, gallium Qa, indium ln, and thallium T1. is preferable, μc-s
In order to make the r layer n-type, it is preferable to dope it with an element belonging to VM of the periodic table, such as nitrogen N, phosphorus P, arsenic AS, antimony sb, and bismuth 3i.

このn型不純物又はn型不純物のドーピングにより、支
持体側から光導電層へ電荷が移動することが防止される
This n-type impurity or doping with n-type impurities prevents charges from moving from the support side to the photoconductive layer.

光導電層の上に表面層を設けることが好ましい。Preferably, a surface layer is provided on top of the photoconductive layer.

先導′i4層のμC−S +は、その屈折率が3乃至4
と比較的大きいため、表面での光反射が起きやすい。こ
のような光反射が生じると、光導電層に吸収される光a
の割合いが低下し、光損失が大きくなる。このため、表
面層を設けて反射を防止することが好ましい。また、表
面層を設けることにより、光導電層が損傷から保護され
る。さらに、表面層を形成することにより、帯電能が向
上し、表面に電荷がよくのるようになる。表面層を形成
する材料としては、Si3N+、SiO2,SiC。
The leading 'i4 layer μC-S + has a refractive index of 3 to 4.
Because it is relatively large, light reflection easily occurs on the surface. When such light reflection occurs, light a absorbed by the photoconductive layer
As a result, the optical loss increases. For this reason, it is preferable to provide a surface layer to prevent reflection. Also, by providing the surface layer, the photoconductive layer is protected from damage. Furthermore, by forming the surface layer, the charging ability is improved, and the charge can be easily deposited on the surface. The materials forming the surface layer include Si3N+, SiO2, and SiC.

△1203 、a−8iN:H,a−3iO:Hl及び
a−3iC:H等の無纏化合物及びポリ塩化ビニル及び
ポリアミド等の有機材料がある。
There are unbound compounds such as Δ1203, a-8iN:H, a-3iO:Hl and a-3iC:H, and organic materials such as polyvinyl chloride and polyamide.

電子写真感光体に適用される光導電性部材としては、上
述のごとく、支持体上にブロッキング層を形成し、この
ブロッキング層上に光導電層を形成し、この光導電層の
上に表面層を形成したものに限らず、支持体の上に電荷
移動層(CTL)を形成し、電荷移動層の上に電荷発生
層(CGL)を形成した機能分離型の形態に構成するこ
ともできる。この場合に、電荷移動層と、支持体との間
に、ブロッキング層を設けてもよい。電荷発生層は、光
の照射によりキャリアを発生する。この電荷発生層は、
層の一部又は全部がμC−8i又はa−3iでできてお
り、その厚さは1乃至10μmにすることが好ましい。
As described above, a photoconductive member applied to an electrophotographic photoreceptor includes a blocking layer formed on a support, a photoconductive layer formed on this blocking layer, and a surface layer formed on this photoconductive layer. The structure is not limited to one in which a charge transfer layer (CTL) is formed on a support, and a functionally separated structure in which a charge transfer layer (CTL) is formed on the charge transfer layer and a charge generation layer (CGL) is formed on the charge transfer layer is also possible. In this case, a blocking layer may be provided between the charge transfer layer and the support. The charge generation layer generates carriers upon irradiation with light. This charge generation layer is
Part or all of the layer is made of μC-8i or a-3i, preferably with a thickness of 1 to 10 μm.

電荷移動層は電荷発生層で発生したキャリアを高効率で
支持体側に到達させる層であり、このため、キャリアの
寿命が長く、移動度が大きく輸送性が高いことが必要で
ある。電荷移動1はa−8iで形成することができる。
The charge transfer layer is a layer that allows carriers generated in the charge generation layer to reach the support side with high efficiency, and therefore, the carriers need to have a long life, high mobility, and high transportability. Charge transfer 1 can be formed by a-8i.

暗抵抗を高めて帯電能を向上させるために、周期律表の
第■族又は第■族のいずれか一方に属する元素をライト
ドーピングすることが好ましい。
In order to increase the dark resistance and improve the charging ability, it is preferable to light-dope an element belonging to either Group 1 or Group 2 of the periodic table.

また、帯電能を一層向上させ、電荷移動層と電荷発生層
との両機能を持たせるために、C,N、○の元素のうち
、いずれか1種以上を含有させてもよい。電荷移動層は
、その膜厚が簿過ぎる場合及び厚過ぎる場合はその機能
を充分に発揮しない。
Furthermore, in order to further improve the charging ability and to have the functions of both a charge transfer layer and a charge generation layer, one or more of the elements C, N, and O may be contained. If the charge transport layer is too thin or too thick, it will not function satisfactorily.

このため、電荷移動層の厚さは3乃至80umであるこ
とが好ましい。
Therefore, the thickness of the charge transport layer is preferably 3 to 80 um.

ブロッキング層を設けることにより、K M移動層と電
荷発生1とを有する機能分離型の感光体においても、そ
の電荷保持量能を高め、帯電能を向ヒさせることができ
る。なお、ブロッキング層をp型にするか、又はn型に
するかは、その帯電特性に応じて決定される。このブロ
ッキング層は、a−3iで形成してもよく、またμc−
s iで形成してもよい。
By providing a blocking layer, even in a functionally separated type photoreceptor having a KM transfer layer and a charge generation layer 1, the charge retention capacity can be increased and the charging ability can be improved. Note that whether the blocking layer is p-type or n-type is determined depending on its charging characteristics. This blocking layer may be formed of a-3i or μc-
It may be formed by s i.

ごの出願に係る発明の特徴は、ブロッキング層が、シリ
コン原子を母体として水素を含有し、更に、炭素、窒素
及び酸素から選択された少なくとも一種の元素を含有す
るρ型若しくはn型のアモルファスシリコン又はマイク
ロクリスタリンシリコンで形成され、光導電層は、水素
を含有する前記するn型のアモルファスシリコンと、炭
素、窒素及び酸素から選択された少なくとも一種の元素
並びに水素を含有し、前記炭素、窒素及び酸素から選択
された少なくとも一種の元素が豹厚方向にil!■勾配
を形成しているマイクロクリスタリンシリコンとの積層
体から成ることにある。
The feature of the invention according to the application is that the blocking layer is made of ρ-type or n-type amorphous silicon containing silicon atoms as a host, hydrogen, and at least one element selected from carbon, nitrogen, and oxygen. Alternatively, the photoconductive layer is formed of microcrystalline silicon, and the photoconductive layer contains the above n-type amorphous silicon containing hydrogen, at least one element selected from carbon, nitrogen, and oxygen, and hydrogen, and the photoconductive layer contains hydrogen and at least one element selected from carbon, nitrogen, and oxygen. At least one element selected from oxygen is present in the leopard thickness direction! ■It consists of a laminate with microcrystalline silicon forming a gradient.

[実施例] 次に、4.5.6図を参照してこの発明を具体化した電
子写真感光体の層の構成について説明する。
[Example] Next, the structure of the layers of an electrophotographic photoreceptor embodying the present invention will be described with reference to Figures 4.5.6.

第4図においては、アルミニウム製導電性支持体101
の上には、シリコン原子を母体として水素を含有し、更
に、C1○、Nの原子の少なくとも1つ以上の原子を含
有するp型又はn型の特性を有するμC−3i又はa−
8iからなるブロッキング層103と、光導電層102
とが積層されている。光導電層102は、更にシリコン
原子を母体として水素を含有するn型のアモルファスシ
リコンa−8ili104とシリコン原子を母体として
水素を含有するマイクロクリスタリンシリコン層105
とが積層され、このマイクロクリスタリンシリコン層1
05には、C,O,Nの原子の少なくとも1つ以上の原
子が含有されている。更に、このマイクロクリスタリン
シリコン万105に含有されている、C10、Nの原子
の少なくとも1つ以上の原子は冶厚み方向であって、支
持体側が濃くなるように1度勾配が形成されている。
In FIG. 4, an aluminum conductive support 101
On the top is μC-3i or a- which has p-type or n-type characteristics and contains silicon atoms as a host and hydrogen, and further contains at least one or more of C1○ and N atoms.
A blocking layer 103 made of 8i and a photoconductive layer 102
are laminated. The photoconductive layer 102 further includes an n-type amorphous silicon a-8ili 104 containing silicon atoms as a matrix and hydrogen, and a microcrystalline silicon layer 105 containing hydrogen as a matrix on silicon atoms.
are laminated, and this microcrystalline silicon layer 1
05 contains at least one or more of C, O, and N atoms. Furthermore, at least one of C10 and N atoms contained in this microcrystalline silicon has a 1 degree gradient in the thickness direction so that it is denser on the support side.

この発明の電子写真感光体によれば、ブロッキング層1
03がC1○、Nの原子の少なくとも1つ以上の原子と
水素とを含むp型またはn型のμ(、−8i又はa−8
iから形成されている。このようなブロッキング層及び
a−8inの構成により、帯電時に帯電した電荷と逆極
性のN荷が支持体101から光導電層102に移動する
のを防止することができる。即ち、光導電層における帯
電能(電荷保持機能)を一層高めることができる。
According to the electrophotographic photoreceptor of the present invention, the blocking layer 1
03 is C1○, p-type or n-type μ(, -8i or a-8
It is formed from i. Such a blocking layer and a-8in structure can prevent N charges having a polarity opposite to those charged during charging from moving from the support 101 to the photoconductive layer 102 . That is, the charging ability (charge retention function) of the photoconductive layer can be further improved.

ブロッキング層103に含有されるC、O,Nの原子の
含有量は1ないし20原子%が好ましく、また周期律表
の第1族又は第V族に属する元素の含有量は、lXl0
−3ないし5原子%が好ましい。
The content of C, O, and N atoms contained in the blocking layer 103 is preferably 1 to 20 at%, and the content of elements belonging to Group 1 or Group V of the periodic table is lXl0
-3 to 5 atom % is preferred.

ブロッキング層の1厚は100人ないし10umに形成
することが好ましくより好ましくは0.1ないし3μm
が好ましい。
The thickness of the blocking layer is preferably 100 μm to 10 μm, more preferably 0.1 μm to 3 μm.
is preferred.

光導電11102に形成されているn型のa−sin1
o4は、シリコン原子S1を母体として水素を含んでい
るから、長波長光に対して高感度であり、且つ良好な分
光感度を示し、これにより可視光#A域から近赤外領域
に亙る広い彼処範囲で高感度が達成される。−力先導電
層102の内μC−8i層105は上述した波長領域の
内、特に、近赤外領域の感度をより高めることができる
n-type a-sin1 formed in the photoconductor 11102
Since o4 contains hydrogen with the silicon atom S1 as the host, it is highly sensitive to long wavelength light and exhibits good spectral sensitivity, which allows it to be used in a wide range from the visible light #A region to the near-infrared region. High sensitivity is achieved within this range. - The μC-8i layer 105 of the force guiding conductive layer 102 can further enhance the sensitivity in the near-infrared region among the above-mentioned wavelength regions.

このように光導電層102をa−3i層104とμC−
8i層105とのF!4層構造にすることにより、高感
度の電子写真感光体を得ることができる。
In this way, the photoconductive layer 102 is connected to the a-3i layer 104 and the μC-
F! with 8i layer 105! By forming the four-layer structure, a highly sensitive electrophotographic photoreceptor can be obtained.

光導電層102において、n型のa−3i層104にド
ーピングされる周期律表の第V族に屈する元素の含有口
は、1×10う乃至1X10’原子%が好ましい。a−
8i層104の層厚は1乃至20μmに形成することが
好ましい。
In the photoconductive layer 102, the n-type a-3i layer 104 is doped with an element belonging to Group V of the periodic table preferably in an amount of 1 x 10 to 1 x 10' atomic %. a-
The thickness of the 8i layer 104 is preferably 1 to 20 μm.

一方、a−5i層104は、周期律表の第1族に属する
元素をライトドープすることにより、その暗抵抗を高め
、電荷保持機能を間接的に高めることができる。ドーピ
ング埼は、1 X 10− ’乃至1 X 103原子
%が好ましい。μC−3i層105の層厚は1乃至20
μmに形成することが好ましい。また、μC−8iF!
105に含まれるC10、Nの原子量は、光導電性が低
下しない程度に含有され、好ましい含有量としては0.
1乃至10原子%である。
On the other hand, by lightly doping the a-5i layer 104 with an element belonging to Group 1 of the periodic table, its dark resistance can be increased and the charge retention function can be indirectly improved. The doping level is preferably 1 x 10-' to 1 x 103 atomic %. The layer thickness of the μC-3i layer 105 is 1 to 20
It is preferable to form it in μm. Also, μC-8iF!
The atomic weight of C10 and N contained in 105 is such that the photoconductivity does not deteriorate, and the preferable content is 0.
It is 1 to 10 at%.

第5図に示すように、光導電1i!1102において、
n型のa−3i層104と、C,0,Nの原子の内1つ
以上を含有するμC−8i層105との(Q置は、第4
図に示す位置とは逆に、μC−S:層105の上にn型
のa−8i層104を形成しても良い。
As shown in FIG. 5, photoconductivity 1i! At 1102,
The n-type a-3i layer 104 and the μC-8i layer 105 containing one or more of C, 0, and N atoms (the Q position is
Contrary to the position shown in the figure, an n-type a-8i layer 104 may be formed on the μC-S: layer 105.

更に、第6図に示すように、光導電層102の上に、表
面層106を形成してもよい。この場合、表面層106
が、C,O,Nのうち、少なくとも1種以上の元素を含
有するa−8i (a−8i C:H,a−3iO;H
,a−8iN;Hla−8iCN:H等)で形成されて
いる。これにより、光導電層の表面が保護され、耐環境
性及び帯電能が向上する。このC,O,Nの含有量は、
10乃至50原子%であることが好ましい。
Furthermore, as shown in FIG. 6, a surface layer 106 may be formed on the photoconductive layer 102. In this case, the surface layer 106
is a-8i (a-8i C:H, a-3iO; H
, a-8iN; Hla-8iCN:H, etc.). This protects the surface of the photoconductive layer and improves environmental resistance and charging ability. The content of C, O, and N is
Preferably, it is 10 to 50 atom %.

次に、この発明の実施例について説明する。Next, embodiments of the invention will be described.

支1に この実施例1では、ブロッキング層をマイクロクリスタ
リンシリコンμc−s rで形成した。
First, in this Example 1, the blocking layer was formed of microcrystalline silicon μC-SR.

導電性基板としてのAI製トドラム直径80mm、長さ
350mm>をトリクレンで脱脂し、洗浄し乾燥させた
後、反応容器内に装填した。このドラムは、必要に応じ
てその表面が酸処理、アルカリ処理又はサンドブラスト
処理され、その干渉防止が図られる。反応容器内を、図
示しない拡散ポンプにより、約0.1トル以下に排気す
る。
An AI drum (diameter: 80 mm, length: 350 mm) serving as a conductive substrate was degreased with trichlene, washed and dried, and then loaded into a reaction vessel. The surface of this drum is subjected to acid treatment, alkali treatment, or sandblasting treatment as necessary to prevent interference. The inside of the reaction vessel is evacuated to about 0.1 torr or less by a diffusion pump (not shown).

同時に、ドラム基体を加熱し、約400℃に保持する。At the same time, the drum substrate is heated and maintained at approximately 400°C.

次いで、10003CCMの流量のH2ガス、200S
C,CM(7)流M(7)100%SiH4,trス、
このSiH+ガス流最に対する流量比が10゛3のB2
 H6ガス、及び11005CCのCH4ガスを混合し
て反応容器に供給した。その後、メカニカルブースタポ
ンプ及びロータリポンプにより反応容器内を排気し、そ
の圧力を1トルに調整した。モータ18により基体14
を回転させながら、電極に13.56M)tzで300
W(ワット)の高周波電力を印加して、li?Mとドラ
ム基体との間に、SiH4,B2Hs及びCH4のプラ
ズマを生起させる(グロー放電)。この条件下で、約1
5分間成膜を続け、支持体101上にマイクロクリスタ
リンシリコンμC−8iから成るブロッキング否103
を1.0μmに形成した。
Then H2 gas at a flow rate of 10003CCM, 200S
C, CM (7) flow M (7) 100% SiH4, trs,
B2 with a flow rate ratio of 10゛3 to this SiH + gas flow
H6 gas and 11005 CC of CH4 gas were mixed and supplied to the reaction vessel. Thereafter, the inside of the reaction vessel was evacuated using a mechanical booster pump and a rotary pump, and the pressure was adjusted to 1 Torr. Base body 14 by motor 18
300 at 13.56M) tz to the electrode while rotating
By applying high frequency power of W (watts), li? Plasma of SiH4, B2Hs and CH4 is generated between M and the drum base (glow discharge). Under these conditions, approximately 1
Film formation was continued for 5 minutes, and a blocking material 103 made of microcrystalline silicon μC-8i was deposited on the support 101.
was formed to have a thickness of 1.0 μm.

ブロッキング層の成膜終了後、 100%5i2H+ガスの流量を808CCM、P l
−13ガスをPH3/S i H4=2X 10′′と
なるように夫々のガスを反応容器内に導入した。反応圧
力が0.8トルの状態でブロッキング層の成膜の場合と
同様に、高周波層116によって、13.56MHzで
IKWの高周波電力を印加して、グロー放電を生起させ
る。この条件で2時開成膜を続け、膜厚14μmのn型
のa−8i層を形成した。
After forming the blocking layer, the flow rate of 100% 5i2H+ gas was increased to 808 CCM, P l
-13 gases were introduced into the reaction vessel so that PH3/S i H4 = 2X 10''. Similar to the case of forming the blocking layer at a reaction pressure of 0.8 Torr, high frequency power of IKW at 13.56 MHz is applied by the high frequency layer 116 to generate a glow discharge. The 2-hour open film formation was continued under these conditions to form an n-type a-8i layer with a thickness of 14 μm.

n型のa−3i層を形成後、H2ガスを1100OSC
C,100%3i2t−1+ガスの流□□□を300S
CCM、NH3ガスを1108CCを夫々導入する。反
応圧力が0.8トルの状態で高周波7Iflli16に
よって、13.56MHzr200 Wの高周波電力を
印加する。この条件で165時間成膜を続けた後、電力
とガスの供給を止め、膜厚8μmのa−8ilWを形成
した。このようにn型のa−8i層とμC−8i層とを
積層して形成することにより光導電層を形成する。
After forming the n-type a-3i layer, H2 gas was heated to 1100OSC.
C, 100% 3i2t-1 + gas flow □□□ 300S
1108 CC of CCM and NH3 gas are introduced respectively. A high frequency power of 13.56 MHzr200 W is applied by a high frequency 7Iflli16 at a reaction pressure of 0.8 torr. After continuing film formation under these conditions for 165 hours, the supply of electricity and gas was stopped, and a-8ilW having a thickness of 8 μm was formed. A photoconductive layer is formed by laminating the n-type a-8i layer and the μC-8i layer in this manner.

光導N!!の成膜後、100%SiH+ガスの流(lを
300sccM、CH4ガスを3508CCMを夫々導
入する。反応圧力が1トルの状態で高周波電源16によ
って、13.56MHzで200Wの高周波電力を印加
する。この条件で15分間成膜を続けた債、電力とガス
の供給を止め、膜厚0.7μmの表面層を形成した。
Light guide N! ! After the film formation, a flow of 100% SiH + gas (300 sccM of 1 and 3508 CCM of CH4 gas is introduced, respectively. With a reaction pressure of 1 Torr, a high frequency power of 200 W at 13.56 MHz is applied by the high frequency power source 16. After continuing film formation under these conditions for 15 minutes, the supply of electricity and gas was stopped, and a surface layer with a thickness of 0.7 μm was formed.

このようにして成膜した感光体を790nmの発振波長
の半導体レーザを搭載したレーザプリンタに搭載して画
像を形成したところ、+6.0KV(キロボルト)の印
加電圧(ドラム流入電流0.1mA)に対して表面電位
40t)Vが得られ、また半減露光最は7,5erg/
crIiであり良好な結果が得られた。
When the photoreceptor thus formed was mounted on a laser printer equipped with a semiconductor laser with an oscillation wavelength of 790 nm to form an image, an applied voltage of +6.0 KV (kilovolts) (drum inflow current 0.1 mA) was applied. In contrast, a surface potential of 40t)V was obtained, and the maximum half-exposure was 7.5erg/
crIi and good results were obtained.

更に、体表面における露光分が35 e r Q / 
triに対する残留電位は30Vと良好な結果が1qら
れた。
Furthermore, the amount of exposure on the body surface is 35 e r Q /
The residual potential with respect to tri was 30V, which was a good result.

11」2 この実施例2では、ブロッキング層をアモルフアスシリ
コンa−3iで形成した。
11''2 In this Example 2, the blocking layer was formed of amorphous silicon a-3i.

導電性基板としてのA1製ドラム(直径80mm、長さ
350mm)をトリクレンで脱脂し、洗浄し乾燥させた
後、反応容器内に装填した。このドラムは、必要に応じ
てその表面がrIi処理、アルカリ処理又はサンド1ラ
スト処理され、その干渉防止が図られる。反応容器内を
、図示しない拡散ポンプにより、約0.1トル以下に排
気する。
An A1 drum (diameter 80 mm, length 350 mm) serving as a conductive substrate was degreased with trichlorene, washed and dried, and then loaded into a reaction vessel. The surface of this drum is subjected to rIi treatment, alkali treatment, or sand 1-last treatment as necessary to prevent interference. The inside of the reaction vessel is evacuated to about 0.1 torr or less by a diffusion pump (not shown).

同時に、ドラム基体を加熱し、約400℃に保持する。At the same time, the drum substrate is heated and maintained at approximately 400°C.

次いで、200SCCMの流量の100%S i H4
ガス、この3iH+ガス流日に対する流flk比ffi
 10’ (7)B2 H6カス、aび100sccN
1のCH4ガスを混合して反応容器に供給した。
Then 100% S i H4 with a flow rate of 200SCCM
gas, the flow flk ratio ffi for this 3iH + gas flow day
10' (7) B2 H6 scraps, abi 100sccN
1 of CH4 gas was mixed and supplied to the reaction vessel.

その後、メカニカルブースタポンプ及びロータリポンプ
により反応容器内を排気し、その圧力を1トルに調整し
た。モータ18により基体14を回転サセなカラ、電I
に13.56MH2で300W(ワット)の高周波電力
を印加して、電極とドラム基体との間に、SiH+、B
2Hs及びCH4のプラズマを生起させる(グロー放電
)。
Thereafter, the inside of the reaction vessel was evacuated using a mechanical booster pump and a rotary pump, and the pressure was adjusted to 1 Torr. The base 14 is rotated by the motor 18, and the electric current
By applying high frequency power of 300 W (watts) at 13.56 MH2, SiH+, B
2Hs and CH4 plasma is generated (glow discharge).

この条件下で、約15分間成膜を続け、支持体101上
にアモルファスシリコンからなるブロッキング層103
を1.6μmに形成した。
Under these conditions, film formation was continued for about 15 minutes, and a blocking layer 103 made of amorphous silicon was formed on the support 101.
was formed to have a thickness of 1.6 μm.

ブロッキング層の成膜終了後、 100%5i2H+ガスの流量を808CC〜1、P)
−13ガスをP)−13/S i )−14=2X 1
0’となるように夫々のガスを反応容器内に導入した。
After forming the blocking layer, increase the flow rate of 100% 5i2H+ gas to 808CC~1,P)
-13 gas P)-13/S i)-14=2X 1
Each gas was introduced into the reaction vessel so that the temperature was 0'.

反応圧力が0.8トルの状態でブロッキング層の成膜の
場合と同様に、高周波電源16によって、13.56M
Hzで1KWの高周波電力を印加して、グロー放電を生
起させる。この条件で2時間成膜を続け、膜厚14μm
のn型のa−3i膚を形成した。
As in the case of forming the blocking layer at a reaction pressure of 0.8 Torr, the high frequency power source 16 was used to generate 13.56 M
High frequency power of 1 KW at Hz is applied to generate a glow discharge. Film formation continued under these conditions for 2 hours, resulting in a film thickness of 14 μm.
A-3i skin of n-type was formed.

n型のa−8i層を形成後、H2ガス1000SCCM
、100%S i H4ガスの流量を300SCCM、
NH3ガスを10800Mを夫々導入する。反応圧力が
0.7トルの状態で高周波電源16によって、13.5
6M)−1zr200Wの高周波電力を印加する。この
条件で1.5時間成膜を続けた後、電力とガスの供給を
止め、膜厚8゜μmのμC−8i層を形成した。このよ
うに、n型のa−8i層とμC−3iWJとを積層して
形成することにより光導電層を形成する。
After forming the n-type a-8i layer, H2 gas 1000SCCM
, the flow rate of 100% Si H4 gas is 300SCCM,
10,800M of NH3 gas is introduced into each case. 13.5 torr by the high frequency power supply 16 with the reaction pressure being 0.7 Torr.
6M)-1zr Apply high frequency power of 200W. After film formation continued under these conditions for 1.5 hours, the supply of electricity and gas was stopped, and a μC-8i layer with a thickness of 8 μm was formed. In this way, a photoconductive layer is formed by stacking the n-type a-8i layer and the μC-3iWJ.

光導電層の成膜後、100%S i H4ガスの流量を
300SCCM、CH4ガスを3508C01\4を夫
々導入する。反応圧力が1トルの状態で高周波電l!1
6によって、13.56M1−1zで200Wの高周波
電力を印加する。この条件で1.5時間成膜を続けた後
、電力とガスの供給を止め、膜厚0.7μmのa−3i
層を形成した。
After forming the photoconductive layer, the flow rate of 100% Si H4 gas was introduced at 300 SCCM, and the flow rate of CH4 gas was introduced at 3508 C01\4. High frequency electricity is generated when the reaction pressure is 1 torr! 1
6, a high frequency power of 200 W is applied at 13.56 M1-1z. After continuing film formation under these conditions for 1.5 hours, the power and gas supply was stopped, and a-3i film with a film thickness of 0.7 μm was deposited.
formed a layer.

このようにして成膜した感光体を790nmの琵振波長
の半導体レーザを搭載したレーザプリンタに搭載して画
像を形成したところ、+6.0KV(キロボルト)の印
カロ電圧(ドラム流入電流0.1mA>に対して表面電
位500Vが得られ、また半減露光量はs、oerg、
、’c*であり良好な結果が得られた。
When the photoreceptor thus formed was mounted on a laser printer equipped with a semiconductor laser with a oscillation wavelength of 790 nm to form an image, an applied voltage of +6.0 KV (kilovolts) (drum inflow current of 0.1 mA) was obtained. >A surface potential of 500V was obtained, and the half-reduction exposure was s, oerg,
, 'c*, and good results were obtained.

更に、体表面における露光出が358 r g/ cp
iに対する残留電位は40Vと良好な結果が得られた。
Furthermore, the exposure output on the body surface is 358 r g/cp
A good result was obtained with a residual potential of 40 V for i.

[発明の効果〕 この発明によれば、高抵抗で帯電特性が優れており、ま
た可視光及び近赤外光#4Fftにおいて高光感度特性
を有し、製造が容易であり、実用性が高い光導電性部材
を得ることができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, the light source has high resistance and excellent charging characteristics, has high light sensitivity characteristics in visible light and near-infrared light #4Fft, is easy to manufacture, and has high practicality. A conductive member can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明のn型アモルファスシリコンa−3i
W4の導電率とドーピング比 (PH3/S 12H6ンとの関係を示した図、第2図
は光バンドギャップと活性化エネルギとのドーピング比
との関係を示す図、第3図はこの発明に係る光導電性部
材の製造装置を示す図、第4図乃至第6図はこの発明の
実施例に係る光導電性部材を示す断面図である。 1.2.3.4:ボンベ、5;圧力計、6;バルブ、7
;配管、8:混合器、9;反応容器、10;回転軸、1
3;電極、14ニドラム基体、15;ヒータ、16;高
周波電源、19ニゲ−1へバルブ、101;支持体、1
02;光導電層、103;ブロッキング層、106;表
面層。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 PH3/Si2H6
Figure 1 shows the n-type amorphous silicon a-3i of this invention.
Figure 2 is a diagram showing the relationship between the conductivity of W4 and the doping ratio (PH3/S 12H6), Figure 2 is a diagram showing the relationship between the optical band gap and the doping ratio with activation energy, and Figure 3 is a diagram showing the relationship between the doping ratio and the optical band gap. 4 to 6 are cross-sectional views showing photoconductive members according to embodiments of the present invention. 1.2.3.4: Cylinder, 5; Pressure gauge, 6; valve, 7
; Piping, 8: Mixer, 9; Reaction container, 10; Rotating shaft, 1
3; Electrode, 14 Nidram base, 15; Heater, 16; High frequency power supply, 19 Nige-1 valve, 101; Support, 1
02; Photoconductive layer; 103; Blocking layer; 106; Surface layer. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue PH3/Si2H6

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)導電性支持体と、この導電性支持体の上に形成さ
れたブロッキング層と、このブロッキング層の上に形成
された光導電層と、を有する電子写真感光体において、
前記ブロッキング層は、炭素、窒素及び酸素から選択さ
れた少なくとも一種の元素並びに水素を含有するp型若
しくはn型のアモルファスシリコン又はマイクロクリス
タリンシリコンで形成され、前記光導電層は、水素を含
有するn型のアモルファスシリコンと、炭素、 窒素及び酸素から選択された少なくとも一種の元素並び
に水素を含有し、前記炭素、窒素及び酸素から選択され
た少なくとも一種の元素が層厚方向に濃度勾配を形成し
ているマイクロクリスタリンシリコンとの積層体から成
ることを特徴とする電子写真感光体。
(1) An electrophotographic photoreceptor having a conductive support, a blocking layer formed on the conductive support, and a photoconductive layer formed on the blocking layer,
The blocking layer is formed of p-type or n-type amorphous silicon or microcrystalline silicon containing hydrogen and at least one element selected from carbon, nitrogen, and oxygen, and the photoconductive layer is formed of p-type or n-type amorphous silicon or microcrystalline silicon containing hydrogen and at least one element selected from carbon, nitrogen, and oxygen. amorphous silicon, at least one element selected from carbon, nitrogen, and oxygen, and hydrogen, and the at least one element selected from carbon, nitrogen, and oxygen forms a concentration gradient in the layer thickness direction. An electrophotographic photoreceptor comprising a laminate with microcrystalline silicon.
(2)前記光導電層は、周期律表の第III族又は第V族
に属する元素から選択された少なくとも一種の元素を含
有することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
電子写真感光体。
(2) The photoconductive layer contains at least one element selected from elements belonging to Group III or V of the periodic table. Photographic photoreceptor.
(3)前記光導電層の上には、表面層が形成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の電子写
真感光体。
(3) The electrophotographic photoreceptor according to claim 1, wherein a surface layer is formed on the photoconductive layer.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5124239A (en) * 1989-11-30 1992-06-23 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method of replenishing photographic processing apparatus with processing solution
US5206121A (en) * 1989-11-30 1993-04-27 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method of replenishing photographic processing apparatus with processing solution

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US5124239A (en) * 1989-11-30 1992-06-23 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method of replenishing photographic processing apparatus with processing solution
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