JPS6346410B2 - - Google Patents

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JPS6346410B2
JPS6346410B2 JP56003594A JP359481A JPS6346410B2 JP S6346410 B2 JPS6346410 B2 JP S6346410B2 JP 56003594 A JP56003594 A JP 56003594A JP 359481 A JP359481 A JP 359481A JP S6346410 B2 JPS6346410 B2 JP S6346410B2
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JP
Japan
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layer
photoconductive
atoms
gas
barrier layer
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JP56003594A
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Japanese (ja)
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JPS57118251A (en
Inventor
Shigeru Shirai
Junichiro Kanbe
Tadaharu Fukuda
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Priority to DE19823200376 priority patent/DE3200376A1/en
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Priority to US06/631,006 priority patent/US4525442A/en
Publication of JPS6346410B2 publication Critical patent/JPS6346410B2/ja
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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

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  • Inorganic Chemistry (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、光(ここでは広義の光で、紫外光
線、可視光線、赤外光線、X線、γ線等を示す)
の様な電磁波に感受性のある光導電部材に関す
る。 固体撮像装置、或いは像形成分野に於ける電子
写真用像形成部材や原稿読取装置等に於ける光導
電層を形成する光導電材料としては、高感度で
SN比〔光電流(Ip)/暗電流(Id)〕が高く、照
射する電磁波のスペクトル特性にマツチングした
吸収スペクトル特性を有すること、光応答性が速
く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時に於い
て人体に対して無公害である事、更には固体撮像
装置に於いては、残像を所定時間内に容易に処理
することが出来る事等の特性が要求される。殊
に、事務機としてオフイスで使用される電子写真
装置内に組込まれる電子写写用像形成部材の場合
には、上記の使用時に於ける無公害性は重要な点
である。 この様な点に立脚して最近注目されている光導
電材料にアモルフアスシリコン(以後a―Siと表
記す)があり、例えば、独国公開第2746967号公
報、同第2855718号公報には電子写真用像形成部
材として、特開昭55―39404号公報には光電変換
読取装置への応用が記載されている。 而乍ら、従来のa―Siで構成された光導電層を
有する光導電部材は、暗抵抗値、光感度、光応答
性等の電気的、光学的、光導電的特性及び耐湿性
等の使用環境特性の点更には経時的安定性の点に
於いて、更に改良される可き点が存し、広範囲に
於ける応用を含めた実用的な固体撮像装置や読取
装置、電子写真用像形成部材等には、生産性、量
産性をも加味して仲々有効に使用し得ないのが実
情である。 例えば、電子写真用像形成部材に適用した場合
に、その使用時に於いて残留電位が残る場合が
度々観測され、この様な種の光導電部材は繰返し
長時間使用し続けると、繰返し使用による疲労の
蓄積が起つて、残像が生ずる所謂ゴースト現象を
発する様になる等の不都合な点が少なくなかつ
た。 更には例えば、本発明者等の多くの実験によれ
ば、電子写真用像形成部材の光導電層を構成する
材料としてのa―Siは、従来のSe,CdS,ZnO或
いはPVCzやTNF等のOPC(有機光導電部材)に
較べて、数多くの利点を有するが、従来の太陽電
池用として使用する為の特性が付与されたa―Si
から成る単層構成の光導電層を有する電子写真用
像形成部材の上記光導電層に静電像形成の為の帯
電処理を施しても暗減衰(dark decay)が著し
く速く、通常の電子写真法が仲々適用され難い
事、及び多湿雰囲気中に於いては、上記傾向が著
しく、場合によつては現像時間まで帯電々荷を全
く保持し得ない事がある等、解決され得る可き点
が存在している事が判明している。 従つて、a―Si材料そのものの特性改良が計ら
れる一方で光導電部材を設計する際に、上記した
様な所望の電気的、光学的及び光導電的特性が得
られる様に工夫される必要がある。 本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、a
―Siに就て電子写真用像形成部材や固体撮像装
置、読取装置等に使用される光導電部材としての
適用性とその応用性という観点から総括的に鋭意
研究検討を続けた結果、シリコン原子を母体と
し、水素原子(H)又はハロゲン原子(X)のいずれ
か一方を少なくとも含有するアモルフアス材料、
所謂水素化アモルフアスシリコン、ハロゲン化ア
モルフアスシリコン、或いはハロゲン含有水素化
アモルフアスシリコン〔以後これ等の総称的表記
としてa―Si(H,X)を使用する〕から構成さ
れる光導電層の層構造を特定化し、且つ該光導電
層と該光導電層を支持する支持体との間に特定の
障壁層(中間層)を設けた層構成に設計されて作
製された光導電部材は実用的に充分使用し得るば
かりでなく、従来の光導電部材と較べてみても殆
んどの点に於いて凌駕していること、殊に電子写
真用の光導電部材として著しく優れた特性を有し
ていることを見出した点に基づいている。 本発明は電気的,光学的,光導電的特性が常時
安定していて、殆んど使用環境に制限を受けない
全環境型であり、耐光疲労に著しく長け、繰返し
使用に際しても劣化現象を起さず、残留電位が全
く又は殆んど観測されない光導電部材を提供する
ことを主たる目的とする。 本発明の他の目的は、電子写真用の像形成部材
として適用させた場合、通常の電子写真法が極め
て有効に適用され得る程度に、静電像形成の為の
帯電処理の際の電荷保持能が充分ある優れた電子
写真特性を有する光導電部材を提供することであ
る。 本発明の更に他の目的は、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
像を得る事が容易に出来る電子写真用の光導電部
材を提供することである。 本発明の光導電部材は、支持体と光導電層と、
これらの中間に設けられ、支持体側より前記光導
電層中にキヤリヤが注入されるのを防止する機能
を有する中間層とから成る。 さらに、前記光導電層がシリコンを母体とし、
水素又はハロゲン原子又は水素及びハロゲン原子
を含有するアモルフアス材料で構成されており、
又前記中間層が、ボロンを母体とし、水素原子及
びハロゲン原子を含有するアモルフアス材料で構
成されているものである。そして、それ等の界面
領域に於いて障壁もしくは空乏層が形成され、前
記中間層は電子の前記支持体側から前記光導電層
中への注入を阻止し得、一方電磁波照射によつて
前記光導電層中に生じたキヤリヤの通過を可能と
するものである。 本発明による前記中間層は、電子の前記光導電
層中への注入を阻止し得るが、正孔の前記光導電
層中への注入は阻止し得ないことが判明した。従
つて本発明の光導電部材は、特定の極性を有する
ものであり、該部材表面を帯電処理する場合に
は、正極性の帯電のみが好適に用いられる。 上記した様な層構成を取る様にして設計された
光導電部材は、前記した諸問題の総てを解決し
得、極めてすぐれた電気的,光学的、光導電的特
性及び使用環境特性を示す。 殊に、電子写真用像形成部材として適用させた
場合には帯電処理の際の電荷保持能に長け、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
ものであつて耐光疲労、繰返し使用性に著しく長
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、高品質の可視画像を得る事が出
来る。 更に又、電子写真用像形成部材に適用させる場
合、高暗抵抗のa―Si(H,X)は光感度が低く、
逆に光感度の高いa―Si(H,X)は暗抵抗が
108Ωcm前後と低く、いずれの場合にも、従来の
層構成の光導電層のままでは電子写真用の像形成
部材には適用されなかつたのに対して、本発明の
場合には、その特定化された層構造から比較的低
抵抗(5×109Ωcm以上)のa―Si(H,X)でも
電子写真用の光導電層を構成する材料となること
ができるので、抵抗は比較的低いが高感度であ
る。a―Si(H,X)も充分使用し得、a―Si
(H,X)の特性面からの制約が軽減され得る。 帯電時の電位の暗減衰防止のために、さらに、
光導電層上に表面障壁層を設け、支持体、中間
層、光導電層、表面障壁層の順に積層された構成
をとることも可能である。この場合、表面障壁層
は、帯電時、表面の側から光導電層側への帯電電
荷の流入を効果的に阻止し且つ電磁波照射時に於
いては、光導電層中で発生したフオトキヤリヤと
帯電電荷の再結合を許容するよう機能するもので
あり、後に詳述する如くAl2O3等の金属酸化物、
炭素或いは窒素を含有するアモルフアスシリコン
材料が好適に用いられる。 以下、図面に従つて、本発明の光導電部材に就
て詳細に説明する。 第1図は、本発明の光導電部材の基本的な構成
例を説明する為に模式的に示した模式的構成図で
ある。 第1図に示す光導電部材100は、光導電部材
用としての支持体101の上に、中間層103と
光導電層102が積層されている。 支持体101としては、導電性でも電気絶縁性
であつても良い。導電性支持体としては、例え
ば、NiCr,ステンレス、Al,Cr,Mo,Au,
Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pd等の金属又はこれ等
の合金が挙げられる。 電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポ
リエチレン、ポリカーボネート、セルローズアセ
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
合成樹脂のフイルム又はシート、ガラス、セラミ
ツク、紙等が通常使用される。これ等の電気絶縁
性支持体は、好適には少なくともその一方の表面
を導電処理され、該導電処理された表面側に他の
層が設けられるのが望ましい。 例えば、ガラスであれば、その表面に、NiCr,
Al,Cr,Mo,Au,Ir,Nb,Ta,V,Ti,Pt,
Pd,In2O3,SnO2,ITO(In2O3+SnO2)等から
成る薄膜を設けることによつて導電性が付与さ
れ、或いはポリエステルフイルム等の合成樹脂フ
イルムであれば、NiCr,Al,Ag,Pb,Zn,Ni,
Au,Cr,Mo,Ir,Nb,Ta,V,Ti,Pt等の金
属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタ
リング等でその表面に設け、又は前記金属でその
表面をラミネート処理して、その表面に導電性が
付与される。支持体の形状としては、円筒状、ベ
ルト状、板状等、任意の形状とし得、所望によつ
て、その形状は決定されるが、例えば、第1図の
光導電部材100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、所望通りの光導電部材が形成される
様に適宜決定されるが、光導電部材として可撓性
が要求される場合には、支持体としての機能が充
分発揮される範囲内であれば可能な限り薄くされ
る。而乍ら、この様な場合支持体の製造上及び取
扱い上、機械的強度等の点から、通常は、10μ以
上とされる。 中間層103はボロン原子と水素原子及びハロ
ゲン原子(X=F,Cl,Br,I)を含むアモル
フアス材料(a―Bx(HyX1-y1-x但しO<x<
1,0<y<1)で構成され、光導電部材100
の表面上に帯電処理が施された際、支持体101
より光導電層102にフリーキヤリアが注入され
るのを阻止する機能が荷せられている。 a―Bx(HyX1-y1-xで構成される中間層103
の形成は、好適には、以下に述べるグロー放電法
によつて行うことができる。即ち、原料ガスとし
てB2H6及びBF3(又はBCl3)を用い、必要に応じ
て稀釈ガスと所定量の混合比で混合して、支持体
101の設置してある真空堆積用の堆積室に導入
し、導入させたガスをグロー放電を生起させるこ
とでガスプラズマ化して前記支持体101上に前
記の非晶質材料を堆積させれば良い。 又、必要に応じて、上記中間層103中に、
族原子(例えばBe)、族原子(例えばSi,C)
等をドープすることも可能である。支持体101
上に、a―Bx(HyX1-y1-xから成る中間層103
を形成する際、層形成中の支持体温度は、形成さ
れる層の構造及び特性を左右する重要な因子であ
つて、本発明に於いては、目的とする特性を有す
るa―Bx(HyX1-y1-xが所望通りに作成され得る
様に層作成時の支持体温度が厳密に制御される。 本発明に於ける目的が効果的に達成される為の
中間層103を形成する際の支持体温度として
は、通常の場合、20〜350℃好適には150℃〜300
℃とされるのが望ましいものである。 本発明に於ける目的が達成される為の特性を有
するa―Bx(HyX1-y1-xが生産性良く効果的に作
成されるための放電パワー条件としては、通常
2W〜100Wで好適には10W〜50Wである。本発明
の光導電部材に於ける中間層103に含有される
水素原子及びハロゲン原子の量は、所望の特性が
得られる中間層が形成される重要な因子である。 本発明に於ける中間層103に含有される水素
原子とハロゲン原子の量の和は、通常は1〜
50atomic%、好適には、5〜40atomic%とされ
るのが望ましいものである。即ち、先のa―Bx
(HyX1-y1-xのxの表示で行えば、xが通常は
0.99〜0.5、好適には、0.95〜0.6である。 又、yの値としては、通常0.98〜0.2、好適に
は0.9〜0.4とされる。 本発明に於ける目的が達成される為の特性を有
するa―Bx(HyX1-y1-xが生産性良く効果的に作
成されるための放電パワー条件としては、通常
2W〜100Wで好適には10W〜50Wである。 本発明に於ける中間層103の層厚の数値範囲
は、本発明の目的を効果的に達成する為の重要な
因子の一つである。中間層103の層厚が充分過
ぎる程に薄いと、支持体101から光導電層10
2へのキヤリヤの注入を阻止する働きが充分果し
得なくなり、又充分過ぎる程以上に厚いと再び光
導電層102へのキヤリヤ注入阻止能力の低下を
招いたり又、光導電層102中に於いて生ずるフ
オトキヤリアが支持体側へ通過する確率が極めて
小さくなるという弊害が生ずる。従つて、いずれ
の場合にも、本発明の目的を効果的に達成され得
なくなる。 本発明の目的を効果的に達成する為の中間層1
03の層厚としては、通常の場合、30Å〜1μ、
好適には、50〜5000Å、最適には50〜1000Åとさ
れるのが望ましい。 本発明に於いて、その目的を効果的に達成する
為に、中間層103上に形成される光導電層10
2は下記に示す半導体特性を有するa―Si(H,
X)で構成される。 P型a―Si(H,X)…アクセプターのみを
含むもの。或いは、ドナーとアクセプターとの
両方を含み、アクセプターの濃度(Na)が高
いもの。 P-型a―Si(H,X)…のタイプに於いて
アクセプターの濃度(Na)が低い所謂p型不
純物をライトリードープしたもの。 n型a―Si(H,X)…ドナーのみを含むも
の。或いはドナーとアクセプターの両方を含
み、ドナー濃度(Nd)が高いもの。 n-型a―Si(H,X)…のタイプに於いて
ドナーの濃度(Nd)が低い、所謂ノンドープ
のものか又はn型不純物をライトリードープし
たもの。 i型a―Si(H,X)…NaNdOのもの
又は、NaNdのもの。 本発明において、光導電層102中に含有され
るハロゲン原子(X)としては、具体的にはフツ
素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、殊にフツ
素、塩素を好適なものとして挙げることが出来
る。 本発明に於いて、a―Si(H,X)で構成され
る光導電層102を形成するには例えばグロー放
電法、スパツタリング法、或いはイオンプレーテ
イング法等の放電現象を利用する真空堆積法によ
つて成される。例えば、グロー放電法によつて、
a―Si(H,X)で構成される光導電層を形成す
るには、Siを生成し得るSi生成原料ガスと共に、
水素原子導入用の又は/及びハロゲン原子導入用
の原料ガスを内部が減圧にし得る堆積室内に導入
して、該堆積室内にグロー放電を生起させ、予め
所定位置に設置されてある所定の支持体表面上に
a―Si(H,X)からなる層を形成させれば良い。
又、スパツターリング法で形成する場合には、例
えばAr,He等の不活性ガス又はこれ等のガスを
ベースとした混合ガスの雰囲気中でSiで形成され
たターゲツトをスパツターリングする際、水素原
子又は/及びハロゲン原子導入用のガスをスパツ
ターリング用の堆積室に導入してやれば良い。 本発明において使用されるSi生成原料ガスとし
ては、SiH4,Si2H6,Si3H8,Si4H10等のガス状
態の又はガス化し得る水素化硅素(シラン類)が
有効に使用されるものとして挙げられ、殊に、層
作成作業の際の扱い易さ、Si生成効率の良さ等の
点でSiH4,Si2H6が好ましいものとして挙げられ
る。 本発明において使用されるハロゲン原子導入用
原料ガスとして有効なのは、多くのハロゲン化合
物が挙げられ、例えばハロゲンガス、ハロゲン化
物、ハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシ
ラン誘導体等のガス状態の又はガス化し得るハロ
ゲン化合物が好ましく挙げられる。 又、更には、シリコン原子とハロゲン原子とを
構成要素とするガス状態の又はガス化し得る、ハ
ロゲンを含む硅素化合物も有効なものとして本発
明に於いては挙げる事が出来る。 本発明において好適に使用し得るハロゲン化合
物としては、具体的には、フツ素、塩素、臭素、
ヨウ素のハロゲンガス、BrF,ClF,ClF3
BrF5,BrF3,IF7,IF5,ICl,IBr等のハロゲン
間化合物を挙げることが出来る。 ハロゲンを含む硅素化合物、所謂、ハロゲンで
置換されたシラン優導体としては、具体的には例
えばSiF4,Si2F6,SiCl4,SiBr4等のハロゲン化
硅素が好ましいものとして挙げることが出来る。 この様なハロゲンを含む硅素化合物を採用して
グロー放電法によつて本発明の特徴的な光導電部
材を形成する場合には、Siを生成し得る原料ガス
としての水素化硅素ガスを使用しなくとも、所定
の支持体上にa―Si:Xから成る光導電層を形成
する事が出来る。 グロー放電法に従つて、ハロゲン原子を含む光
導電層102を製造する場合、基本的には、Si生
成用の原料ガスであるハロゲン化硅素ガスとAr,
H2,He等のガスを所定の混合比とガス流量にな
る様にして光導電層を形成する堆積室内に導入
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つて、所定の支持体
上に形成されたある中間層上に光導電層102を
形成し得るものであるが、水素原子の導入を計る
為にこれ等のガスに更に水素原子を含む硅素化合
物のガスも所定量混合して層形成しても良い。 又、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で
複数種混合して使用しても差支えないものであ
る。反応スパツタリング法或いはイオンプレーテ
イング法に依つてa―Si(H,X)から成る光導
電層を形成するには、例えばスパツターリング法
の場合にはSiから成るターゲツトを使用して、こ
れを所定のガスプラズマ雰囲気中でスパツタリン
グし、イオンプレーテイング法の場合には、多結
晶シリコン又は単結晶シリコンを蒸発源として蒸
着ボートに収容し、このシリコン蒸発源を抵抗加
熱法、或いはエレクトロンビーム法(EB法)等
によつて加熱蒸着させ飛翔蒸発物を所定のガスプ
ラズマ雰囲気中を通過させる事で行う事が出来
る。 この際、スパツタリング法、イオンプレーテイ
ング法の何れの場合にも形成される層中にハロゲ
ン原子を導入するには、前記のハロゲン化合物又
は前記のハロゲン原子を含む硅素化合物のガスを
堆積室中に導入して該ガスのプラズマ雰囲気を形
成してやれば良いものである。 又、水素原子を導入する場合には、水素原子導
入用の原料ガス、例えば、H2、前記したシラン
類等のガスをスパツタリング用の堆積室中に導入
して該ガスのプラズマ雰囲気を形成してやれば良
い。 本発明においては、ハロゲン導入用の原料ガス
として上記されたハロゲン化合物或いはハロゲン
を含む硅素化合物が有効なものとして使用される
ものであるが、その他に、HF,HCl,HBr,HI
等のハロゲン化水素、SiH2F2,SiH2Cl2
SiHCl3,SiH2Br2,SiHBr3等のハロゲン置換水
素化硅素、等々のガス状態の或いはガス化し得
る、水素原子を構成要素の1つとするハロゲン化
物も有効な光導電層形成用の出発物質として挙げ
る事が出来る。 これ等の水素原子を含むハロゲン化物は、光導
電層形成の際に層中にハロゲン原子の導入と同時
に電気的或いは光電的特性の制御に極めて有効な
水素原子も導入されるので、本発明においては好
適なハロゲン導入用の原料として使用される。 水素原子を光導電層中に構造的に導入するに
は、上記の他にH2、或いはSiH4,Si2H6
Si3H3,Si4H10等の水素化硅素のガスをa―Siを
生成する為のシリコン化合物と堆積室中に共存さ
せて放電を生起させる事でも行う事が出来る。 例えば、反応スパツタリング法の場合には、Si
ターゲツトを使用し、ハロゲン原子導入用のガス
及びH2ガスを必要に応じてHe,Ar等の不活性ガ
スも含めて堆積室内に導入してプラズマ雰囲気を
形成し、前記Siターゲツトをスパツタリングする
事によつて、所定の特性を有する中間層103表
面上にa―Si(H,X)から成る光導電層が形成
される。 更には、不純物のドーピングも兼ねてB2H6
PH3,PF3等のガスを導入してやることも出来
る。 本発明に於いて、形成される光導電部材の光導
電層中に含有されるH又はXの量又は(H+X)
の量は通常の場合1〜40atomic%、好適には5
〜30atomic%とされるのが望ましい。 層中に含有されるH又は/及びXの量を制御す
るには、例えば堆積支持体温度又は/及びHを含
有させる為に使用される出発物質の堆積装置系内
へ導入する量、放電々力等を制御してやれば良
い。 光導電層をn型又はp型或いはi型とするに
は、グロー放電法や反応スパツターリング等によ
る層形成の際に、n型不純物又はp型不純物、或
いは両不純物を形成される層中にその量を制御し
乍らドーピングしてやる事によつて成される。 光導電層中にドーピングされる不純物として
は、光導電層をi型又はp型にするには、周期律
表第族Aの元素、例えば、B,Al,Ga,In,
Tl等が好適なものとして挙げられる。 n型にする場合には、周期律表第族Aの元
素、例えば、N,P,As,Sb,Bi等が好適なも
のとして挙げられる。これ等の不純物は、層中に
含有される量がppmオーダーであるので、光導電
層を構成する主物質程その公害性に注意を払う必
要はないが出来る限り公害のないものを使用する
ものが好ましい。この様な観点からすれば、形成
される層の電気的・光学的特性を加味して、例え
ば、B,Ga,P,Sb等が最適である。この他に、
例えば、熱拡散やインプランテーシヨンによつて
Li等がインターステイシアルにドーピングされる
ことでn型に制御することも可能である。光導電
層中にドーピングされる不純物の量は、所望され
る電気的・光学的特性に応じて適宜決定される
が、n-型、i型、p-型とするにはノンドープの
ものから、周期律表第族Aの不純物を5×
10-3atomic%までの量範囲内でドーピングして
やれば良く、p型とするには、周期律表第族A
の不純物を5×10-3〜3×10-2atomic%の範囲内
でドーピングしてやれば良い。n型とするには周
期律表第族Aの不純物を5×10-3atomic%以
下の量範囲でドーピングしてやることが望ましい
ものである。光導電層の層厚は、光導電層中でフ
オトキヤリアが効率良く発生され所定の方向に効
率良く輸送される様に所望に従つて適宜決めら
れ、通常は3〜100μ、好適には5〜50μとされ
る。 本発明に於いては、中間層103を設けること
によつて光導電層102は、比較的低抵抗であつ
ても使用され得るものであるが、一層良好な結果
を得る為には、形成される光導電層102の暗抵
抗が好適には5×109Ωcm以上、最適には1010Ωcm
以上となる様に光導電層102が形成されるのが
望ましいものである。 殊に、この暗低抗値の数値条件は、作製された
光導電部材を電子写真用像形成部材や、低照度領
域で使用される高感度の読取装置や撮像装置、或
いは光電変換装置として使用する場合には重要な
要素である。 本発明に於ける光導電部材の光導電層102の
層厚としては、読取装置、撮像装置或いは電子写
真用像形成部材等の適用するものの目的に適合さ
せて所望に従つて適宜決定される。 本発明に於いては、光導電層102の層厚とし
ては、光導電層102の機能及び障壁層の機能が
各々有効に活されて本発明の目的が効果的に達成
される様に中間層103との層厚関係に於いて適
宜所望に従つて決められるものであり、通常の場
合、中間層103の層厚に対して数百〜数千倍以
上の層厚とされるのが好ましいものである。 次に第2図は、本発明の光導電部材の別の構成
例を説明するために模式的に示した模式的構成図
である。 第2図に示す光導電部材200は光導電部材用
としての支持体201の上に、中間層203,光
導電層202及び表面障壁層204で構成されて
いる。従つて、本構成は、第1図に於て述べた層
構成に、表面障壁層204が付加されたものであ
る。 表面障壁層204は光導電部材200の表面上
に帯電処理が施された際、表面側から光導電層2
02への電荷の流入を効果的に阻止し、且つ電磁
波照射時に於いて電磁波の照射によつて光導電層
202中に生じたフオトキヤリアと前記表面電荷
との再結合を許す機能を有するものである。 表面障壁層は、シリコンを母体とし、炭素原
子、窒素原子及び酸素原子の中から選択される原
子の少なくとも一種と、必要に応じて水素原子又
はハロゲン原子の少なくともいずれか一方とを含
む非晶質材料<これ等を総称してa―〔Six(C,
N,O)1-xy(H,X)1-yと表記する(但し、0
<x<1,0<y<1)>或いは電気絶縁性の金
属酸化物で構成される。 本発明に於いて、ハロゲン原子(X)として好
適なのはF,Cl,Br Iであり、殊にF,Clが望
ましいものである。 上記表面下部障壁層204を構成する非晶質材
料として本発明に於いて有効に使用されるものと
して具体的には、例えば炭素系の非晶質材料とし
てa―SiaC1-a、a―(SibC1-bcH1-c,a―
(SidC1-deX1-e,a―(SifC1-fg(H+X)1-g
素系の非晶質材料としてa―SihN1-h,a―
(SiiN1-ijH1-j,a―(SikN1-klX1-l,a―
(SimN1-no(H+X)1-o、酸素系の非晶質材料
としてa―SioO1-p、a―(SipO1-p)qH1-q、a
―(SirO1-rsX1-s,a―(SitO1-tu(H+X)1-
等、更には、上記の非晶質材料に於いて、C,
N,Oの中の少なくとも2種の原子を構成原子と
して含む非晶質材料を挙げることが出来る(但し
0<a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,
k,l,m,n,o,p,q,r,s,t,u<
1)。 これ等の非晶質材は層形成の最適化設計に依る
下部障壁層204に要求される特性及び中間層2
03、光導電層202の連続的作成の容易等によ
つて適宜最適なものが選択される。殊に特性面か
らすれば、炭素系、窒素系の非晶質材料を選択す
るのがより好ましいものである。 表面障壁層204を上記の非晶質材料で構成す
る場合の層形成法としてグロー放電法、スパツタ
ーリング法、イオンインプランテーシヨン法、イ
オンプレーテイング法、エレクトロンビーム法等
によつて成される。これ等の製造法は、製造条
件、設備資本投下の負荷程度、製造規模、作製さ
れる光導電部材に所望される特性等の要因によつ
て適宜選択されて採用されるが所望する特性を有
する光導電部材を製造する為の作製条件の制御が
比較的容易である、シリコン原子と共に炭素原
子、窒素原子、酸素業子、或いは、必要に応じて
水素原子やハロゲン原子を作製する表面障壁層2
04中に導入するが容易に行える等の利点からグ
ロー放電法或いはスパツターリング法が好適に採
用される。 更に、本発明に於いては、グロー放電法とスパ
ツターリング法とを同一装置系内で併用して表面
障壁層204を形成しても良い。 グロー放電法によつて表面障壁層204を形成
するには、前記非晶質材料形成用の原料ガスを、
必要に応じて稀釈ガスと所定量の混合比で混合し
て、支持体201の設置してある真空堆積用の堆
積室に導入し、導入させたガスをグロー放電を生
起させることでガスプラズマ化して前記光導電層
202上に前記の非晶質材料を堆積させれば良
い。 本発明に於いて、炭素系の非晶質材料で構成さ
れる表面障壁層204を形成する為の原料ガスと
して有効に使用されるのは、SiとHとを構成原子
とするSiH4,Si2H6,Si3H8,Si4H10等のシラン
(Silane)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1〜5の飽和炭化水
素、炭素数1〜5のエチレン系炭化水素、炭素数
2〜4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),エタン(C2H6),プロパン(C3H8),n
―ブタン(n―C4H10),ペンタン(C5H12),エ
チレン系炭化水素としては、エチレン(C2H4),
プロピレン(C3H6),ブテン―1(C4H8),ブテ
ン―2(C4H8),イソブチレン(C4H8),ベンテ
ン(C5H10),アセチレン系炭化水素としては、
アセチレン(C2H2),メチルアセチレン
(C3H4),ブチン(C4H6)等が挙げられる。 SiとCとHとを構成原子とする原料ガスとして
は、Si(CH34、Si(C2H54等のケイ化アルキルを
挙げることが出来る。これ等の原料ガスの他、H
導入用の原料ガスとしては勿論H2も有効なもの
として使用される。 表面障壁層204をハロゲン原子を含む炭素系
の非晶質材料で構成する為の層形成用の原料ガス
の中でハロゲン原子導入用の原料ガスとしては、
例えばハロゲン単体、ハロゲン化水素、ハロゲン
間化合物、ハロゲン化硅素、ハロゲン置換水素化
硅素、水素化硅素等を挙げる事が出来る。 具体的にはハロゲン単体としては、フツ素、塩
素、臭素、ヨウ素、のハロゲンガス、ハロゲン化
水素としては、FH,HI,HCl,HBr,ハロゲン
間化合物としては、BrF,ClF,ClF3,ClF5
BrF5,BrF3,IF7,IF5,ICl,IBr,ハロゲン化
硅素としては、SiF4,Si2F6,SiCl4,SiCl3Br,
SiCl2Br2,SiClBr3,SiCl3I,SiBr4,ハロゲン置
換水素化硅素としては、SiH2F3,SiH2Cl2
SiHCl3,SiH3Br,SiH3Br2,SiHBr3,水素化硅
素としては、SiH4,Si2H6,Si3H8,Si4H10等の
シラン(Silane)類、等々を挙げることが出来
る。 これ等の他に、CCl4,CHF3,CH2F2,CH3F,
CH3Cl,CH3Br,CH3I,C2H5Cl等のハロゲン置
換パラフイン系炭化水素、SF4,SF6等のフツ素
化硫黄化合物、Si(CH34,Si(C2H54,等のケイ
化アルキルやSiCl(CH33,SiCl2(CH32
SiCl3CH3等のハロゲン含有ケイ化アルキル等の
シランの誘導体も有効なものとして挙げることが
出来る。 これ等の障壁層形成物質は、形成される障壁層
中に、所定の組成比でシリコン原子、炭素原子及
び必要に応じて又はハロゲン原子及び水素原子と
が含有される様に、障壁層形成の際に所望に従つ
て選択されて使用される。 例えば、シリコン原子と炭素原子と水素原子と
の含有が容易に成し得て且つ所望の特性の障壁層
が形成され得るSi(CH34とハロゲン原子を含有
させるものとしてのSiHCl3,SiCl4,SiH2Cl2
或いはSiH3Cl等を所定の混合比でガス状態で障
壁層形成用の装置系内に導入してグロー放電を生
起させることによつてa―(SifC1-fg(X+H)
1-gから成る障壁層を形成することが出来る。 本発明に於いて、窒素系の非晶質材料で表面障
壁層204を構成するのにグロー放電法を採用す
る場合には、先ず挙げた障壁層形成用の物質の中
から所望に応じたものを選択し、それに加えて次
の窒素原子導入用の原料ガスを使用すれば良い。
即ち、表面障壁層204形成用の窒素原子導入用
の原料ガスに成り得るものとして有効に使用され
る出発物質は、Nを構成原子とする或いはNとH
とを構成原子とする例えば窒素(N2),アンモニ
ア(NH3),ヒドラジン(H2NNH2),アジ化水
素(HN3),アジ化アンモニウム(NH4N3)等
のガス状の又はガス化し得る窒素、窒化物及びア
ジ化物等の窒素化合物を挙げることが出来る。こ
の他に、窒素原子の導入に加えて、ハロゲン原子
の導入も行えるという点から、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出来る。 酸素系の非晶質材料で表面障壁層204を構成
するのにグロー放電法によつて層形成を行う場合
に於ける表面障壁層204形成用の原料ガスとな
る出発物質としては、前記した障壁層形成用の出
発物質の中から所望に従つて選択されたものに酸
素原子導入用の出発物質が加えられるその様な酸
素原子導入用の出発物質としては、少なくとも酸
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たものの中の大概のものが
使用され得る。 例えばSiを、構成原子とする原料ガスを使用す
る場合は、Siを構成原子とする原料ガスと、Oを
構成原子とする原料ガスと、必要に応じてH又は
及びXを構成原子とする原料ガスとを所望の混合
比で混合して使用するか、又は、Siを構成原子と
する原料ガスと、O及び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、Siを構成原子とする原料ガスと、Si,O
及びHの3つを構成原子とする原料ガスとを混合
して使用することが出来る。 又、別には、SiとHとを構成原子とをする原料
ガスにOを構成原子とする原料ガスを混合して使
用しても良い。 具体的には、例えば酸素(O2),オゾン(O3),
一酸化炭素(CO),二酸化炭素(CO2),一酸化
窒素(NO),二酸化窒素(NO2),一二酸化窒素
(N2O),三二酸化窒素(N2O3),四二酸化窒素
(N2O4),五二酸化窒素(N2O5),三酸化窒素
(NO3)SiとOとHとを構成原子とする、例えば
ジシロキサンH3SiOSiH3,トリシロキサン
H3SiOSiH2OSiH3等の低級シロキサン等を挙げ
ることが出来る。 上記した様に、グロー放電法によつて障壁層2
04を形成する場合には、障壁層形成用の出発物
質を上記した物質の中より種々選択して使用する
ことにより、所望特性を有する所望構成材料で構
成された表面障壁層204を形成することが出来
る。表面障壁層204をグロー放電法で形成する
場合の出発物質の組合せで良好なものとして具体
的には、例えばSi(CH34,SiCl2(CH32等の単独
ガス又はSiH4―N2O系、SiH4―O2(−Ar)系、
SiH4―NO2系、SiH4―O2―N2系,SiCl4―CO2
H2系,SiCl4―NO―H2系,SiH4―NH3系、
SiCl4―NH4系,SiH4―N2系,SiH4―NH3―NO
系,Si(CH34―SiH4系、SiCl2(CH32―SiH4
等の混合ガスを挙げることが出来る。 スパツターリング法によつて炭素系の非晶質材
料で構成される表面障壁層204を形成するに
は、単結晶又は多結晶のSiウエーハー又はCウエ
ーハー又はSiとCが混合されて含有されているウ
エーハーをターゲツトとして、これ等を種々のガ
ス雰囲気中でスパツターリングすることによつて
行えば良い。 例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
するのであれば、炭素原子と水素原子(H)又はハロ
ゲン原子(X)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、スパツタ―用の堆
積室中に導入し、これ等のガスをガスプラズマを
形成して前記Siウエーハーをスパツターリングす
れば良い。 又、別には、SiとCとは別々のターゲツトとし
て、又はSiとCの混合した一枚のターゲツトを使
用することによつて、少なくとも水素原子(H)又は
ハロゲン原子(X)を含有するガス雰囲気中でス
パツターリングすることによつて成される。 炭素原子又は水素原子或いはハロゲン原子導入
用の原料ガスとしては、先述したグロー放電の例
で示した原料ガスが、スパツターリング法の場合
にも有効なガスとして使用され得る。 スパツターリング法によつて窒素系の非晶質材
料で構成される表面障壁層204を形成するに
は、単結晶又は多結晶のSiウエーハー又は
SSi3N4ウエーハー又はSiとSi3N4が混合されて含
有されているウエーハーをターゲツトとして、こ
れ等を種々のガス雰囲気中でスパツターリングす
ることによつて行えばよい。 例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
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、例え
ばH2とN2、又はNH3を、必要に応じて稀釈ガス
で稀釈して、スパツタ―用の堆積室中に導入し、
これ等のガスをガスプラズマを形成して前記Siウ
エーハーをスパツターリングすれば良い。 又、別には、SiとSi3N4とは別々のターゲツト
として、又はSiとSi3N4の混合して形成した一枚
のターゲツトを使用することによつて、スパツタ
―用のガスとしての稀釈ガス雰囲気中で又は少な
くともH原子及び/又はX原子を含有するガス雰
囲気中でスパツターリングすることによつて成さ
れる。 N原子導入用の原料ガスと成り得るものとして
は、先述したグロー放電の例で示した障壁層形成
用の出発物質の中のN原子導入用の原料ガスが、
スパツターリングの場合にも有効なガスとして使
用され得る。 スパツターリング法によつて酸素系の非晶質材
料で構成される表面障壁層204を形成するに
は、単結晶又は多結晶のSiウエーハー又はSiO2
ウエーハー又はSiとSiO2が混合されて含有され
ているウエーハー或いはSiO2ウエーハーをター
ゲツトとして、これ等を種々のガス雰囲気中でス
パツターリングすることによつて行えば良い。 例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
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、スパツタ―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ウエーハーをスパツターリング
すれば良い。 又、別には、SiとSiO2とは別々のターゲツト
として、又はSiとSiO2の混合した一枚のターゲ
ツトを使用することによつて、スパツタ―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
H原子又は/及びX原子を構成要素として含有す
るガス雰囲気中でスパツターリングすることによ
つて成される。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、スパツターリ
ングの場合にも有効なガスとして使用され得る。 本発明に於いて表面障壁層204をグロー放電
法又はスパツターリング法で形成する際に使用さ
れる稀釈ガスとしては、所謂・希ガス、例えば
He,Ne,Ar等が好適なものとして挙げること
が出来る。 本発明に於ける表面障壁層204は、その要求
される特性が所望通りに与えられる様に注意深く
形成される。 即ち、SiとC,N,Oの中少なくとも1つ及び
必要に応じてH又は/及びXを構成原子とする物
質はその作成条件によつて構造的には結晶からア
モルフアスまでの形態を取り、電気物性的には導
電性から半導電性、絶縁性までの間の性質を、又
光導電的性質から非光導電的性質までの間の性質
を、各々示すので、本発明に於いては、非光導電
性の非晶質材料が形成される様に、その作成条件
の選択が厳密に成される。 本発明の表面障壁層204を構成する非晶質材
料は障壁層204の機能が光導電部材200の表
面上に帯電処理が施された際、表面側から光導電
層202への電荷の流入を効果的に阻止し、且つ
電磁波照射時に於いて電磁波の照射によつて光導
電層202中に生じたフオトキヤリアと前記表面
帯電電荷との再結合を許す機能を果すものである
ことから、電気絶縁性的挙動を示すものとして形
成される。 又、光導電層202中で発生したフオトキヤリ
ヤと、前記表面帯電電荷が容易に再結合するため
に表面障壁層204中をキヤリヤがスムーズに通
過する程度に通過するキヤリヤに対する易動度
(mobility)の値を有するものとして表面障壁層
204が形成される。 上記の様な特性を有する前記の非晶質材料から
成る表面障壁層204が形成される為の層作成条
件の中の重要な要素として、層作成時の支持体温
度を挙げる事が出来る。 即ち、光導電層202の表面に前記非晶質材料
から成る表面障壁層204を形成する際、層形成
中の支持体温度は、形成される層の構造及び特性
を左右する重要な因子であつて、本発明に於いて
は、目的とする特性を有する前記非晶質材料が所
望通りに作成され得る様に層作成時の支持体温度
が厳密に制御される。 本発明に於ける目的が効果的に達成される為の
表面障壁層204を形成する際の支持体温度とし
ては表面障壁層204の形成法に併せて適宜最適
範囲が選択されて、表面障壁層204の形成が実
行されるが、水素原子又はハロゲン原子を含む系
の場合には通常の場合、100℃〜300℃、好適に
は、150℃〜250℃とされ水素原子又はハロゲン原
子を含まない系の場合には通常20〜300℃、好適
には20〜150℃とされるのが望ましいものである。 表面障壁層204の形成には、同一系内で中間
層203、光導電層202、表面障壁層204ま
で連続的に形成する事が出来る、各層を構成する
原子の組成比の微妙な制御や層厚の制御が他の方
法に比べて比較的容易である事等の為に、グロー
放電法やスパツターリング法の採用が有利である
が、これ等の層形成法で表面障壁層204を形成
する場合には、前記の支持体温度と同様に層形成
の際の放電パワー、ガス圧が、作成される表面障
壁層204の特性を左右する重要な因子として挙
げることが出来る。 本発明に於ける目的が達成される為の特性を有
する表面障壁層204が生産性よく効果的に作成
される為の放電パワー条件としては、通常1〜
300W好適には2〜150Wである。又、堆積室内の
ガス圧は通常3×10-3〜5Torr、好適にには8×
10-3〜0.5Torr程度とされるのが望ましい。 本発明の光導電部材に於ける表面障壁層204
に含有される炭素原子、窒素原子、酸素原子及び
水素原子、ハロゲン原子の量は、表面障壁層20
4の作製条件と同様、本発明の目的を達成する所
望の特性が得られる障壁層が形成される重要な因
子である。 表面障壁層204をa―SiaC1-aで構成する場
合炭素原子の含有量は、シリコン原子に対して通
常は60〜90atomic%、好適には65〜80atomic%、
最適には70〜75atomic%、aの表示では0.1〜
0.4、好適には0.2〜0.35、最適には0.25〜0.3とさ
れ、a―(SibC1-b)cH1-cで構成する場合には、
炭素原子の含有量は、通常30〜90atomic%、好
適には40〜90atomic%、最適には50〜80atomic
%、水素原子の含有量としては、通常1〜
40atomic%、好適には2〜35atomic%、最適に
は5〜30atomic%、b,cの表示で示せば、b
が通常は0.1〜0.5、好適には0.1〜0.35、最適には
0.15〜0.3、cが通常は0.60〜0.99、好適には0.65
〜0.98、最適には0.7〜0.95とされ、a―(Sid
C1-deX1-e又は、a―(SifC1-fg(H+X)1-g
構成する場合には、炭素原子の含有量は通常は40
〜90atomic%、好適には50〜90atomic%、最適
には60〜80atomic%、ハロゲン原子又はハロゲ
ン原子と水素原子とを併せた含有量は通常は1〜
20atomic%、好適には1〜18atomic%、最適に
は2〜15atomic%とされ、ハロゲン原子と水素
原子の両者が含有される場合の水素原子の含有量
は、通常は19atomic%以下、好適には13atomic
%以下とされ、d,e,f,gの表示では、d,
fが通常は0.1〜0.47、好適には0.1〜0.35、最適
には0.15〜0.3、e,gが通常は0.8〜0.99、好適
には0.85〜0.99、最適には0.85〜0.98とされる。 表面障壁層204を窒素系の非晶質材料で構成
する場合、先ずa―SihN1-hの場合には、窒素原
子の含有量はシリコン原子に対して通常は43〜
60atomic%、好適には43〜50atomic%、hの表
示では通常は0.43〜0.60、好適には0.43〜0.50と
される。 a―(SiiN1-ijH1-jで構成する場合には、窒素
原子含有量としては、通常は25〜55atomic%、
好適には35〜55atomic%、水素原子の含有量と
しては、通常2〜35atomic%、好適には5〜
30atomic%とされ、i,jで表示すれば、iと
しては通常0.43〜0.6、好適には0.43〜0.5、jと
しては通常0.65〜0.98、好適には0.7〜0.95とさ
れ、a―(SikN1-klX1-l又はa―(SinN1-no
(H+X)1-oで構成する場合には窒素原子の含有
量は、通常30〜60atomic%、好適には40〜
60atomic%、ハロゲン原子又は、ハロゲン原子
と水素原子とを併せた含有量は、通常1〜
20atomic%、好適には2〜15atomic%とされ、
ハロゲン原子と水素原子の両者が含有される場合
の水素原子の含有量は通常は19atomic%以下、
好適には13atomic%以下とされ、k,l,m,
nの表示では、k,lが通常は0.43〜0.60、好適
には0.43〜0.49、m,nが通常は0.8〜0.99、好適
には0.85〜0.98とされる。 表面障壁層204を酸素系の非晶質材料で構成
する場合には、先ず、a―SipO1-pでは、酸素原
子の含有量は、シリコン原子に対して60〜
67atomic%、好適には63〜67atomic%とされ、
Oの表示では、通常0.33〜0.40、好適には0.33〜
0.37とされる。 a―(SipO1-pqH1-qの場合には、酸素原子の
含有量は通常39〜66atomic%、好適には42〜
64atomic%、水素原子の含有量としては、通常
は2〜35atomic%、好適には5〜30atomic%、
p,qの表示では、pとして通常0.33〜0.40、好
適には0.33〜0.37qとして通常0.65〜0.98、好適に
は0.70〜0.95である。 a―(SirO1-rsX1-s、又はa―(SitO1-tu
(H+X)1-uで構成する場合には、酸素原子の含
有量は、通常48〜66atomic%、好適には51〜
66atomic%、ハロゲン原子と水素原子とを併せ
た含有量は、通常は1〜20atomic%、好適には
2〜15atomic%とされ、ハロゲン原子と水素原
子の両者が含有される場合には、水素原子の含有
量は通常19atomic%以下、好適には13atomic%
以下とされ、r,s,t,uの表示では、r,s
は通常は0.33〜0.40、好適には0.33〜0.37t,uと
しては通常0.80〜0.99、好適には0.85〜0.98とさ
れる。 本発明に於いて、表面障壁層204を構成する
絶縁性の金属酸化物としては、TiO2,Ce2O3
ZrO2,HfO2,GeO2,CaO,BeO,P2O5
Y2O3,Cr2O3,Al2O3,MgO,MgO・Al2O3
SiO2・MgO,等が好ましいものとして挙げるこ
とが出来る。これ等は2種以上を併用して中間層
を形成しても良いものである。 電気絶縁性の金属酸化物で構成される表面障壁
層204の形成は、真空蒸着法、CVD(chemical
vapour deposition)法、グロー放電分解法、ス
パツターリング法、イオンインプランテーシヨン
法、イオンプレーテイング法、エレクトロンビー
ム法等によつて成される。これ等の製造法は、製
造条件、設備資本下の負荷程度、製造規模、作製
させる光導電部材に所望される特性等の要因によ
つて適宜選択されて採用される。 例えば、スパツターリング法によつて表面障壁
層204を形成するには、障壁層形成用の出発物
質のウエーハーをターゲツトしてHe,Ne,Ar
等のスパツタ―用のガス囲気中でスパツターリン
グすることによつて行えば良い。 エレクトロンビーム法を用いる場合には表面障
壁層形成用の出発物質を蒸着ポート内に入れてエ
レクトロンビームを照射して蒸着すればよい。 本発明に於ける表面障壁層204の層厚の数値
範囲は、本発明の目的を効果的に達成する為の重
要な因子の1つである。 表面障壁層204の層厚が充分過ぎる程に薄い
と表面上に帯電処理が施された際、表面側から光
導電層202への電荷の流入を効果的に阻止し得
なくなり、又、充分過ぎる程厚いと、電磁波照射
時に於いて電磁波の照射によつて光導電層202
中に生じたフオトキヤリヤと前記表面帯電電荷と
の再結合を許す機能が充分に果たし得なくなり、
従つて、いずれの場合にも、本発明の目的を効果
的に達成され得なくなる。 上記の点に鑑みて本発明の目的を効果的に達成
する為の表面障壁層204の層厚としては、通常
の場合、30Å〜5μ、好適には、50Å〜2μである。 実施例 1 完全にシールドされたクリーンルーム中に設置
された第3図に示す装置を用い、以下の如き操作
によつて第1図に示す層構造の光導電部材を作成
した。 表面が清浄にされた0.5mm厚10cm角のモリブデ
ン(基板)302を堆積室301内の所定位置に
ある固定部材303に堅固に固定した。ターゲツ
ト305,306は多結晶高純度シリコン
(99.999%)を高純度グラフアイト(99.999%)
上に設置したものである。シヤツター308は閉
じている。基板302は、固定部材303内の加
熱ヒーター304によつて±0.5℃の精度で加熱
される。温度は、熱電対(アルメルークロメル)
によつて基板裏面を直接測定されるようになされ
た。次いで系内の全バルブが閉じられていること
を確認してからメインバルブ331を全開して一
且5×10-7torr程度まで真空にされ(このとき系
の全バルブは閉じられている)、補助バルブ32
9および流出バルブ324,325,326,3
27,328が開かれフローメータ337,33
8,339,340,341内が十分に脱気され
た後、流出バルブ324,325,326,32
7,328が閉じられた。ここでヒータ304は
ONされ基板温度は250℃に設定される。 次にArで5vol%に希釈されたBF3ガスボンベ
311のバルブ316及びArによつて5vol%に
稀釈されたB2H6ガスボンベ313のバルブ31
8を徐々に開け、出口圧ゲージ334及び336
の圧を1Kg/cm2に調整し、流入バルブ321,3
23を除々開けてフローメーター339,341
内へBF3/Arガス及びB2H6/Arガスを流入させ
た。引続いて流出バルブ326,328徐々に開
け、次いで補助バルブ329を徐々に開けた。こ
の時、BF3/Arガス流量とB2H6/Arガス流量の
比が1:1になるように流入バルブ321,32
3を調整した。次に補助バルブ329の開口を調
整して室301内を1×10-2torrに保つた。室3
01の内圧が安定してからメインバルブ331を
徐々に閉じ、ピラニーゲージ342の指示が
0.2torrになるまで開口を絞つた。ガス流入が安
定し、内圧が安定するのを確認し高周波電源34
3のスイツチをON状態にして電極303,30
8間に高周波電力を投入、入力電力25Wで室30
1内にグロー放電を発生させた。この様にしてグ
ロー放電を約5分間持続させることをによつて中
間層を形成した。このようにして形成された中間
層の厚さは約400Åである。その後、高周波電源
343をoff状態にし、放電を一旦中止させバル
ブ316,318及び321,323、さらに3
26,328を閉じてバルブ331を全開とし
た。室301内が十分真空脱気された後バルブ3
29を一旦閉じ、次いでH2で10vol%に希釈され
たSiH4ガス(純度99.999%)ボンベ309のバル
ブ314、H2で100vppmに希釈されたB2H6ガス
ボンベ310のバルブ315を開け、出口圧ゲー
ジ332,333の圧を1Kg/cm2に調整し、流入
バルブ319,320を徐々に開けてフローメー
ター337,338内へSiH4ガスB2H6ガスを流
入させた。引続いて、流出バルブ324,325
を徐々に開け、次いで補助バルブ329を徐々に
開けた。このときSiH4/H2ガス流量とB2H6
H2ガス流量比が100:1になるように流入バルブ
319,320を調整した。次にピラニーゲージ
342の読みを注視しながら補助バルブ329の
開口を調整し、室301内が1×10-2torrになる
まで補助バルブ329を開けた。室801内圧が
安定してから、メインバルブ331を徐々に閉
じ、ピラニーゲージ342の指示が0.5torrにな
るまで開口を絞つた。ガス流入が安定し内圧が安
定するのを確認しシヤツター308は閉じたまま
高周波電源343のスイツチをON状態にして、
電極303,308間に13.56MHzの高周波電力
を投入し室301内にグロー放電を発生させ、
10Wの入力電力とした。グロー放電を約10時間持
続させて層厚約15μの光導電層を形成した。 最後に加熱ヒーター304をOFF状態にし、
高周波電源343もOFF状態とし、流出バルブ
324,325及び流入バルブ319,320を
閉じ、メインバルブ331を全開にして、室30
1内を10-5torr以下にした後、メインバルブ33
1を閉じ、基板温度が50℃になるのを待つてから
室301内をリークバルブ330によつて大気圧
として基板を取り出した。 こうして得られた光導電部材を、実験用の帯電
露光装置に設置した。6KVでコロナ帯電を行
い、画像露光を行つた。光源はハロゲンランプを
用い、光量は約1.2lux.secであつた。 その後直ちに、荷電性の現像剤(トナーとキ
ヤリアーを含む)を光導電部材表面にカスケード
することによつて、光導電部材表面上に良好なト
ナー画像を得た。光導電部材上のトナー画像を、
5.0KVのコロナ帯電で転写紙上に転写した所、
解像力に優れ、階調再現性のよい鮮明な画像が得
られた。又、画像形成を繰り返し行つた場合に
も、1回目と2回目もしくはそれ以降とを比較し
た場合、画質に何ら変化は生じなかつた。さらに
上記プロセスを5万回繰り返し行つても画像特性
の低下は見られなかつた。一方、帯電極性を逆に
して、即ち、6KVでコロナ帯電を行い、画像
露光を行つた後、荷電性の現像剤でカスケード
現像を行つたが、良好な画像は得られなかつた。 実施例 2 実施例1と同一な条件及び手順に従つてモリブ
デン基板上に中間層及び光導電層を形成した。そ
の後ヒーター304及び高周波電源343をoff
とし基板温度が50℃になるのを待つてから、流出
バルブ324,325及び流入バルブ319,3
20を閉じメインバルブ331を全開にして室3
01内を十分に脱気した後、アルゴン(純度
99.999%)ガスボンベ312のバルブ317を開
け、出口圧力計335の読みが1Kg/cm2になる様
に調整された後、流入バルブ322が開けられ、
続いて流出バルブ327が徐々に開けられ、アル
ゴンガスを堆積室301内に流入させた。ピラニ
ーゲージ342の指示が5×10-4torrになるま
で、流出バルブ327が徐々に開けられ、この状
態で流量が安定してから、メインバルブ331が
徐々に閉じられ、室内圧が1×10-2torrになるま
で開口が絞られた。次いでシヤツター308を開
としたフローメータ340が安定するのを確認し
てから、高周波電源343をON状態にし、ター
ゲツト305,306および固定部材303間に
13.56MHz、100Wの交流電力が入力された。この
条件で安定した放電を続ける様にマツチングを取
りながら層を形成した。この様にして1分間放電
を続けて100Å厚の表面障壁層を形成した。その
後高周波電源343をoffとし流出バルブ327
及び流入バルブ322を閉じメインバルブ331
を全開にして室301内を10-5torr以下にした
後、メインバルブ331を閉じ、室301内をリ
ーグバルブ330によつて大気圧として基板を取
り出した。 このようにして作成した光導電部材を実施例
1)と全く同じ実験用の帯電露光装置に設置し、
全く同じ方法で画像形成、現像、転写を行つたと
ころ、解像力に優れ、階調再現性のよい鮮明な実
施例1よりさらに高濃度の画像が得られた。又、
繰り返し特性も良好であつた。さらに実施例1)
と同様にして帯電極性を逆にして画像形成を試み
たが、良好な画像は得られなかつた。 実施例 3 中間層の厚さを変えること以外は、実施例1)
と全く同様な方法で光導電部材を形成した。この
光導電部材を実施例1)と同等な方法で極性帯
電による画像形成を行つたところ、第1表に示す
如き結果を得た。
The present invention relates to light (here, light in a broad sense, including ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, X-rays, γ-rays, etc.)
It relates to photoconductive members sensitive to electromagnetic waves such as. Highly sensitive photoconductive materials are used as photoconductive materials for forming photoconductive layers in solid-state imaging devices, electrophotographic image forming members in the image forming field, document reading devices, etc.
Must have a high signal-to-noise ratio [photocurrent (Ip)/dark current (Id)], have absorption spectral characteristics that match the spectral characteristics of the irradiated electromagnetic waves, have fast photoresponsiveness, and have the desired dark resistance value. At times, solid-state imaging devices are required to have characteristics such as being non-polluting to the human body and being able to easily process afterimages within a predetermined time. Particularly in the case of an electrophotographic image forming member incorporated into an electrophotographic apparatus used in an office as a business machine, the pollution-free nature during use is an important point. Based on these points, amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) is a photoconductive material that has recently attracted attention. As a photographic image forming member, application to a photoelectric conversion/reading device is described in JP-A-55-39404. However, conventional photoconductive members having photoconductive layers composed of a-Si have poor electrical, optical, and photoconductive properties such as dark resistance, photosensitivity, and photoresponsiveness, as well as moisture resistance. There are points that can be further improved in terms of usage environment characteristics and stability over time, and practical solid-state imaging devices, reading devices, and electrophotographic images can be used in a wide range of applications. The reality is that forming members and the like cannot be used effectively in consideration of productivity and mass production. For example, when applied to image forming members for electrophotography, it is often observed that residual potential remains during use, and such photoconductive members may become fatigued due to repeated use if used repeatedly for a long time. There have been many disadvantages, such as the so-called ghost phenomenon caused by the accumulation of residual images. Furthermore, for example, according to many experiments conducted by the present inventors, a-Si as a material constituting the photoconductive layer of an electrophotographic image forming member is superior to conventional Se, CdS, ZnO, PVCz, TNF, etc. Although it has many advantages compared to OPC (organic photoconductive material), a-Si has been given characteristics for use in conventional solar cells.
Even when the photoconductive layer of an electrophotographic image forming member having a single-layer photoconductive layer is subjected to charging treatment for electrostatic image formation, dark decay is extremely fast, compared to ordinary electrophotography. The above-mentioned tendency is remarkable in a humid atmosphere, and in some cases, it may not be possible to retain the electrostatic charge at all until the development time.There are some points that can be solved. is known to exist. Therefore, while efforts are being made to improve the properties of the a-Si material itself, it is also necessary to take measures to obtain the desired electrical, optical, and photoconductive properties as described above when designing photoconductive members. There is. The present invention has been made in view of the above points, and includes a
-As a result of intensive research and study on Si from the viewpoint of its applicability as a photoconductive material used in electrophotographic image forming members, solid-state imaging devices, reading devices, etc., we found that silicon atoms an amorphous material containing at least either a hydrogen atom (H) or a halogen atom (X),
A photoconductive layer composed of so-called hydrogenated amorphous silicon, halogenated amorphous silicon, or halogen-containing hydrogenated amorphous silicon (hereinafter a-Si(H,X) is used as a generic term for these). Photoconductive members manufactured with a specified layer structure and designed to have a layer configuration in which a specific barrier layer (intermediate layer) is provided between the photoconductive layer and the support that supports the photoconductive layer are suitable for practical use. Not only can it be used satisfactorily, but it also surpasses conventional photoconductive members in most respects, and has particularly excellent properties as a photoconductive member for electrophotography. It is based on the findings that The present invention has stable electrical, optical, and photoconductive properties at all times, is suitable for all environments with almost no restrictions on usage environments, and has excellent resistance to light fatigue and does not cause deterioration even after repeated use. The main object of the present invention is to provide a photoconductive member in which no or almost no residual potential is observed. Another object of the present invention is to maintain charge retention during charging processing for electrostatic image formation to such an extent that ordinary electrophotography can be applied very effectively when applied as an image forming member for electrophotography. An object of the present invention is to provide a photoconductive member having sufficient electrophotographic properties. Still another object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography that can easily produce high-quality images with high density, clear halftones, and high resolution. The photoconductive member of the present invention includes a support, a photoconductive layer,
An intermediate layer is provided between these layers and has the function of preventing carrier from being injected into the photoconductive layer from the support side. Furthermore, the photoconductive layer has silicon as a matrix,
It is composed of hydrogen or halogen atoms or an amorphous material containing hydrogen and halogen atoms,
Further, the intermediate layer is made of an amorphous material having boron as a base material and containing hydrogen atoms and halogen atoms. A barrier or depletion layer is then formed in their interface region, the intermediate layer being able to prevent the injection of electrons from the support side into the photoconductive layer, while electromagnetic irradiation allows the photoconductive layer to be This allows the passage of carriers formed in the layer. It has been found that the intermediate layer according to the invention can prevent the injection of electrons into the photoconductive layer, but not the injection of holes into the photoconductive layer. Therefore, the photoconductive member of the present invention has a specific polarity, and when charging the surface of the member, only positive charging is suitably used. A photoconductive member designed to have the layer structure described above can solve all of the problems described above, and exhibits extremely excellent electrical, optical, photoconductive properties, and use environment characteristics. . In particular, when applied as an image forming member for electrophotography, it has excellent charge retention ability during charging processing, has no influence of residual potential on image formation, has stable electrical properties, and has high sensitivity. It has a high signal-to-noise ratio, is extremely resistant to light fatigue and has excellent repeatability, and can obtain high-quality visible images with high density, clear halftones, and high resolution. Furthermore, when applied to electrophotographic imaging members, a-Si(H,X) with high dark resistance has low photosensitivity;
On the other hand, a-Si(H,X), which has high photosensitivity, has a dark resistance.
In any case, the photoconductive layer with the conventional layer structure could not be applied to an electrophotographic image forming member, but in the case of the present invention, it is as low as around 10 8 Ωcm. Because of the specified layer structure, even a-Si ( H , Although the target is low, it is highly sensitive. a-Si(H,X) can also be used sufficiently, and a-Si
Restrictions from the characteristics of (H, X) can be alleviated. In addition, to prevent dark decay of potential during charging,
It is also possible to have a structure in which a surface barrier layer is provided on the photoconductive layer, and the support, intermediate layer, photoconductive layer, and surface barrier layer are laminated in this order. In this case, the surface barrier layer effectively blocks the flow of charged charges from the surface side to the photoconductive layer side during charging, and also prevents the photocarrier generated in the photoconductive layer and the charged charges during electromagnetic wave irradiation. It functions to allow the recombination of metal oxides such as Al 2 O 3 , as will be detailed later.
An amorphous silicon material containing carbon or nitrogen is preferably used. Hereinafter, the photoconductive member of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically shown to explain a basic configuration example of a photoconductive member of the present invention. A photoconductive member 100 shown in FIG. 1 has an intermediate layer 103 and a photoconductive layer 102 laminated on a support 101 for the photoconductive member. The support 101 may be electrically conductive or electrically insulating. Examples of the conductive support include NiCr, stainless steel, Al, Cr, Mo, Au,
Examples include metals such as Nb, Ta, V, Ti, Pt, and Pd, and alloys thereof. As the electrically insulating support, films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, glass, ceramic, paper, etc. are usually used. . Preferably, at least one surface of these electrically insulating supports is conductively treated, and another layer is preferably provided on the conductively treated surface side. For example, if it is glass, NiCr,
Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt,
Conductivity can be imparted by providing a thin film made of Pd, In 2 O 3 , SnO 2 , ITO (In 2 O 3 +SnO 2 ), etc., or if it is a synthetic resin film such as polyester film, NiCr, Al ,Ag,Pb,Zn,Ni,
A thin film of metal such as Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, etc. is provided on the surface by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, etc., or the surface is laminated with the metal, Conductivity is imparted to the surface. The shape of the support may be any shape, such as a cylinder, a belt, or a plate, and the shape is determined as desired. For example, the photoconductive member 100 in FIG. If used as an image forming member, it is desirable to have an endless belt shape or a cylindrical shape in the case of continuous high-speed copying. The thickness of the support is determined appropriately so that a desired photoconductive member is formed, but if flexibility is required as a photoconductive member, the support can sufficiently function as a support. It is made as thin as possible within this range. However, in such cases, the thickness is usually 10μ or more in view of manufacturing and handling of the support, mechanical strength, etc. The intermediate layer 103 is made of an amorphous material (a-B x (H y X 1-y ) 1-x where O<x<
1,0<y<1), and the photoconductive member 100
When the surface of the support 101 is subjected to charging treatment, the support 101
The photoconductive layer 102 has a function of preventing free carriers from being injected into the photoconductive layer 102. Intermediate layer 103 composed of a-B x (H y X 1-y ) 1-x
The formation of can be preferably carried out by the glow discharge method described below. That is, B 2 H 6 and BF 3 (or BCl 3 ) are used as raw material gases, and if necessary, they are mixed with a diluting gas at a predetermined mixing ratio to deposit the support 101 for vacuum deposition. The amorphous material may be deposited on the support 101 by introducing the gas into the chamber and generating a glow discharge to turn the introduced gas into gas plasma. In addition, if necessary, in the intermediate layer 103,
Group atoms (e.g. Be), group atoms (e.g. Si, C)
It is also possible to dope etc. Support 101
Above, an intermediate layer 103 consisting of a-B x (H y X 1-y ) 1-x
When forming a layer, the temperature of the support during layer formation is an important factor that influences the structure and properties of the formed layer . The temperature of the support during layer formation is strictly controlled so that H y X 1-y ) 1-x can be formed as desired. In order to effectively achieve the purpose of the present invention, the support temperature when forming the intermediate layer 103 is usually 20 to 350°C, preferably 150 to 300°C.
It is preferable to set the temperature to ℃. The discharge power conditions for effectively producing a - B x ( H y
It is 2W to 100W, preferably 10W to 50W. The amount of hydrogen atoms and halogen atoms contained in the intermediate layer 103 in the photoconductive member of the present invention is an important factor in forming an intermediate layer with desired properties. The sum of the amounts of hydrogen atoms and halogen atoms contained in the intermediate layer 103 in the present invention is usually 1 to 1.
It is desirable that the content be 50 atomic %, preferably 5 to 40 atomic %. That is, the previous a-B x
( H y
0.99-0.5, preferably 0.95-0.6. Further, the value of y is usually 0.98 to 0.2, preferably 0.9 to 0.4. The discharge power conditions for effectively producing a - B x ( H y
It is 2W to 100W, preferably 10W to 50W. The numerical range of the layer thickness of the intermediate layer 103 in the present invention is one of the important factors for effectively achieving the object of the present invention. If the layer thickness of the intermediate layer 103 is too thin, the photoconductive layer 10 is removed from the support 101.
If the thickness is too thick, the ability to prevent carrier injection into the photoconductive layer 102 will decrease again, and if This has the disadvantage that the probability that photocarriers generated during this process will pass through to the support is extremely small. Therefore, in either case, the object of the present invention cannot be effectively achieved. Intermediate layer 1 for effectively achieving the object of the present invention
The layer thickness of 03 is usually 30 Å to 1 μ,
The thickness is preferably 50 to 5000 Å, most preferably 50 to 1000 Å. In the present invention, in order to effectively achieve the purpose, the photoconductive layer 10 formed on the intermediate layer 103 is
2 is a-Si(H,
X). P-type a-Si(H,X): Contains only acceptor. Or one that contains both a donor and an acceptor and has a high acceptor concentration (Na). P - type a-Si (H, N-type a-Si(H,X): Contains only a donor. Or one that contains both donor and acceptor and has a high donor concentration (Nd). An n - type a-Si (H, i-type a-Si(H,X)...NaNdO or NaNd. In the present invention, specific examples of the halogen atom (X) contained in the photoconductive layer 102 include fluorine, chlorine, bromine, and iodine, with fluorine and chlorine being particularly preferred. I can do it. In the present invention, the photoconductive layer 102 made of a-Si (H, done by. For example, by glow discharge method,
In order to form a photoconductive layer composed of a-Si (H,
A raw material gas for introducing hydrogen atoms and/or for introducing halogen atoms is introduced into a deposition chamber whose interior can be reduced in pressure to generate a glow discharge in the deposition chamber, and a predetermined support that has been installed at a predetermined position in advance is used. A layer made of a-Si(H,X) may be formed on the surface.
In addition, when forming by sputtering method, for example, when sputtering a target formed of Si in an atmosphere of an inert gas such as Ar or He or a mixed gas based on these gases, A gas for introducing hydrogen atoms and/or halogen atoms may be introduced into the deposition chamber for sputtering. As the Si generation raw material gas used in the present invention, silicon hydride (silanes) in a gaseous state or which can be gasified such as SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 , Si 4 H 10 is effectively used. Among them, SiH 4 and Si 2 H 6 are particularly preferred in terms of ease of handling during layer formation work and good Si generation efficiency. Effective raw material gases for introducing halogen atoms used in the present invention include many halogen compounds, such as halogen gases, halides, interhalogen compounds, and halogen-substituted silane derivatives in gaseous or gasified form. Preferred examples include the halogen compounds obtained. Further, silicon compounds containing halogen, which are in a gaseous state or can be gasified and which have silicon atoms and halogen atoms as constituent elements, can also be mentioned as effective in the present invention. Specifically, halogen compounds that can be suitably used in the present invention include fluorine, chlorine, bromine,
Iodine halogen gas, BrF, ClF, ClF 3 ,
Examples include interhalogen compounds such as BrF 5 , BrF 3 , IF 7 , IF 5 , ICl, and IBr. Preferred examples of silicon compounds containing halogens, so-called halogen-substituted silane superior conductors include silicon halides such as SiF 4 , Si 2 F 6 , SiCl 4 , and SiBr 4 . . When forming the characteristic photoconductive member of the present invention by a glow discharge method using such a silicon compound containing halogen, silicon hydride gas is used as a raw material gas that can generate Si. At least a photoconductive layer made of a-Si:X can be formed on a predetermined support. When manufacturing the photoconductive layer 102 containing halogen atoms according to the glow discharge method, basically silicon halide gas, which is a raw material gas for Si generation, and Ar,
Gases such as H 2 and He are introduced into the deposition chamber where the photoconductive layer is formed at a predetermined mixing ratio and gas flow rate, and a glow discharge is generated to form a plasma atmosphere of these gases. Therefore, the photoconductive layer 102 can be formed on a certain intermediate layer formed on a predetermined support, but in order to introduce hydrogen atoms, silicon compounds containing hydrogen atoms are added to these gases. A layer may also be formed by mixing a predetermined amount of these gases. Moreover, each gas may be used not only as a single species but also as a mixture of multiple species at a predetermined mixing ratio. To form a photoconductive layer made of a-Si (H, Sputtering is performed in a predetermined gas plasma atmosphere, and in the case of the ion plating method, polycrystalline silicon or single crystal silicon is housed in a deposition boat as an evaporation source, and this silicon evaporation source is heated using a resistance heating method or an electron beam method ( This can be done by heating the evaporated material using EB method or the like and passing the flying evaporated material through a predetermined gas plasma atmosphere. At this time, in order to introduce halogen atoms into the layer formed by either the sputtering method or the ion plating method, a gas of the above-mentioned halogen compound or a silicon compound containing the above-mentioned halogen atoms is introduced into the deposition chamber. It is sufficient to introduce the gas to form a plasma atmosphere of the gas. In addition, when introducing hydrogen atoms, a raw material gas for introducing hydrogen atoms, such as H 2 or the above-mentioned silane gases, is introduced into the deposition chamber for sputtering to form a plasma atmosphere of the gas. Good. In the present invention, the above-mentioned halogen compounds or halogen-containing silicon compounds are effectively used as the raw material gas for halogen introduction, but in addition, HF, HCl, HBr, HI
Hydrogen halides such as SiH 2 F 2 , SiH 2 Cl 2 ,
Halogen-substituted silicon hydrides such as SiHCl 3 , SiH 2 Br 2 , SiHBr 3 and other gaseous or gasifiable halides containing hydrogen atoms as one of their constituents are also effective starting materials for forming the photoconductive layer. It can be mentioned as. These halides containing hydrogen atoms are used in the present invention because hydrogen atoms, which are extremely effective in controlling electrical or photoelectric properties, are also introduced into the layer at the same time as halogen atoms are introduced into the photoconductive layer. is used as a suitable raw material for halogen introduction. In order to structurally introduce hydrogen atoms into the photoconductive layer, in addition to the above, H 2 , SiH 4 , Si 2 H 6 ,
This can also be carried out by causing a discharge by causing silicon hydride gas such as Si 3 H 3 or Si 4 H 10 to coexist with a silicon compound for producing a-Si in the deposition chamber. For example, in the case of the reactive sputtering method, Si
Using a target, a gas for introducing halogen atoms and H 2 gas, including inert gases such as He and Ar as necessary, are introduced into the deposition chamber to form a plasma atmosphere, and the Si target is sputtered. As a result, a photoconductive layer made of a-Si(H,X) is formed on the surface of the intermediate layer 103 having predetermined characteristics. Furthermore, B 2 H 6 , which also serves as impurity doping,
It is also possible to introduce a gas such as PH 3 or PF 3 . In the present invention, the amount of H or X contained in the photoconductive layer of the photoconductive member to be formed or (H+X)
The amount of is usually 1 to 40 atomic%, preferably 5
It is desirable that it be ~30 atomic%. The amount of H and/or All you have to do is control the force. In order to make the photoconductive layer n-type, p-type, or i-type, an n-type impurity, a p-type impurity, or both impurities are added to the formed layer during layer formation by glow discharge method, reaction sputtering, etc. This is achieved by controlling the amount of doping. In order to make the photoconductive layer i-type or p-type, impurities doped into the photoconductive layer include elements of group A of the periodic table, such as B, Al, Ga, In,
Preferred examples include Tl and the like. In the case of n-type, suitable elements include elements of group A of the periodic table, such as N, P, As, Sb, and Bi. Since the amount of these impurities contained in the layer is on the order of ppm, it is not necessary to pay as much attention to their pollution properties as the main materials that make up the photoconductive layer, but it is important to use materials that are as non-polluting as possible. is preferred. From this point of view, B, Ga, P, Sb, etc. are optimal, taking into consideration the electrical and optical characteristics of the layer to be formed. In addition to this,
For example, by thermal diffusion or implantation.
It is also possible to control it to n-type by interstitial doping with Li or the like. The amount of impurities doped into the photoconductive layer is appropriately determined depending on the desired electrical and optical properties, but in order to make the photoconductive layer n - type, i-type, and p - type, from non-doped to Impurities in group A of the periodic table are 5x
It is sufficient to dope within the amount range up to 10 -3 atomic%, and to make it p-type,
The impurities may be doped within the range of 5×10 -3 to 3×10 -2 atomic %. In order to make the material n-type, it is desirable to dope it with an impurity belonging to group A of the periodic table in an amount of 5×10 -3 atomic % or less. The layer thickness of the photoconductive layer is determined as desired so that photocarriers are efficiently generated in the photoconductive layer and efficiently transported in a predetermined direction, and is usually 3 to 100 μm, preferably 5 to 100 μm. It is said to be 50μ. In the present invention, by providing the intermediate layer 103, the photoconductive layer 102 can be used even if it has a relatively low resistance. The dark resistance of the photoconductive layer 102 is preferably 5×10 9 Ωcm or more, optimally 10 10 Ωcm.
It is desirable that the photoconductive layer 102 be formed as described above. In particular, this numerical condition for the dark resistance value requires that the produced photoconductive member be used as an image forming member for electrophotography, a highly sensitive reading device or imaging device used in a low illuminance region, or a photoelectric conversion device. This is an important element when doing so. The layer thickness of the photoconductive layer 102 of the photoconductive member in the present invention is appropriately determined according to the purpose of the application, such as a reading device, an imaging device, or an electrophotographic image forming member. In the present invention, the layer thickness of the photoconductive layer 102 is set such that the thickness of the intermediate layer is such that the function of the photoconductive layer 102 and the function of the barrier layer are each effectively utilized and the object of the present invention is effectively achieved. The layer thickness is determined as desired in relation to the layer thickness of the intermediate layer 103, and in normal cases, the layer thickness is preferably several hundred to several thousand times or more than the layer thickness of the intermediate layer 103. It is. Next, FIG. 2 is a schematic configuration diagram schematically shown for explaining another configuration example of the photoconductive member of the present invention. The photoconductive member 200 shown in FIG. 2 is composed of an intermediate layer 203, a photoconductive layer 202, and a surface barrier layer 204 on a support 201 for the photoconductive member. Therefore, in this configuration, a surface barrier layer 204 is added to the layer configuration described in FIG. When the surface of the photoconductive member 200 is subjected to charging treatment, the surface barrier layer 204 covers the photoconductive layer 2 from the surface side.
The photoconductive layer 202 has a function of effectively blocking the inflow of charges into the photoconductive layer 202 and allowing recombination of the photocarriers generated in the photoconductive layer 202 and the surface charges during the electromagnetic wave irradiation. be. The surface barrier layer is an amorphous material having silicon as its base material and containing at least one kind of atoms selected from carbon atoms, nitrogen atoms, and oxygen atoms, and at least one of hydrogen atoms or halogen atoms as necessary. Materials <These are collectively referred to as a- [Six (C,
N, O) 1-x ) y (H, X) 1-y (however, 0
<x<1,0<y<1)> or made of electrically insulating metal oxide. In the present invention, F, Cl and Br I are preferred as the halogen atom (X), with F and Cl being particularly preferred. Specifically, carbon-based amorphous materials such as a-SiaC 1-a , a-( SibC 1-b ) c H 1-c ,a―
( SidC 1 - d ) e
(SiiN 1-i ) j H 1-j , a― (SikN 1-k ) l X 1-l , a―
(SimN 1-n ) o (H+X) 1-o , as an oxygen-based amorphous material a-SioO 1-p , a-(SipO 1-p )qH 1-q , a
-(SirO 1-r ) s X 1-s , a-(SitO 1-t ) u (H+X) 1-
Further , in the above amorphous material, C,
Examples include amorphous materials containing at least two types of atoms among N and O as constituent atoms (provided that 0<a, b, c, d, e, f, g, h, i, j,
k, l, m, n, o, p, q, r, s, t, u<
1). These amorphous materials have the characteristics required for the lower barrier layer 204 and the intermediate layer 2 depending on the layer formation optimization design.
03. The most suitable one is selected depending on the ease of continuous production of the photoconductive layer 202, etc. Particularly from the viewpoint of properties, it is more preferable to select carbon-based or nitrogen-based amorphous materials. When the surface barrier layer 204 is made of the above-mentioned amorphous material, a glow discharge method, a sputtering method, an ion implantation method, an ion plating method, an electron beam method, etc. are used to form the layer. Ru. These manufacturing methods are selected and adopted as appropriate depending on factors such as manufacturing conditions, the level of equipment capital investment, manufacturing scale, and the desired characteristics of the photoconductive member to be manufactured. A surface barrier layer 2 in which carbon atoms, nitrogen atoms, oxygen molecules, or hydrogen atoms and halogen atoms are formed as necessary in addition to silicon atoms, and the manufacturing conditions for manufacturing the photoconductive member are relatively easy to control.
The glow discharge method or the sputtering method is preferably employed because of the advantages of easy introduction into the process. Furthermore, in the present invention, the surface barrier layer 204 may be formed by using a glow discharge method and a sputtering method in the same apparatus system. In order to form the surface barrier layer 204 by the glow discharge method, the raw material gas for forming the amorphous material is
If necessary, it is mixed with a dilution gas at a predetermined mixing ratio and introduced into a deposition chamber for vacuum deposition in which the support 201 is installed, and the introduced gas is turned into gas plasma by generating a glow discharge. Then, the amorphous material may be deposited on the photoconductive layer 202. In the present invention, SiH 4 and Si containing Si and H are effectively used as raw material gases for forming the surface barrier layer 204 made of a carbon-based amorphous material. Silicon hydride gas such as silanes such as 2 H 6 , Si 3 H 8 , Si 4 H 10 , etc., saturated hydrocarbons containing C and H as constituent atoms, e.g. saturated hydrocarbons having 1 to 5 carbon atoms, carbon atoms Examples include ethylene hydrocarbons having 1 to 5 carbon atoms, acetylene hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms, and the like. Specifically, saturated hydrocarbons include methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), propane (C 3 H 8 ), n
-Butane (n-C 4 H 10 ), pentane (C 5 H 12 ), ethylene hydrocarbons include ethylene (C 2 H 4 ),
Propylene (C 3 H 6 ), butene-1 (C 4 H 8 ), butene-2 (C 4 H 8 ), isobutylene (C 4 H 8 ), bentene (C 5 H 10 ), acetylenic hydrocarbons ,
Examples include acetylene (C 2 H 2 ), methylacetylene (C 3 H 4 ), butyne (C 4 H 6 ), and the like. Examples of the source gas containing Si, C, and H as constituent atoms include alkyl silicides such as Si(CH 3 ) 4 and Si(C 2 H 5 ) 4 . In addition to these raw material gases, H
Of course, H 2 is also effectively used as the raw material gas for introduction. Among the raw material gases for layer formation to configure the surface barrier layer 204 from a carbon-based amorphous material containing halogen atoms, the raw material gases for introducing halogen atoms include:
Examples include simple halogens, hydrogen halides, interhalogen compounds, silicon halides, halogen-substituted silicon hydrides, and silicon hydrides. Specifically, halogen gases include fluorine, chlorine, bromine, and iodine, hydrogen halides include FH, HI, HCl, and HBr, and interhalogen compounds include BrF, ClF, ClF 3 , and ClF. Five ,
BrF 5 , BrF 3 , IF 7 , IF 5 , ICl, IBr, silicon halides include SiF 4 , Si 2 F 6 , SiCl 4 , SiCl 3 Br,
SiCl 2 Br 2 , SiClBr 3 , SiCl 3 I, SiBr 4 , halogen-substituted silicon hydrides include SiH 2 F 3 , SiH 2 Cl 2 ,
SiHCl 3 , SiH 3 Br, SiH 3 Br 2 , SiHBr 3 , examples of silicon hydride include silanes such as SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 , Si 4 H 10 , etc. I can do it. In addition to these, CCl 4 , CHF 3 , CH 2 F 2 , CH 3 F,
Halogen-substituted paraffinic hydrocarbons such as CH 3 Cl, CH 3 Br, CH 3 I, C 2 H 5 Cl, fluorinated sulfur compounds such as SF 4 and SF 6 , Si(CH 3 ) 4 , Si(C 2 Alkyl silicides such as H 5 ) 4 , SiCl (CH 3 ) 3 , SiCl 2 (CH 3 ) 2 ,
Derivatives of silanes such as halogen-containing alkyl silicides such as SiCl 3 CH 3 may also be mentioned as useful. These barrier layer forming substances are used to form a barrier layer so that the formed barrier layer contains silicon atoms, carbon atoms, and optionally halogen atoms and hydrogen atoms in a predetermined composition ratio. They are selected and used as desired. For example, SiHCl 3 and SiCl contain Si(CH 3 ) 4 and halogen atoms, which can easily contain silicon atoms, carbon atoms, and hydrogen atoms, and form a barrier layer with desired characteristics. 4 , SiH 2 Cl 2 ,
Alternatively, a-(SifC 1-f ) g (X+H) can be obtained by introducing SiH 3 Cl or the like in a gaseous state at a predetermined mixing ratio into the system for forming a barrier layer to generate a glow discharge.
A barrier layer consisting of 1-g can be formed. In the present invention, when employing the glow discharge method to form the surface barrier layer 204 with a nitrogen-based amorphous material, a material selected from among the materials listed above for forming the barrier layer may be used as desired. In addition to this, the next raw material gas for introducing nitrogen atoms may be used.
That is, starting materials that can be effectively used as raw material gases for introducing nitrogen atoms to form the surface barrier layer 204 include those containing N as a constituent atom or containing N and H.
Gaseous or _ _ _ _ _ Mention may be made of nitrogen compounds that can be gasified, such as nitrogen, nitrides and azides. In addition, halogenated nitrogen compounds such as nitrogen trifluoride (F 3 N) and nitrogen tetrafluoride (F 4 N 2 ) can be mentioned because they can introduce halogen atoms in addition to nitrogen atoms. I can do it. When forming the surface barrier layer 204 using an oxygen-based amorphous material using a glow discharge method, the starting materials used as the raw material gas for forming the surface barrier layer 204 include the above-mentioned barrier. The starting material for introducing oxygen atoms is added to a starting material selected from among the starting materials for layer formation as desired.The starting material for introducing oxygen atoms is a gas containing at least oxygen atoms. Most of the gasified materials or gasified materials that can be gasified can be used. For example, when using a raw material gas containing Si as a constituent atom, a raw material gas containing Si as a constituent atom, a raw material gas containing O as a constituent atom, and a raw material gas containing H or and X as a constituent atom as necessary. or mix a raw material gas containing Si at a desired mixing ratio with a raw material gas containing O and H at a desired mixing ratio. mosquito,
Alternatively, a raw material gas containing Si as a constituent atom and Si, O
It is possible to use a mixture of a raw material gas having three constituent atoms: and H. Alternatively, a raw material gas containing Si and H as constituent atoms may be mixed with a raw material gas containing O as constituent atoms. Specifically, for example, oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ),
Carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), nitric oxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), nitrogen monoxide (N 2 O), nitrogen sesquioxide (N 2 O 3 ), nitrogen tetroxide (N 2 O 4 ), nitrogen pentoxide (N 2 O 5 ), nitrogen trioxide (NO 3 ), whose constituent atoms are Si, O, and H, such as disiloxane H 3 SiOSiH 3 , trisiloxane
Examples include lower siloxanes such as H 3 SiOSiH 2 OSiH 3 and the like. As mentioned above, the barrier layer 2 is formed by the glow discharge method.
04, a surface barrier layer 204 made of a desired constituent material having desired characteristics can be formed by selecting and using various starting materials for forming the barrier layer from among the materials listed above. I can do it. Specifically, a good combination of starting materials when forming the surface barrier layer 204 by a glow discharge method includes a single gas such as Si(CH 3 ) 4 , SiCl 2 (CH 3 ) 2 or SiH 4 -. N 2 O system, SiH 4 -O 2 (-Ar) system,
SiH 4 ―NO 2 system, SiH 4 ―O 2 ―N 2 system, SiCl 4 ―CO 2
H 2 system, SiCl 4 -NO-H 2 system, SiH 4 -NH 3 system,
SiCl 4 -NH 4 system, SiH 4 -N 2 system, SiH 4 -NH 3 -NO
Examples include mixed gases such as Si (CH 3 ) 4 -SiH 4 series, SiCl 2 (CH 3 ) 2 -SiH 4 series, etc. To form the surface barrier layer 204 made of a carbon-based amorphous material by the sputtering method, a single crystal or polycrystalline Si wafer, a C wafer, or a mixture of Si and C is used. This can be carried out by sputtering the wafers in various gas atmospheres, using them as targets. For example, if a Si wafer is used as a target, the raw material gas for introducing carbon atoms and hydrogen atoms (H) or halogen atoms (X) may be diluted with a diluent gas as necessary for sputtering. These gases may be introduced into a deposition chamber to form a gas plasma to sputter the Si wafer. Alternatively, a gas containing at least a hydrogen atom (H) or a halogen atom (X) can be produced by using separate targets for Si and C or by using a single target containing a mixture of Si and C. This is done by sputtering in an atmosphere. As the raw material gas for introducing carbon atoms, hydrogen atoms, or halogen atoms, the raw material gases shown in the glow discharge example described above can be used as effective gases also in the case of the sputtering method. To form the surface barrier layer 204 made of a nitrogen-based amorphous material by the sputtering method, a single crystal or polycrystalline Si wafer or
This can be carried out by sputtering SSi 3 N 4 wafers or wafers containing a mixture of Si and Si 3 N 4 in various gas atmospheres. For example, if a Si wafer is used as a target, nitrogen atoms and optionally hydrogen atoms or/and
and raw material gas for introducing halogen atoms, such as H 2 and N 2 or NH 3 , diluted with diluting gas as necessary and introduced into a sputtering deposition chamber,
The Si wafer may be sputtered by forming gas plasma using these gases. Alternatively, Si and Si 3 N 4 can be used as separate targets, or by using a single target formed by mixing Si and Si 3 N 4 , it can be used as a sputtering gas. This is done by sputtering in a dilute gas atmosphere or in a gas atmosphere containing at least H atoms and/or X atoms. Possible raw material gases for introducing N atoms include the raw material gases for introducing N atoms among the starting materials for forming the barrier layer shown in the glow discharge example mentioned above.
It can also be used as an effective gas in sputtering. To form the surface barrier layer 204 made of an oxygen-based amorphous material by the sputtering method, a single crystal or polycrystalline Si wafer or SiO 2
This can be carried out by targeting a wafer, a wafer containing a mixture of Si and SiO 2 , or an SiO 2 wafer, and sputtering the wafer in various gas atmospheres. For example, if a Si wafer is used as a target, oxygen atoms and optionally hydrogen atoms or/
The raw material gas for introducing halogen atoms is diluted with a diluting gas as necessary and introduced into a sputtering deposition chamber, and a gas plasma of these gases is formed to sputter the Si wafer. All you have to do is tutter. Alternatively, Si and SiO 2 may be used as separate targets, or by using a single mixed target of Si and SiO 2 in an atmosphere of diluted gas as a sputtering gas or This is accomplished by sputtering in a gas atmosphere containing at least H atoms and/or X atoms as constituent elements. As the raw material gas for introducing oxygen atoms, the raw material gas for introducing oxygen atoms among the raw material gases shown in the glow discharge example described above can be used as an effective gas also in the case of sputtering. In the present invention, the diluent gas used when forming the surface barrier layer 204 by a glow discharge method or a sputtering method is a so-called rare gas, for example.
Preferred examples include He, Ne, Ar, and the like. The surface barrier layer 204 in the present invention is carefully formed to provide the desired properties. That is, a substance whose constituent atoms are at least one of Si, C, N, and O, and optionally H or/and X, has a structure ranging from crystalline to amorphous depending on its preparation conditions. In terms of electrical properties, it exhibits properties ranging from conductivity to semiconductivity to insulating properties, and properties ranging from photoconductive properties to non-photoconductive properties, so in the present invention, The preparation conditions are carefully selected so that a non-photoconductive amorphous material is formed. The amorphous material constituting the surface barrier layer 204 of the present invention has the function of preventing charges from flowing into the photoconductive layer 202 from the surface side when the surface of the photoconductive member 200 is subjected to charging treatment. Since it has the function of effectively blocking electromagnetic waves and allowing recombination of the photocarriers generated in the photoconductive layer 202 during electromagnetic wave irradiation with the surface-charged charges, it is an electrical insulator. Formed to indicate sexual behavior. In addition, the photocarrier generated in the photoconductive layer 202 and the surface charge are easily recombined, so that the carrier can pass through the surface barrier layer 204 smoothly. A surface barrier layer 204 is formed as having a value. An important factor in the layer formation conditions for forming the surface barrier layer 204 made of the amorphous material having the above characteristics is the temperature of the support during layer formation. That is, when forming the surface barrier layer 204 made of the amorphous material on the surface of the photoconductive layer 202, the temperature of the support during layer formation is an important factor that influences the structure and properties of the formed layer. In the present invention, the temperature of the support during layer formation is strictly controlled so that the amorphous material having the desired properties can be formed as desired. In order to effectively achieve the purpose of the present invention, the temperature of the support when forming the surface barrier layer 204 is appropriately selected in an optimal range in accordance with the method of forming the surface barrier layer 204. Formation of 204 is carried out, usually at temperatures between 100°C and 300°C, preferably between 150°C and 250°C in the case of systems containing hydrogen or halogen atoms and without hydrogen or halogen atoms. In the case of a system, the temperature is usually 20 to 300°C, preferably 20 to 150°C. The formation of the surface barrier layer 204 involves delicate control of the composition ratio of atoms constituting each layer, which allows the intermediate layer 203, photoconductive layer 202, and surface barrier layer 204 to be formed continuously in the same system. It is advantageous to adopt a glow discharge method or a sputtering method because the thickness can be controlled relatively easily compared to other methods, but the surface barrier layer 204 can be formed using these layer formation methods. In this case, the discharge power and gas pressure during layer formation can be cited as important factors that influence the characteristics of the surface barrier layer 204 created, as well as the support temperature described above. The discharge power conditions for effectively creating the surface barrier layer 204 having the characteristics for achieving the purpose of the present invention with good productivity are usually 1 to 1.
300W, preferably 2-150W. The gas pressure in the deposition chamber is usually 3×10 -3 to 5 Torr, preferably 8×
It is desirable that it be about 10 -3 to 0.5 Torr. Surface barrier layer 204 in the photoconductive member of the present invention
The amounts of carbon atoms, nitrogen atoms, oxygen atoms, hydrogen atoms, and halogen atoms contained in the surface barrier layer 20
Similar to the manufacturing conditions in No. 4, this is an important factor in forming a barrier layer that provides the desired characteristics to achieve the object of the present invention. When the surface barrier layer 204 is composed of a-SiaC 1-a , the content of carbon atoms is usually 60 to 90 atomic%, preferably 65 to 80 atomic%, based on silicon atoms.
Optimally 70-75 atomic%, 0.1-75 atomic% for a
0.4, preferably 0.2 to 0.35, optimally 0.25 to 0.3, and when composed of a-(Si b C 1-b ) cH 1-c ,
The carbon atom content is usually 30-90 atomic%, preferably 40-90 atomic%, optimally 50-80 atomic%
%, the content of hydrogen atoms is usually 1 to
40 atomic%, preferably 2 to 35 atomic%, optimally 5 to 30 atomic%, expressed as b, c, b
is typically 0.1 to 0.5, preferably 0.1 to 0.35, optimally
0.15-0.3, c usually 0.60-0.99, preferably 0.65
~0.98, optimally 0.7~0.95, a-(Si d
When composed of C 1-d ) e X 1-e or a-(Si f C 1-f ) g (H+X) 1-g , the carbon atom content is usually 40
~90 atomic%, preferably 50-90 atomic%, optimally 60-80 atomic%, the content of halogen atoms or the combined content of halogen atoms and hydrogen atoms is usually 1-90 atomic%
20 atomic%, preferably 1 to 18 atomic%, optimally 2 to 15 atomic%, and when both halogen atoms and hydrogen atoms are contained, the hydrogen atom content is usually 19 atomic% or less, preferably 13atomic
% or less, and in the display of d, e, f, g, d,
f is usually 0.1 to 0.47, preferably 0.1 to 0.35, optimally 0.15 to 0.3, and e and g are usually 0.8 to 0.99, preferably 0.85 to 0.99, optimally 0.85 to 0.98. When the surface barrier layer 204 is made of a nitrogen-based amorphous material, first of all, in the case of a-Si h N 1-h , the content of nitrogen atoms is usually 43 to 43 to silicon atoms.
60 atomic %, preferably 43 to 50 atomic %, h usually 0.43 to 0.60, preferably 0.43 to 0.50. When composed of a-(Si i N 1-i ) j H 1-j , the nitrogen atom content is usually 25 to 55 atomic%,
The content of hydrogen atoms is preferably 35 to 55 atomic%, usually 2 to 35 atomic%, preferably 5 to 55 atomic%.
30 atomic% and expressed as i, j, i is usually 0.43 to 0.6, preferably 0.43 to 0.5, j is usually 0.65 to 0.98, preferably 0.7 to 0.95, and a-(Si k N 1-k ) l X 1-l or a-(Si n N 1-n ) o
(H+X) When composed of 1-o , the nitrogen atom content is usually 30 to 60 atomic%, preferably 40 to
The content of halogen atoms or the combined content of halogen atoms and hydrogen atoms is usually 1 to 60 atomic%.
20 atomic%, preferably 2 to 15 atomic%,
When both halogen atoms and hydrogen atoms are contained, the hydrogen atom content is usually 19 atomic% or less,
It is preferably 13 atomic% or less, and k, l, m,
In the representation of n, k and l are usually 0.43 to 0.60, preferably 0.43 to 0.49, and m and n are usually 0.8 to 0.99, preferably 0.85 to 0.98. When the surface barrier layer 204 is made of an oxygen-based amorphous material, first, in a-Si p O 1-p , the content of oxygen atoms is 60 to 60% of silicon atoms.
67 atomic%, preferably 63 to 67 atomic%,
In the display of O, it is usually 0.33 to 0.40, preferably 0.33 to
It is assumed to be 0.37. In the case of a-(Si p O 1-p ) q H 1-q , the content of oxygen atoms is usually 39 to 66 atomic%, preferably 42 to 66 atomic%.
64 atomic%, the hydrogen atom content is usually 2 to 35 atomic%, preferably 5 to 30 atomic%,
In terms of p and q, p is usually 0.33 to 0.40, preferably 0.33 to 0.37q, usually 0.65 to 0.98, preferably 0.70 to 0.95. a-(Si r O 1-r ) s X 1-s , or a-(Si t O 1-t ) u
(H+X) When composed of 1-u , the content of oxygen atoms is usually 48 to 66 atomic%, preferably 51 to
66 atomic%, the combined content of halogen atoms and hydrogen atoms is usually 1 to 20 atomic%, preferably 2 to 15 atomic%, and when both halogen atoms and hydrogen atoms are contained, hydrogen atoms The content is usually less than 19 atomic%, preferably 13 atomic%.
In the representation of r, s, t, u, r, s
is usually 0.33 to 0.40, preferably 0.33 to 0.37t, and u is usually 0.80 to 0.99, preferably 0.85 to 0.98. In the present invention, the insulating metal oxide constituting the surface barrier layer 204 includes TiO 2 , Ce 2 O 3 ,
ZrO 2 , HfO 2 , GeO 2 , CaO, BeO, P 2 O 5 ,
Y 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Al 2 O 3 , MgO, MgO・Al 2 O 3 ,
Preferred examples include SiO 2 .MgO. Two or more of these may be used in combination to form the intermediate layer. The surface barrier layer 204 made of electrically insulating metal oxide is formed by vacuum evaporation, CVD (chemical
This is accomplished by a vapor deposition method, a glow discharge decomposition method, a sputtering method, an ion implantation method, an ion plating method, an electron beam method, or the like. These manufacturing methods are appropriately selected and employed depending on factors such as manufacturing conditions, load on equipment capital, manufacturing scale, and desired characteristics of the photoconductive member to be manufactured. For example, to form the surface barrier layer 204 by a sputtering method, a wafer as a starting material for forming the barrier layer is targeted with He, Ne, Ar, etc.
This can be done by sputtering in a gas atmosphere for sputtering such as. When using the electron beam method, a starting material for forming a surface barrier layer may be placed in a vapor deposition port and irradiated with an electron beam to perform vapor deposition. The numerical range of the layer thickness of the surface barrier layer 204 in the present invention is one of the important factors for effectively achieving the object of the present invention. If the layer thickness of the surface barrier layer 204 is too thin, it will not be able to effectively block the inflow of charges from the surface side to the photoconductive layer 202 when charging treatment is performed on the surface; If it is too thick, the photoconductive layer 202 will be damaged by electromagnetic wave irradiation during electromagnetic wave irradiation.
The function of allowing recombination of the photocarrier generated inside the surface charge and the surface charge becomes insufficient.
Therefore, in either case, the object of the present invention cannot be effectively achieved. In view of the above points, the thickness of the surface barrier layer 204 to effectively achieve the object of the present invention is usually 30 Å to 5 μ, preferably 50 Å to 2 μ. Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 3 installed in a completely shielded clean room, a photoconductive member having the layered structure shown in FIG. 1 was produced by the following operations. A molybdenum (substrate) 302 having a surface cleaned and having a thickness of 0.5 mm and a square size of 10 cm was firmly fixed to a fixing member 303 at a predetermined position in the deposition chamber 301 . Targets 305 and 306 are polycrystalline high purity silicon (99.999%) and high purity graphite (99.999%).
It is installed above. Shutter 308 is closed. The substrate 302 is heated with an accuracy of ±0.5° C. by a heater 304 inside the fixing member 303. Temperature measured with thermocouple (almeru cromel)
The backside of the substrate was directly measured by the method. Next, after confirming that all valves in the system are closed, the main valve 331 is fully opened to create a vacuum of about 1.5 x 10 -7 torr (all valves in the system are closed at this time). , auxiliary valve 32
9 and outflow valves 324, 325, 326, 3
27, 328 are opened and flow meters 337, 33
After the inside of 8, 339, 340, 341 is sufficiently deaerated, the outflow valve 324, 325, 326, 32
7,328 were closed. Here, the heater 304
It is turned on and the board temperature is set to 250℃. Next, valve 316 of BF 3 gas cylinder 311 diluted to 5 vol% with Ar and valve 31 of B 2 H 6 gas cylinder 313 diluted to 5 vol% with Ar.
8 gradually open the outlet pressure gauges 334 and 336.
Adjust the pressure to 1Kg/cm 2 and open the inflow valves 321, 3.
Gradually open 23 and install flow meters 339 and 341.
BF 3 /Ar gas and B 2 H 6 /Ar gas were flowed into the chamber. Subsequently, the outflow valves 326 and 328 were gradually opened, and then the auxiliary valve 329 was gradually opened. At this time, the inflow valves 321 and 32 are adjusted so that the ratio of the BF 3 /Ar gas flow rate to the B 2 H 6 /Ar gas flow rate is 1:1.
3 was adjusted. Next, the opening of the auxiliary valve 329 was adjusted to maintain the inside of the chamber 301 at 1×10 −2 torr. Room 3
After the internal pressure of 01 has stabilized, the main valve 331 is gradually closed, and the indication on the Pirani gauge 342 is
The aperture was narrowed down to 0.2 torr. After confirming that the gas inflow is stable and the internal pressure is stable, turn on the high frequency power supply 34.
Turn on the switch 3 and connect the electrodes 303 and 30.
High frequency power is input between 8 and 30 with an input power of 25W.
Glow discharge was generated within 1. The intermediate layer was formed by continuing the glow discharge for about 5 minutes in this manner. The thickness of the intermediate layer thus formed is approximately 400 Å. After that, the high frequency power supply 343 is turned off, the discharge is temporarily stopped, and the valves 316, 318, 321, 323, and 3
26 and 328 were closed and the valve 331 was fully opened. After the inside of the chamber 301 is sufficiently vacuum degassed, the valve 3
29, then open the valve 314 of the SiH 4 gas (purity 99.999%) cylinder 309 diluted to 10 vol% with H 2 and the valve 315 of the B 2 H 6 gas cylinder 310 diluted to 100 vppm with H 2 , and open the outlet. The pressures of the pressure gauges 332 and 333 were adjusted to 1 Kg/cm 2 , and the inflow valves 319 and 320 were gradually opened to allow SiH 4 gas and B 2 H 6 gas to flow into the flow meters 337 and 338. Subsequently, the outflow valves 324, 325
was gradually opened, and then the auxiliary valve 329 was gradually opened. At this time, SiH 4 /H 2 gas flow rate and B 2 H 6 /
The inlet valves 319 and 320 were adjusted so that the H 2 gas flow rate ratio was 100:1. Next, the opening of the auxiliary valve 329 was adjusted while observing the reading on the Pirani gauge 342, and the auxiliary valve 329 was opened until the inside of the chamber 301 reached 1×10 −2 torr. After the internal pressure of the chamber 801 became stable, the main valve 331 was gradually closed and the opening was throttled until the reading on the Pirani gauge 342 reached 0.5 torr. After confirming that the gas inflow is stable and the internal pressure is stable, turn on the high frequency power supply 343 while keeping the shutter 308 closed.
13.56MHz high frequency power is applied between the electrodes 303 and 308 to generate glow discharge in the chamber 301,
The input power was 10W. The glow discharge was continued for about 10 hours to form a photoconductive layer with a thickness of about 15 μm. Finally, turn off the heater 304,
The high frequency power supply 343 is also turned off, the outflow valves 324, 325 and the inflow valves 319, 320 are closed, the main valve 331 is fully opened, and the chamber 30
After reducing the temperature inside 1 to below 10 -5 torr, the main valve 33
1 was closed, and after waiting for the substrate temperature to reach 50° C., the inside of the chamber 301 was brought to atmospheric pressure by the leak valve 330, and the substrate was taken out. The photoconductive member thus obtained was placed in an experimental charging exposure apparatus. Corona charging was performed at 6KV and image exposure was performed. A halogen lamp was used as the light source, and the light intensity was approximately 1.2 lux.sec. Immediately thereafter, a good toner image was obtained on the photoconductive member surface by cascading a chargeable developer (including toner and carrier) onto the photoconductive member surface. The toner image on the photoconductive member is
Transferred onto transfer paper with 5.0KV corona charging,
Clear images with excellent resolution and good gradation reproducibility were obtained. Further, even when image formation was performed repeatedly, no change occurred in the image quality when comparing the first and second or subsequent times. Furthermore, no deterioration in image characteristics was observed even after the above process was repeated 50,000 times. On the other hand, although the charging polarity was reversed, that is, corona charging was performed at 6 KV, image exposure was performed, and cascade development was performed using a charged developer, but no good image was obtained. Example 2 An intermediate layer and a photoconductive layer were formed on a molybdenum substrate according to the same conditions and procedures as in Example 1. After that, turn off the heater 304 and high frequency power supply 343.
After waiting for the substrate temperature to reach 50°C, the outflow valves 324, 325 and the inflow valves 319, 3
20 and fully open the main valve 331 to open chamber 3.
After sufficiently degassing the inside of 01, argon (purity
99.999%) After opening the valve 317 of the gas cylinder 312 and adjusting the reading of the outlet pressure gauge 335 to be 1 Kg/cm 2 , the inflow valve 322 is opened.
Subsequently, the outflow valve 327 was gradually opened to allow argon gas to flow into the deposition chamber 301. The outflow valve 327 is gradually opened until the Pirani gauge 342 indicates 5×10 -4 torr. After the flow rate stabilizes in this state, the main valve 331 is gradually closed and the indoor pressure is reduced to 1×10 -4 torr. The aperture was narrowed down to -2 torr. Next, after opening the shutter 308 and confirming that the flow meter 340 is stable, the high frequency power source 343 is turned on, and a connection is made between the targets 305, 306 and the fixed member 303.
13.56MHz, 100W AC power was input. Under these conditions, the layers were formed while performing matching so that stable discharge could continue. Discharge was continued in this manner for 1 minute to form a surface barrier layer with a thickness of 100 Å. After that, the high frequency power supply 343 is turned off and the outflow valve 327
and close the inflow valve 322 and main valve 331
After fully opening the chamber 301 to bring the pressure within the chamber 301 below 10 -5 torr, the main valve 331 was closed, and the chamber 301 was brought to atmospheric pressure by the league valve 330, and the substrate was taken out. The photoconductive member prepared in this way was installed in the same experimental charging exposure apparatus as in Example 1),
When image formation, development, and transfer were carried out in exactly the same manner, a clear image with excellent resolving power and good gradation reproducibility and a higher density than in Example 1 was obtained. or,
The repeatability was also good. Furthermore, Example 1)
An attempt was made to form an image by reversing the charge polarity in the same manner as above, but a good image could not be obtained. Example 3 Example 1 except for changing the thickness of the intermediate layer)
A photoconductive member was formed in exactly the same manner. When this photoconductive member was subjected to image formation by polar charging in the same manner as in Example 1), the results shown in Table 1 were obtained.

【表】 ○ 優 △ 良 × 不可
[Table] ○ Excellent △ Good × Poor

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

第1図及び第2図は各々本発明の光導電部材の
好適な実施態様例の層構成を説明する為の模式的
説明図、第3図は本発明の光導電部材を作成する
為の装置を説明する為の模式的説明図である。 100,200…光導電部材、101,201
…支持体、102,202…光導電層、103,
203…中間層、204…表面障壁層。
1 and 2 are schematic illustrations for explaining the layer structure of preferred embodiments of the photoconductive member of the present invention, and FIG. 3 is an apparatus for producing the photoconductive member of the present invention. FIG. 2 is a schematic explanatory diagram for explaining. 100,200...Photoconductive member, 101,201
...Support, 102,202...Photoconductive layer, 103,
203...Intermediate layer, 204...Surface barrier layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 支持体と、シリコン原子を母体とし水素原子
又はハロゲン原子の少くともいずれか一方を含む
アモルフアス材料で構成されている光導層と、前
記支持体と前記光導電層の中間に存在し、前記支
持体側より、前記光導電層側にキヤリヤが注入さ
れるのを防止すべく機能する中間層とを有する光
導電部材に於て、前記中間層がボロン原子を母体
とし、かつ水素原子及びハロゲン原子を含有する
アモルフアス材料で構成されていることを特徴と
する光導電部材。 2 中間層に含有されている水素原子の量とハロ
ゲン原子の量の和が1乃至50atomic%であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の光
導電部材。 3 中間層の厚みが30Å乃至1μである特許請求
の範囲第1項に記載の光導電部材。 4 光導電層上にあつて、表面より光導電層中に
キヤリヤが注入されるのを防止すべく機能する表
面障壁層をさらに有する第1項乃至第3項に記載
の光導電部材。 5 表面障壁層が、シリコン原子を母体とし、炭
素原子、窒素原子及び酸素原子の中から選択され
る原子の少なくとも一種とを含む非晶質材料で構
成されている特許請求の範囲第4項に記載の光導
電部材。 6 表面障壁層が水素原子又はハロゲン原子のい
ずれか一方を少なくとも含む特許請求の範囲第5
項に記載の光導電部材。 7 表面障壁層が、電気絶縁性の金属酸化物で構
成されている特許請求の範囲第4項に記載の光導
電部材。
[Scope of Claims] 1. A support, a photoconductive layer made of an amorphous material based on silicon atoms and containing at least one of hydrogen atoms or halogen atoms, and an intermediate between the support and the photoconductive layer. and an intermediate layer that functions to prevent carrier from being injected from the support side to the photoconductive layer side, wherein the intermediate layer has boron atoms as a matrix, and A photoconductive member comprising an amorphous material containing hydrogen atoms and halogen atoms. 2. The photoconductive member according to claim 1, wherein the sum of the amount of hydrogen atoms and the amount of halogen atoms contained in the intermediate layer is 1 to 50 atomic %. 3. The photoconductive member according to claim 1, wherein the intermediate layer has a thickness of 30 Å to 1 μ. 4. The photoconductive member according to items 1 to 3, further comprising a surface barrier layer on the photoconductive layer, which functions to prevent carrier from being injected into the photoconductive layer from the surface. 5. According to claim 4, the surface barrier layer is made of an amorphous material containing silicon atoms as a matrix and at least one type of atom selected from carbon atoms, nitrogen atoms, and oxygen atoms. The photoconductive member described. 6 Claim 5 in which the surface barrier layer contains at least either hydrogen atoms or halogen atoms
The photoconductive member described in . 7. The photoconductive member according to claim 4, wherein the surface barrier layer is composed of an electrically insulating metal oxide.
JP56003594A 1981-01-09 1981-01-13 Photoconductive member Granted JPS57118251A (en)

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JP56003594A JPS57118251A (en) 1981-01-13 1981-01-13 Photoconductive member
DE19823200376 DE3200376A1 (en) 1981-01-09 1982-01-08 PHOTO-CONDUCTIVE ELEMENT
US06/631,006 US4525442A (en) 1981-01-09 1984-07-16 Photoconductive member containing an amorphous boron layer

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