JPS6410066B2 - - Google Patents
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
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- G03G5/082—Photoconductive 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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Description
【発明の詳細な説明】
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)
のような電磁波に感受性のある電子写真用光導電
部材に関する。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to light (here, light in a broad sense, including ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, X-rays, γ-rays, etc.)
The present invention relates to photoconductive members for electrophotography that are sensitive to electromagnetic waves such as.
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
電層を構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、殊に最近開発
の進歩に著しい半導体レーザの発光波長特性にマ
ツチングした吸収スペク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真用像形成部
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。 As photoconductive materials constituting photoconductive layers in solid-state imaging devices, electrophotographic image forming members in the image forming field, document reading devices, etc., highly sensitive,
It has a high signal-to-noise ratio [photocurrent (Ip)/dark current (Id)] and has absorption spectrum characteristics that match the spectrum characteristics of the irradiated electromagnetic waves, especially the emission wavelength characteristics of semiconductor lasers, which have seen remarkable progress in development recently. The solid-state imaging device must have a certain absorption spectrum characteristic, have fast photoresponsiveness, have a desired dark resistance value, be non-polluting to the human body during use, and furthermore, solid-state imaging devices must have a certain afterimage. Characteristics such as being able to easily process within a certain amount of time are required. 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.
このよう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。 Based on this point, 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.
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。 However, conventional photoconductive members having a photoconductive layer 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.
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、このよう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
を発するようになる等の不都合な点が少なくなか
つた。 For example, when applied to electrophotographic image forming members, 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 inconveniences such as the so-called ghost phenomenon in which an afterimage occurs due to the accumulation of images.
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。 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.
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
ような所望の電気的、光学的及び光導電的特性が
得られるように工夫される必要がある。 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.
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に使用される光
導電部材としての適応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
ン原体を母体とし、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(非晶質材料)、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、光導電性を示す
非晶質層の層構成を特定化し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
材として光感度及び画質安定性に於いて著しく優
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。 The present invention has been made in view of the above points, and includes a
-As a result of comprehensive research and study on Si from the viewpoint of its adaptability and applicability as a photoconductive member used in electrophotographic image forming members, we found that silicon is used as a base material and hydrogen atoms ( Amorphous material (amorphous material) containing at least either one of H) or halogen atom (X), so-called hydrogenated amorphous silicon, halogenated amorphous silicon, or halogen-containing hydrogenated amorphous silicon [hereinafter referred to as "hydrogenated amorphous silicon"] As a generic notation for a-Si(H,
A photoconductive member produced by specifying the layer structure of the amorphous layer that exhibits photoconductivity is not only fully usable for practical use, but is also incomparable with conventional photoconductive members. It has been found that it is superior in most respects when compared, especially as a photoconductive member for electrophotography, and has significantly superior characteristics in terms of photosensitivity and image quality stability. Based on.
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こさず、残留電位が
全く又は殆んど観測されない電子写真用光導電部
材を提供することを主たる目的とする。 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, has excellent resistance to light fatigue, and does not cause deterioration even after repeated use. First, the main object is to provide a photoconductive member for electrophotography in which no or almost no residual potential is observed.
本発明の別の目的は、全可視光域に於いて光感
度が高く、且つ光応答性の速い電子写真用光導電
部材を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography that has high photosensitivity in the entire visible light range and quick photoresponsiveness.
本発明の他の目的は、電子写真用の像形成部材
として適用した場合、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り、且つ多湿雰
囲気中でもその特性の低下が殆んど観測されない
優れた電子写真特性を有する電子写真用光導電部
材を提供することである。 Another object of the present invention is to provide 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 for electrophotography, which has sufficient electrophotographic properties and has excellent electrophotographic properties with almost no deterioration of the properties observed even in a humid atmosphere.
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光導電部材
を提供することである。 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.
本発明の電子写真用光導電部材は、光導電部材
用の支持体と、シリコン原子を母体とする非晶質
材料で構成され、光導電性を示す非晶質層とを有
する光導電部材に於いて、前記非晶質層は、少な
くともその一部に酸素原子を含有し、酸素原子の
分布が、層の厚み方向には連続的に変化している
層領域を有し、前記酸素原子は、前記支持体の設
けられてある側の方に多く分布している事を特徴
とする。 The photoconductive member for electrophotography of the present invention includes a support for the photoconductive member and an amorphous layer that is composed of an amorphous material having silicon atoms as a matrix and exhibits photoconductivity. The amorphous layer contains oxygen atoms in at least a portion thereof, and has a layer region in which the distribution of oxygen atoms changes continuously in the thickness direction of the layer, and the oxygen atoms are , is characterized in that it is more distributed on the side where the support is provided.
上述したような層構成を取るようにして設計さ
れた本発明の電子写真用光導電部材は、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。 The photoconductive member for electrophotography of the present invention designed to have the above-described layer structure can solve all of the problems described above, and has extremely excellent electrical, optical, and photoconductive properties. and usage environment characteristics.
本発明の電子写真用光導電部材は、電子写真用
像形成部材としての使用にあつて、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、多湿雰囲気中でもその電気的特性
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ことが出来
る。 When used as an electrophotographic image forming member, the photoconductive member for electrophotography of the present invention has excellent charge retention ability during charging processing, has no influence of residual potential on image formation, and can be used even in a humid atmosphere. Its electrical characteristics are stable, it is highly sensitive, it has a high signal-to-noise ratio, and it has excellent resistance to light fatigue and repeated use.
A high-quality visible image with high density, clear halftones, and high resolution can be obtained.
以下、図面に従つて、本発明の電子写真用光導
電部材(以下、単に“光導電部材”と称する。)
に就いて詳細に説明する。 Hereinafter, according to the drawings, a photoconductive member for electrophotography of the present invention (hereinafter simply referred to as "photoconductive member") will be described.
This will be explained in detail.
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。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically shown to explain a basic configuration example of a photoconductive member of the present invention.
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、必要に応じて設
けられる障壁層102、該障壁層102に直接接
触した状態に設けられている非晶質層103とで
構成され、該非晶質層103は少なくともその一
部に酸素原子を含有する層領域を有し、該層領域
に於ける酸素原子の分布が前記支持体101の表
面に略々平行な面内では実質的に均一であり、層
の厚み方向には不均一であつて、且つ前記分布が
連続的に変化している領域を有し、前記層領域に
含有されている酸素原子が該層領域中央よりも支
持体101の設けてある表面側の方に多く分布し
ている。更に、好ましい実施態様例に於いては、
該層領域全体に於ける酸素原子の含有量Otが0.05
〜30atomic%であり、且つ該層領域の支持体1
01の設けてある側の表面又は該表面近傍に、そ
の値が0.3〜60atomic%の範囲にある分布量のピ
ークがあるようにされている。 The photoconductive member 100 shown in FIG. 1 includes a barrier layer 102 provided as necessary on a support 101 for the photoconductive member, and an amorphous layer provided in direct contact with the barrier layer 102. The amorphous layer 103 has a layer region containing oxygen atoms in at least a part thereof, and the distribution of oxygen atoms in the layer region is approximately similar to the surface of the support 101. Oxygen atoms contained in the layer region are substantially uniform in parallel planes, are non-uniform in the thickness direction of the layer, and have a region in which the distribution changes continuously. is distributed more on the surface side where the support 101 is provided than on the center of the layer region. Furthermore, in a preferred embodiment,
The content of oxygen atoms in the entire layer region Ot is 0.05
~30 atomic%, and the support 1 of the layer region
The peak of the distribution amount is in the range of 0.3 to 60 atomic % on the surface where 01 is provided or in the vicinity of the surface.
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。 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.
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、該誘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。 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 dielectrically treated surface side.
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
よう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、このように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。 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 when 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, from the viewpoint of manufacturing and handling of the support, mechanical strength, etc.,
It is considered to be 10μ or more.
障壁層102は、支持体101の側から非晶質
層103側方向へのフリーキヤリアの流入を効果
的に防止し且つ電磁波照射時に於いて電磁波の照
射によつて非晶質層103中に生じ、支持体10
1の側に向かつて移動するフオトキヤリアの非晶
質層103の側から支持体101の側への通過を
容易に許す機能を有するものである。 The barrier layer 102 effectively prevents free carriers from flowing from the support 101 side to the amorphous layer 103 side, and prevents free carriers from flowing into the amorphous layer 103 due to electromagnetic wave irradiation. , support 10
It has a function of easily allowing the photo carrier moving toward the support body 101 to pass from the amorphous layer 103 side to the support body 101 side.
障壁層102は、上記したような機能を有する
ものであるが、支持体101上に非晶質層103
を直接設けることにより、支持体101と非晶質
層103との間に形成される界面に於いて、上記
のような障壁層102と同様な機能が充分発揮さ
れるのであれば、本発明に於いては、障壁層10
2を強いて設ける必要はない。 The barrier layer 102 has the above-mentioned function, but the amorphous layer 103 is formed on the support 101.
If a function similar to that of the barrier layer 102 described above can be sufficiently exhibited at the interface formed between the support 101 and the amorphous layer 103 by directly providing the barrier layer 102, the present invention is applicable. In this case, the barrier layer 10
There is no need to force the provision of 2.
又、非晶質層103の支持体101側の表面層
領域に酸素原子を充分量含有させてやることによ
つて、非晶質層103の一部の層領域に障壁層1
02と同様の機能を荷わせることが出来、その際
の酸素原子の含有量としては、斯かる機能を発揮
する層領域に於いてシリコン原子に対して、通常
は39〜66atomic%、好適には42〜66atomic%、
最適には48〜66atomic%とされるのが望ましい
ものである。 Further, by containing a sufficient amount of oxygen atoms in the surface layer region of the amorphous layer 103 on the side of the support 101, the barrier layer 1 is formed in a part of the layer region of the amorphous layer 103.
It is possible to provide the same function as 02, and the content of oxygen atoms in this case is usually 39 to 66 atomic%, preferably 39 to 66 atomic%, relative to silicon atoms in the layer region that exhibits this function. is 42~66 atomic%,
Optimally, it is desirable to set it to 48 to 66 atomic%.
障壁層102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<これらを総称してa−〔Six(C、
N、O〕1-x〕y(H、X)1-yと表記する(但し、0
<x<1、0<y<1)>又は、電気絶縁性の金
属酸化物或いは電気絶縁性の有機化合物で構成さ
れる。 The barrier layer 102 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. Material <These are collectively referred to as a-[Si x (C,
N, O〕 1-x 〕 y (H, X) Written as 1-y (however, 0
<x<1, 0<y<1)> or is composed of an electrically insulating metal oxide or an electrically insulating organic compound.
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。 In the present invention, preferred halogen atoms (X) are F, Cl, Br, and I, with F and Cl being particularly preferred.
上記障壁層102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-b)cH1-c、
a−(SidC1-d)eX1-e、
a−(SifC1-f)g(H+X)1-g、
窒素系の非晶質材料として
a−SihN1-h、
a−(SiiN1-i)jH1-j、
a−(SikN1-k)lX1-l、
a−(SinN1-n)o(H+X)1-o、
酸素系の非晶質材料として
a−SipO1-p、
a−(SipO1-p)qH1-q、
a−(SirO1-r)sX1-s、
a−(SitO1-t)u(H+X)1-u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)。 Specifically, examples of amorphous materials that can be effectively used in the present invention as the amorphous material constituting the barrier layer 102 include carbon-based amorphous materials such as a-Si a C 1-a , a-( Si b C 1-b ) c H 1-c , a-(Si d C 1-d ) e X 1-e , a-(Si f C 1-f ) g (H+X) 1-g , nitrogen-based As amorphous materials, a-Si h N 1-h , a-(Si i N 1-i ) j H 1-j , a-(Si k N 1-k ) l X 1-l , a-(Si n N 1-n ) o (H+X) 1-o , as an oxygen-based amorphous material a-Si p O 1-p , a-(Si p O 1-p ) q H 1-q , a-( Si r O 1 - r ) s Examples include amorphous materials containing at least two types of atoms 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).
これ等の非晶質材料は層構成の最適化設計に依
る障壁層102に要求される特性及び該障壁層1
02上に積重される非晶質層103との連続約作
成の容易さ等によつて適宜最適なものが選択され
る。殊に特性からすれば、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。 These amorphous materials have the characteristics required for the barrier layer 102 and the barrier layer 1 depending on the optimized design of the layer configuration.
The optimum one is selected depending on the ease of creating a continuous layer with the amorphous layer 103 stacked on 02 and the like. In particular, from the viewpoint of properties, it is more preferable to select carbon-based or nitrogen-based amorphous materials.
障壁層102を上記の非晶質材料で構成する場
合の層形成法としてはグロー放電法、スパッター
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。 When the barrier layer 102 is made of the above-mentioned amorphous material, the layer formation method may be a glow discharge method, a sputtering method, an ion implantation method, an ion plating method, an electron beam method, or the like. .
グロー放電法によつて障壁層102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。 In order to form the barrier layer 102 by the glow discharge method, the raw material gas for forming the amorphous material is mixed with a dilution gas at a predetermined mixing ratio as necessary;
The support 101 is introduced into a deposition chamber for vacuum deposition in which the support 101 is installed, and the introduced gas is turned into gas plasma by generating a glow discharge, thereby forming the support 101.
The amorphous material described above may be deposited thereon.
本発明に於いて、炭素系の非晶質材料で構成さ
れる障壁層102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2〜5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。 In the present invention, SiH 4 and Si 2 containing Si and H as constituent atoms are effectively used as the raw material gas for forming the barrier layer 102 made of a carbon-based amorphous material. Silicon hydride gas such as silanes such as H 6 , Si 3 H 8 , Si 4 H 10 , etc., saturated hydrocarbons containing C and H as constituent atoms, e.g. 1 to 5 carbon atoms, 2 carbon atoms -5 ethylene hydrocarbons, C2-4 acetylene hydrocarbons, and the like.
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(C4H6)、イソブチレン(C4H8)、ペンテ
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。 Specifically, saturated hydrocarbons include methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), propane (C 3 H 8 ), n
-Butane (n - C4H10 ) , pentane ( C5H12 ), ethylene hydrocarbons include ethylene ( C2H4 ),
Propylene (C 3 H 6 ), butene-1 (C 4 H 8 ), butene-2 (C 4 H 6 ), isobutylene (C 4 H 8 ), pentene (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.
SiとCとHとを構成原子とする原料ガスとして
は、Si(CH3)4、Si(C2H5)4等のケイ化アルキルを
挙げることが出来る。これらの原料ガスの他、H
導入用の原料ガスとしては勿論H2も有効なのと
して使用される。 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, H2 is also effective as the raw material gas for introduction.
障壁層102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
等を挙げる事が出来る。 Among the raw material gases for layer formation to configure the barrier layer 102 from a carbon-based amorphous material containing halogen atoms, raw material gases for introducing halogen atoms include, for example, simple halogen, hydrogen halide, and interhalogen compounds. , silicon halide, halogen-substituted silicon hydride, and the like.
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、ClF3、
BrF5、BrF3、IF3、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、SiH3Cl、SiH3Br、SiH2Br2、SiHBr3
等々を挙げることが出来る。 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 3 ,
BrF 5 , BrF 3 , IF 3 , 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 Cl, SiH 3 Br, SiH 2 Br 2 , SiHBr 3
etc. can be mentioned.
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(CH3)4、Si(C2H5)4等のケイ化
アルキルやSiCl(CH3)3、SiCl2(Cl3)2、、
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。 In addition to these, CCl 4 , CHF 3 , CH 2 F 2 , CH 3 F,
Halogen-substituted paraffin 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 (Cl 3 ) 2 , etc.
Derivatives of silanes such as halogen-containing alkyl silicides such as SiCl 3 CH 3 may also be mentioned as useful.
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
び必要に応じてハロゲン原子及び水素原子とが含
有されるように、障壁層形成の際に所望に従つて
選択されて使用される。 These barrier layer forming substances are used during the formation of the 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. be selected and used as desired.
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(CH3)4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等を所定の混合比のガス状態で障
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-f)g(X+H)1-
gから成る障壁層を形成することが出来る。 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 , SiH2Cl2 ,
Alternatively, a-(Si f C 1-f ) g (X+H) 1 can be obtained by introducing SiH 3 Cl or the like in a gaseous state at a predetermined mixing ratio into a device system for forming a barrier layer to generate a glow discharge. -
A barrier layer consisting of g can be formed.
窒素系の非晶質材料で障壁層102を構成する
のにグロー放電法を採用する場合には、先に挙げ
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、障壁層102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
子とする域いは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。 When employing the glow discharge method to form the barrier layer 102 with a nitrogen-based amorphous material, select the desired material from the materials listed above for forming the barrier layer, and add Then, 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 barrier layer 102 include those containing N as a constituent atom, or nitrogen (for example) containing N and H as constituent atoms. N _ _ _ _ _ _ Nitrogen compounds such as compounds can be mentioned. 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.
酸素系の非晶質材料で障壁層102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、障壁層102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るものに酸素原子
導入用の出発物質が加えられる。そのような酸素
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。 When forming the barrier layer 102 using an oxygen-based amorphous material by a glow discharge method, the starting materials that serve as the raw material gas for forming the barrier layer 102 include the above-mentioned barrier layer. Starting materials for introducing oxygen atoms are added to those selected as desired from among the starting materials for formation. As such a starting material for introducing oxygen atoms, most of the gaseous substances containing at least oxygen atoms or gasified substances that can be gasified can be used.
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つの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。 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
and a raw material gas containing three constituent atoms of H can be used in combination.
又、別には、SiとHとを構成原子とする原料ガ
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。 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.
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。 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 ), Si, O, and H as constituent atoms, such as disiloxane (H 3 SiOSiH 3 ), trisiloxane ( Examples include lower siloxanes such as H 3 SiOSiH 2 OSiH 3 ).
上記したように、グロー放電法によつて障壁層
102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
構成された障壁層102を形成することが出来
る。障壁層102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(CH3)4、SiCl2(CH3)2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
(CH3)4−SiH4系、SiCl2(CH3)2−SiH4系等の混
合ガスを挙げることが出来る。 As described above, when forming the barrier layer 102 by the glow discharge method, a desired structure having desired characteristics can be obtained by selecting and using various starting materials for forming the barrier layer from among the above-mentioned materials. A barrier layer 102 can be formed of a material. Specifically, a good combination of starting materials when forming the barrier layer 102 by a glow discharge method includes a single gas such as Si( CH3 ) 4 , SiCl2 ( CH3 ) 2, or SiH4 -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 system, Si
Examples include mixed gases such as (CH 3 ) 4 -SiH 4 system and SiCl 2 (CH 3 ) 2 -SiH 4 system.
スパツターリング法によつて炭素系の非晶質材
料で構成される障壁層102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。 To form the barrier layer 102 made of a carbon-based amorphous material by the sputtering method, a monocrystalline or polycrystalline Si wafer or a C wafer or a mixture of Si and C is used. This can be carried out by sputtering a wafer as a target in various gas atmospheres.
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、スパツター用の堆
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。 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. The Si wafer may be sputtered by introducing the gas into a deposition chamber and forming a gas plasma of these gases.
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。 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.
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
も有効なガスとして使用され得る。 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 sputtering method.
スパツターリング法によつて窒素系の非晶質材
料で構成される障壁層102を形成するには、単
結晶又は多結晶のSiウエーハー又はSi3N4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ッターリングすることによつ
て行えば良い。 To form the barrier layer 102 made of a nitrogen-based amorphous material by the sputtering method, a single crystal or polycrystalline Si wafer, a Si 3 N 4 wafer, or a mixture of Si and Si 3 N 4 is used. This can be carried out by sputtering these wafers in various gas atmospheres, using them as targets.
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、スパツター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。 For example, if a Si wafer is used as a target, nitrogen atoms and optionally hydrogen atoms or/and
and a 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 deposition chamber for sputtering,
The Si wafer may be sputtered by forming a gas plasma of these gases.
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
ー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。 Alternatively, it can be diluted as a sputtering gas by using separate targets for Si and Si 3 N 4 or by using a single target formed by mixing Si and Si 3 N 4 . This is done by sputtering in a gas atmosphere or in a gas atmosphere containing at least H atoms and/or X atoms.
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。 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.
スパツターリング法によつて酸素系の非晶質材
料で構成される障壁層102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。 To form the barrier layer 102 made of an oxygen-based amorphous material by the sputtering method, a single crystal or polycrystalline Si wafer, a SiO 2 wafer, or a mixture of Si and SiO 2 is used. This can be carried out by sputtering a wafer or a SiO 2 wafer in various gas atmospheres.
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、スパツター用の
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。 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 diluent gas as necessary and introduced into a deposition chamber for sputtering, and a gas plasma of these gases is formed to sputter the Si wafer. All you have to do is ring it.
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、スパツター用のガ
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。 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 diluent gas as a sputtering gas or at least This is accomplished by sputtering in a gas atmosphere containing 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.
本発明に於いて、障壁層102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。 In the present invention, the diluent gas used when forming the barrier layer 102 by a glow discharge method or a sputtering method is a so-called rare gas such as He,
Preferable examples include Ne, Ar, and the like.
本発明に於ける障壁層102は、その要求され
る特性が所望通りに与えられるように注意深く形
成される。 Barrier layer 102 in the present invention is carefully formed to provide the desired properties.
即ち、SiとC、N、Oの中の少なくとも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ように、その作成条
件の選択が厳密に成される。 In other words, a substance containing at least one of Si, C, N, and O, and optionally H or/and , in terms of electrical properties, the properties range from conductivity to semiconductivity to insulation.
In addition, since each exhibits properties ranging from photoconductive properties to non-photoconductive properties, in the present invention, the preparation conditions are selected so that a non-photoconductive amorphous material is formed. done strictly.
本発明の障壁層102を構成する非晶質材料は
障壁層102の機能が、支持体101側から非晶
質層103側へのフリーキヤリアの注入を阻止
し、且つ非晶質層103中で発生したフオトキヤ
リアが移動して支持体101側に通過するのを容
易に許すことを果た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。 The amorphous material constituting the barrier layer 102 of the present invention has the function of blocking the injection of free carriers from the support 101 side to the amorphous layer 103 side, and preventing the injection of free carriers in the amorphous layer 103. Since it is intended to easily allow the generated photo carrier to move and pass to the support body 101 side, it is formed to exhibit electrically insulating behavior.
又、非晶質層103中で発生したフオトキヤリ
アが障壁層102中を通過する際、その通過がス
ムーズに成される程度に通過するキヤリアに対す
る易動度(mobility)の値を有するものとして障
壁層102が形成される。 Further, when the photocarrier generated in the amorphous layer 103 passes through the barrier layer 102, the barrier has a mobility value with respect to the passing carrier to such an extent that the photocarrier passes through the barrier layer 102 smoothly. Layer 102 is formed.
上記のような特性を有する前記の非晶質材料か
ら成る障壁層102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
を挙げることが出来る。 An important factor in the layer forming conditions for forming the barrier layer 102 made of the amorphous material having the above characteristics is the temperature of the support during layer forming.
即ち、支持体101の表面に前記非晶質材料か
ら成る障壁層102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
に作成され得るように層形成時の支持体温度が厳
密に制御される。 That is, when forming the barrier layer 102 made of the amorphous material on the surface of the support 101, the temperature of the support during layer formation is an important factor that influences the structure and characteristics 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 produced as desired.
本発明に於ける目的が効果的に達成される為の
障壁層102を形成する際の支持体温度として
は、障壁層102の形成法に併せて適宜最適範囲
が選択されて、障壁層102の形成が実行される
が、通常の場合、100℃〜300℃、好適には、150
℃〜250℃とされるのが望ましいものである。障
壁層102の形成には、同一系内で障壁層102
から非晶質層103、更には必要に応じて非晶質
層103上に形成される第3の層まで連続的に形
成することが出来る。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
の層形成法で障壁層102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、作成される障壁層102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。 In order to effectively achieve the purpose of the present invention, the optimal range of the support temperature when forming the barrier layer 102 is selected as appropriate in accordance with the method of forming the barrier layer 102. Formation is carried out, typically between 100°C and 300°C, preferably at 150°C.
It is desirable that the temperature is between ℃ and 250℃. For forming the barrier layer 102, the barrier layer 102 is formed in the same system.
The amorphous layer 103 can be formed continuously from the amorphous layer 103 to the third layer formed on the amorphous layer 103 if necessary. Glow discharge method and sputtering method are advantageous because delicate control of the composition ratio of atoms constituting each layer and control of layer thickness are relatively easy compared to other methods. When forming the barrier layer 102 using these layer forming methods,
Similar to the support temperature described above, discharge power and gas pressure during layer formation can be cited as important factors that influence the characteristics of the barrier layer 102 to be created.
本発明に於ける目的が効果的に達成される為の
特性を有する障壁層102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、好適には8
×10-3〜0.5Torr程度とされるのが望ましい。 The discharge power conditions for effectively creating the barrier layer 102 with good productivity, which has the characteristics to effectively achieve the purpose of the present invention, are usually 1.
-300W, preferably 2-150W, and the gas pressure in the deposition chamber is usually 3 x 10 -3 -5Torr, preferably 8
It is desirable that it be approximately ×10 -3 to 0.5 Torr.
本発明の光導電部材に於ける障壁層102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、障壁層102の作成
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。 The amounts of carbon atoms, nitrogen atoms, oxygen atoms, hydrogen atoms, and halogen atoms contained in the barrier layer 102 in the photoconductive member of the present invention, as well as the conditions for forming the barrier layer 102, achieve the object of the present invention. This is an important factor in forming a barrier layer with desired properties.
障壁層102をa−SiaC1-aで構成する場合に
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%、
好適には7〜75atomic%、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−(SidC1-d)eX1-e又
a−(SifC1-f)g(H+X)1-gで構成する場合には、
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0.82〜
0.99、最適には0.85〜0.98とされる。 When the barrier layer 102 is composed of a-Si a C 1-a , the content of carbon atoms is usually 60 to 90 atomic %, preferably 65 to 80 atomic %, based on silicon atoms.
Preferably 7 to 75 atomic%, 0.1 to 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 ) c H 1-c , the carbon atom content is usually 30 to 0.3. 90atomic%, preferably 40-90atomic%, optimally 50-80atomic%,
The hydrogen atom content is usually 1 to 40 atomic
%, preferably 2 to 35 atomic%, optimally 5 to 35 atomic%
When expressed in 30atomic%, b, c, b is usually 0.1 to 0.5, preferably 0.1 to 0.35, optimally 0.15 to
0.3, c is usually 0.60 to 0.99, preferably 0.65 to 0.98,
The optimum value is 0.7 to 0.95, and when composed of a-(Si d C 1-d ) e X 1-e or a-(Si f C 1-f ) g (H+X) 1-g ,
The content of carbon atoms 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 to 20 atomic%, preferably 1 to 18 atomic%, optimally 2 to 15 atomic%.
When both halogen atoms and hydrogen atoms are contained, the hydrogen atom content is usually
19 atomic% or less, preferably 13 atomic% or less, and in the representation of d, e, f, g, d and f are usually
0.1 to 0.47, preferably 0.1 to 0.35, optimally 0.15 to
0.3, e, and g are usually 0.8 to 0.99, preferably 0.82 to
0.99, optimally 0.85 to 0.98.
障壁層102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0.40〜0.57、好適には0.5〜0.57とさ
れる。 When the barrier layer 102 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 0.40 to 0.57, preferably 0.5 to 0.57.
a−(SiiN1-i)jH1-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0.7〜0.95とされ、
a−(SikN1-k)lH1-l又はa−(SinN1-n)n(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kl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。 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 if expressed as i and j, i is usually 0.43 to 0.6, preferably 0.43 to 0.5, and j is usually 0.65 to 0.98, preferably 0.7 to 0.95,
a-(Si k N 1-k ) l H 1-l or a-(Si n N 1-n ) n(H+
X) When composed of 1-o , the content of nitrogen atoms is
Usually 30-60 atomic%, preferably 40-60 atomic%,
The content of halogen atoms or the combined content of halogen atoms and hydrogen atoms is usually 1 to 20 atomic%, preferably 2 to 15 atomic%, and the content of hydrogen atoms when both halogen atoms and hydrogen atoms are contained. The amount is usually less than 19 atomic%, preferably 13 atomic%.
In the representation of k, l, m, and n, kl is 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.
障壁層102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。 When the barrier layer 102 is made of an oxygen-based amorphous material, first, in a-Si p O 1-p , the content of oxygen atoms is 60 to 67 atomic with respect to silicon atoms.
%, preferably 63 to 67 atomic %, and in terms of O, it is usually 0.33 to 0.40, preferably 0.33 to 0.37.
a−(SipO1-p)qH1-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0.33〜0.37、qとして通常0.65〜0.98、好
適には0.70〜0.95である。 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 0.37, and q is usually 0.65 to 0.98, preferably 0.70 to 0.95.
a−(SirO1-r)sX1-s、又はa−(SitO1-t)u(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0.33〜0.37、t、uとしては通常0.80〜0.99、
好適には0.85〜0.98とされる。 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 content of halogen atoms or the combined content of halogen atoms and hydrogen atoms is usually 1 to 1.
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, r, s, t,
In the representation of u, r and s are usually 0.33 to 0.40, preferably 0.33 to 0.37, and t and u are usually 0.80 to 0.99.
It is preferably 0.85 to 0.98.
本発明に於いて、障壁層102を構成する電気
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種以上を併用して障壁層を
形成しても良いものである。 In the present invention, the electrically insulating metal oxide constituting the barrier layer 102 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 and MgO. Two or more of these may be used in combination to form a barrier layer.
電気絶縁性の金属酸化物で構成される障壁層1
02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。 Barrier layer 1 made of electrically insulating metal oxide
02 is formed by vacuum evaporation method, 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.
例えば、スパツタリング法によつて障壁層10
2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として、He、Ne、Ar等
のスパツター用のガス雰囲気中でスパツタリング
することによつて行えば良い。 For example, the barrier layer 10 can be formed by sputtering.
2 can be formed by sputtering using a wafer as a starting material for forming a barrier layer as a target in an atmosphere of a sputtering gas such as He, Ne, Ar, or the like.
エレクトロンビーム法を用いる場合には障壁層
形成用の出発物質を蒸着ボ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が、支持
体101側から非晶質層103中へのキヤリアの
流入を阻止し、且つ非晶質層103中で発生した
フオトキヤリアが移動して支持体101側に通過
するのを容易に許すこととを果たすものであるこ
とから、電気絶縁性的挙動を示すものとして形成
される。 When using the electron beam method, the starting material for forming the barrier layer may be placed in a vapor deposition boat and irradiated with an electron beam for vapor deposition. The material exhibits electrically insulating behavior because it serves to prevent the photocarriers generated in the amorphous layer 103 from moving and to easily pass through to the support 101 side. is formed as.
障壁層102の層厚の数値範囲は、その要求さ
れる特性を効果的に得る為の重要な因子の1つで
ある。 The numerical range of the layer thickness of the barrier layer 102 is one of the important factors for effectively obtaining the required characteristics.
障壁層102の層厚が充分過ぎる程に薄いと、
支持体101の側からの非晶質層103側方向
へ、又は非晶質層103側から支持体101側方
向へのフリーキヤリアの流入を阻止する働きが充
分果たし得なくなり、又、充分過ぎる程以上に厚
いと、非晶質層103中に於いて生ずるフオトキ
ヤリアの支持体101の側への通過する確率を極
めて小さくなり、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。 If the layer thickness of the barrier layer 102 is sufficiently thin,
If the flow of free carriers from the side of the support 101 toward the amorphous layer 103 or from the side of the amorphous layer 103 toward the side of the support 101 cannot be sufficiently achieved, or if the If it is thicker than this, the probability that the photo carrier generated in the amorphous layer 103 will pass to the side of the support 101 becomes extremely small, and therefore, in any case, the object of the present invention cannot be effectively achieved. becomes impossible to achieve.
上記の点に鑑みて本発明の目的を効果的に達成
する為の障壁層102の層厚としては、通常の場
合、30〜1000Å、好適には、50〜600Åである。 In view of the above points, the thickness of the barrier layer 102 to effectively achieve the object of the present invention is usually 30 to 1000 Å, preferably 50 to 600 Å.
本発明に於いて、その目的を効果的に達成する
為に、障壁層102上に設けられる非晶質層10
3は下記に示す半導体特性を有するa−Si(H、
X)で構成され、その層厚方向に後述するような
分布状態を以つて酸素原子がドーピングされてい
る。 In the present invention, in order to effectively achieve the purpose, an amorphous layer 10 provided on the barrier layer 102 is used.
3 is a-Si(H,
X), and oxygen atoms are doped in the layer thickness direction in a distribution state as described below.
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-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-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。 A p - type a-Si (H,
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-type a-Si(H,X)...Contains only a donor. Or one that contains both donor and acceptor and has a high donor concentration (Nd).
n-型a−Si(H、X)……のタイプに於い
てドナーの濃度(Nd)が低い、所謂インドー
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。 An n - type a-Si (H,
i型a−Si(H、X)……NaNdOのも
の又は、NaNdのもの。 i-type a-Si(H,X)...NaNdO or NaNd.
本発明において、非晶質層100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。 In the present invention, specific examples of the halogen atoms (X) contained in the amorphous layer 100 include fluorine, chlorine, bromine, and iodine, with fluorine and chlorine being particularly preferred. I can do it.
本発明の電子写真用光導電部材100に於いて
は、その好適な例では、非晶質層103中には、
その分布が支持体101の表面に略々平行な面内
では、実質的に均一であり、層の厚み方向には不
均一であつて、前記層領域に含有されている酸素
原子が該層領域中央よりも支持体101の設けて
ある表面側の方に多く分布し、その値が0.3〜
67atomic%の範囲にある分量のピークを支持体
101の設けてある側の表面又は該表面近傍に有
する層領域が形成されている。 In the electrophotographic photoconductive member 100 of the present invention, in a preferred example, the amorphous layer 103 includes:
The distribution is substantially uniform in a plane substantially parallel to the surface of the support 101, and is non-uniform in the thickness direction of the layer, so that the oxygen atoms contained in the layer region are It is more distributed on the surface side where the support body 101 is provided than in the center, and the value is 0.3 ~
A layer region is formed that has a peak amount in the range of 67 atomic % on or near the surface of the support 101.
第2図乃至第8図には、非晶質層103中に含
有される酸素原子の非晶質層103の層厚方向の
分布状態の典型例が示される。 2 to 8 show typical examples of the distribution of oxygen atoms contained in the amorphous layer 103 in the thickness direction of the amorphous layer 103.
第2図乃至第8図に於いて縦軸は、非晶質層1
03の層厚tを示しt0は支持体101又は障壁層
102等の他のものと非晶質層103との界面位
置(下部表面位置)をtsは、自由表面104側の
非晶質層103の界面位置(上部表面位置)(第
1図に於いては自由表面104の位置)を各々表
し、tpからtsに向かうに従つて層厚tの厚くなる
ことを示し、横軸は、非晶質層103の層厚方向
の任意位置に於ける酸素原子の分布量Cを示し、
矢印方向に分布量の多いことが示される。 In FIGS. 2 to 8, the vertical axis represents the amorphous layer 1
03 is the layer thickness t, t0 is the interface position (lower surface position) between the support 101 or other material such as the barrier layer 102, and the amorphous layer 103, and ts is the layer thickness t of the amorphous layer on the free surface 104 side. The interface position (upper surface position) of the layer 103 (the position of the free surface 104 in FIG. 1) is represented respectively, and the layer thickness t increases from tp to ts , and the horizontal axis represents the distribution amount C of oxygen atoms at any position in the layer thickness direction of the amorphous layer 103,
It is shown that the amount of distribution is large in the direction of the arrow.
第2図に示す例に於いては、非晶質層103中
に含有される酸素原子の該層103中での分布状
態は、下部表面位置t0より位置t1に至るまで分布
量C1で一定であり、位置t1より上部表面tsに至る
までに、分布量C2より一次関数的に分布量が減
少し、上部表面位置tsに至つて、実質的に酸素原
子の含有量が0になつている。 In the example shown in FIG. 2, the distribution state of oxygen atoms contained in the amorphous layer 103 in the layer 103 is a distribution amount C 1 from the lower surface position t 0 to the position t 1 . From the position t 1 to the upper surface t s , the distribution amount decreases in a linear function from the distribution amount C 2 , and at the upper surface position t s , the content of oxygen atoms substantially decreases. has become 0.
本発明に於いて、上記のように非晶質層103
のある層厚位置に於いて、酸素原子の含有量が実
質的に0であるということは、その部分の層領域
に於いては、酸素原子の量が検出限界以下である
ことを示し、実際には、酸素原子が検出限界量以
下で含まれている場合も含むものである。 In the present invention, as described above, the amorphous layer 103
The fact that the content of oxygen atoms is essentially 0 at a certain layer thickness indicates that the amount of oxygen atoms is below the detection limit in that layer region, and it is actually This also includes cases where oxygen atoms are contained in amounts below the detection limit.
現在のところ、我々の技術レベルに於いては、
酸素原子の量の検出限界は、シリコン原子に対し
て200atomic ppmである。 At present, at our technological level,
The detection limit for the amount of oxygen atoms is 200 atomic ppm relative to silicon atoms.
従つて、酸素原子の含有量が実質的に0である
ということは、酸素原子が200atomic ppm未満
含まれている場合も含むものである。 Therefore, the fact that the oxygen atom content is substantially 0 includes cases where the oxygen atom content is less than 200 atomic ppm.
第2図の例に於いては、層厚位置t0とt1との間
に於ける酸素原子の分布量Cを極端に多くするこ
とによつて、非晶質層103の下部表面層領域に
障壁層の機能を充分持たせることが出来る。 In the example shown in FIG. 2, by extremely increasing the distribution amount C of oxygen atoms between layer thickness positions t0 and t1 , the lower surface layer region of the amorphous layer 103 can have a sufficient barrier layer function.
第3図に示す例に於いては、下部表面位置t0よ
り位置t1に至るまでは分布量C1で一定であり、位
置t1より上部表面位置tsに至るに従つて、ゆるや
かなカーブを描いて徐々に減少する分布状態を取
つている。 In the example shown in FIG. 3, the distribution amount C 1 is constant from the lower surface position t 0 to the position t 1 , and gradually increases from the position t 1 to the upper surface position t s . The distribution follows a curve and gradually decreases.
第4図に示す例に於いては、t0からt1までは、
分布量C1で一定であり、t1よりt2に至るに従つ
て、分布量が一次関数的に減少し、t2とtsとの間
では、分布量C2で一定となつている。 In the example shown in Figure 4, from t 0 to t 1 ,
The distribution amount C is constant at 1 , the distribution amount decreases in a linear function from t 1 to t 2 , and the distribution amount C 2 is constant between t 2 and t s . .
上部表面層領域(図のt2とtsとの間の部分)に
於ける分布量C2を障壁機能が発揮される程度に
充分量酸素原子を含有させてやれば、非晶質層の
上部表面層領域に障壁層の機能を持たせることが
充分出来る。 If the distribution amount C 2 in the upper surface layer region (the part between t 2 and t s in the figure) is made to contain enough oxygen atoms to exhibit the barrier function, the amorphous layer It is possible to sufficiently provide the upper surface layer region with the function of a barrier layer.
第4図に示す例の場合、非晶質層の両表面側に
於いて、酸素原子の分布量Cが内部に較べて極端
に多くしてあり、非晶質層の両側表面層領域に於
いて、障壁層の機能が充分果たせるようになつて
いる。 In the case of the example shown in FIG. 4, the distribution amount C of oxygen atoms on both surface sides of the amorphous layer is extremely large compared to the inside. It has become possible for the barrier layer to fully perform its function.
第5図に示す例に於いては、t0よりt2に至るま
では、第3図に示したのと類似の分布状態を取つ
ているが、t2とtsとの間に於いて、分布量が急激
に増大し、C2なる値を有するように全体の分布
状態が選択されている。 In the example shown in Figure 5, from t 0 to t 2 the distribution state is similar to that shown in Figure 3, but between t 2 and t s , the overall distribution state is selected such that the distribution amount increases rapidly and has a value of C 2 .
第6図の例は、t0よりt3までは、第3図に示し
た例の分布状態と類似の分布状態を取つている
が、t3とt2との間に於いて酸素原子の含有量が、
実質的に0の層領域が形成されていて、t2とtsと
の間では、多量の酸素原子が含有されて、分布量
C2を得るようにされている。 The example in Figure 6 has a distribution state similar to that of the example shown in Figure 3 from t 0 to t 3 , but between t 3 and t 2 , the oxygen atoms The content is
A layer region of substantially 0 is formed, and a large amount of oxygen atoms are contained between t 2 and t s , and the distribution amount is
C is to get 2 .
第7図に示される例に於いては、t0とt1の間で
は、分布量C1で一定であり、t1とt2との間では、
t1側より分布量C3から分布量C4まで一次関数的に
減少し、t2とtsの間では再び分布量が増大して一
定値C2を取るような例が示されている。 In the example shown in FIG. 7, between t 0 and t 1 , the distribution amount C 1 is constant, and between t 1 and t 2 ,
An example is shown in which the distribution amount decreases linearly from the distribution amount C 3 to the distribution amount C 4 from the t 1 side, and the distribution amount increases again between t 2 and t s and takes a constant value C 2 . .
第8図に示す例に於いては、t0とt1との間に於
いては、一定の分布量C1を取り、又t2とtsとの間
でも一定の分布量C2を取つた分布状態を成しt2と
t1との間は、t1側から層中央に至るに従つて、
徐々に減少し、該層中央よりt2に至るまでに徐々
に増大し、t2に於いて分布量C4を取るような分布
状態を形成している。 In the example shown in Figure 8, a constant distribution amount C 1 is taken between t 0 and t 1 , and a constant distribution amount C 2 is taken between t 2 and t s . The distribution state taken is t 2 and
From the t 1 side to the center of the layer,
The distribution state is such that it gradually decreases, gradually increases from the center of the layer until t 2 , and takes a distribution amount C 4 at t 2 .
本発明に於いては、第2図乃至第8図で説明し
たような非晶質層の支持体側の表面又は該表面近
傍に、非晶質層の中央部より階段に多い分布量を
取るピークを有する層領域を有するものであり、
更に、必要に応じては、非晶質層の支持体とは反
対側の表面領域にも、層中央部よりも極端に含有
量が多い層領域が形成される。 In the present invention, a peak having a distribution amount that is larger in steps than in the center of the amorphous layer on the surface of the amorphous layer on the support side or near the surface as explained in FIGS. 2 to 8 is obtained. It has a layer region having
Furthermore, if necessary, a layer region having an extremely higher content than the central portion of the layer is also formed in the surface region of the amorphous layer on the side opposite to the support.
本発明に於いては、非晶質層の下部表面又は該
表面近傍には、障壁層の機能を充分発揮させ得る
ような層領域が形成されているのが望ましい。 In the present invention, it is desirable that a layer region is formed at or near the lower surface of the amorphous layer so that the function of the barrier layer can be sufficiently exhibited.
この場合、該層領域が有する分布量のピークの
値は、前記したように通常は0.3〜67atomic%と
され、好適には0.5〜67atomic%、最適には1.0〜
67atomic%の範囲とされるのが望ましい。 In this case, the peak value of the distribution amount of the layer region is usually 0.3 to 67 atomic%, preferably 0.5 to 67 atomic%, and optimally 1.0 to 67 atomic%, as described above.
It is desirable that the range is 67 atomic%.
本発明の光導電部材に於いて、非晶質層103
中に含有される酸素原子は、前記したように、非
晶質層103の層厚方向にその含有量の分布が不
均一であり、且つ下部層領域の近傍より非晶質層
中央部に至るに従つて、その分布量が減少してい
るような分布状態を取り得るように非晶質層中に
含有され得るものであるが、形成される非晶質層
103全体に於いて含有される酸素原子の含有量
も本発明の所期の目的を達成するのに重要な因子
の1つである。 In the photoconductive member of the present invention, the amorphous layer 103
As described above, the content of oxygen atoms contained in the amorphous layer 103 is unevenly distributed in the thickness direction, and extends from the vicinity of the lower layer region to the center of the amorphous layer. Therefore, although it can be contained in the amorphous layer so that the distribution state can be such that the amount of distribution is reduced, it is contained in the entire amorphous layer 103 that is formed. The content of oxygen atoms is also one of the important factors in achieving the intended purpose of the present invention.
本発明に於いて、非晶質層103中に含有され
る酸素原子の全量の値は、通常は、前記した0.05
〜30atomic%の範囲の値を取り得るものであり、
更には、好適に0.05〜20atomic%、最適には0.05
〜10atomic%の範囲から選択されるのが望まし
い。 In the present invention, the value of the total amount of oxygen atoms contained in the amorphous layer 103 is usually 0.05 as described above.
It can take values in the range ~30atomic%,
Furthermore, preferably 0.05 to 20 atomic%, optimally 0.05
It is desirable to select from a range of ~10 atomic%.
本発明に於いて、主としてa−Si(H、X)で
構成される非晶質層103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、非晶質層を形成するには、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。 In the present invention, in order to form the amorphous layer 103 mainly composed of a-Si (H, It is made by a deposition method. For example, in order to form an amorphous layer by the glow discharge method, the internal pressure of the raw material gas for introducing hydrogen atoms and/or for introducing halogen atoms is reduced, along with the raw material gas for Si generation that can generate Si. A glow discharge is generated in the deposition chamber to form a layer of a-Si(H, .
酸素原子を形成される層中に導入するには、層
の成長に併せて、酸素原子導入用の原料ガスを層
の形成時に前記堆積室内に導入してやれば良い。
又、スパツタ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リ
ング用の堆積室に導入してやれば良い。この際に
於ける非晶質層中への酸素原子の導入法として
は、層の成長に併せて、察素原子導入用の原料ガ
スを層形成時に前記堆積室中に導入してやるか、
又は、層形成時に、予め堆積室中に設けた、酸素
原子導入用のターゲツトをスパツタリングしてや
ることが挙げられる。 In order to introduce oxygen atoms into the layer to be formed, a raw material gas for introducing oxygen atoms may be introduced into the deposition chamber at the time of forming the layer, in conjunction with the growth of the layer.
In addition, when forming by a 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, hydrogen atoms or / Then, a gas for introducing halogen atoms may be introduced into a deposition chamber for sputtering. At this time, the method for introducing oxygen atoms into the amorphous layer is to introduce a raw material gas for introducing oxygen atoms into the deposition chamber at the time of layer formation, in conjunction with the growth of the layer;
Alternatively, when forming the layer, a target for introducing oxygen atoms, which has been provided in advance in the deposition chamber, may be sputtered.
本発明に於いて非晶質層を形成する際に使用さ
れるSi生成原料ガスとしては、SiH4、Si2H6、
Si3H6、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。 In the present invention, the Si generation raw material gas used when forming the amorphous layer includes SiH 4 , Si 2 H 6 ,
Gaseous or gasifiable silicon hydrides (silanes), such as Si 3 H 6 and Si 4 H 10 , can be effectively used. SiH 4 ·Si 2 H 6 is preferred in terms of high production efficiency.
本発明に於いて非晶質層を形成する際に使用さ
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。 In the present invention, many halogen compounds are effective as the raw material gas for introducing halogen atoms used when forming the amorphous layer, such as halogen gas, halides, interhalogen compounds,
Preferred examples include gaseous or gasifiable halogen compounds such as halogen-substituted silane derivatives.
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ことが出来る。 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.
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。 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.
ハロゲンを含む硅素化合物、所謂、ハロゲンで
置換されたシラン誘導体としては、体的的には例
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。 Preferred examples of silicon compounds containing halogens, so-called halogen-substituted silane derivatives include silicon halides such as SiF 4 , Si 2 F 6 , SiCl 4 , and SiBr 4 . .
このよう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から成る非晶質層を形
成する事が出来る。 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, an amorphous layer made of a-Si:X can be formed on a predetermined support.
グロー放電法に従つて、ハロゲン原子を含む非
晶質層を製造する場合、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等のガスとを所定の混合比とガス流量になる
ようにして非晶質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
上に非晶質層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。 When manufacturing an amorphous layer containing halogen atoms according to the glow discharge method, basically silicon halide gas, which is a raw material gas for Si generation, and Ar, H 2 ,
By introducing a gas such as He into a deposition chamber in which an amorphous layer is formed at a predetermined mixing ratio and gas flow rate, a glow discharge is generated to form a plasma atmosphere of these gases. Therefore, an amorphous layer can be formed on a predetermined support, but in order to introduce hydrogen atoms, a predetermined amount of silicon compound gas containing hydrogen atoms is also mixed with these gases to form a layer. It may be formed.
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)から成る非晶
質層を形成するには、例えばスパツタリング法の
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
よつて加熱蒸発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。 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 an amorphous layer made of a-Si(H, 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 (EB method). This can be done by heating and evaporating the flying evaporated material using a method such as the method (method), etc., and passing the flying evaporated material through a predetermined gas plasma atmosphere.
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。 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.
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。 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.
形成される非晶質層中に層厚方向に所望の分布
状態を以つて含有される酸素原子は、グロー放電
法、イオンプレーテイング法或いは反応スパツタ
リング法によつて非晶質層を形成する場合には、
酸素原子導入用の原料ガスを層の形成時に層の成
長に併せて所望の流量に従つて層形成用の堆積室
中に導入してやれば良い。 Oxygen atoms contained in the amorphous layer to be formed in a desired distribution state in the layer thickness direction can be obtained when the amorphous layer is formed by a glow discharge method, an ion plating method, or a reactive sputtering method. for,
The raw material gas for introducing oxygen atoms may be introduced into the deposition chamber for layer formation at a desired flow rate in accordance with the growth of the layer during formation of the layer.
又、スパツタリング法によつて非晶質層を形成
する場合には、上記の他、酸素原子導入用のター
ゲツトを前記堆積室内に設けて置き、層の成長に
併せて前記ターゲツトをスパツタリングしてやれ
ば良い。 When forming an amorphous layer by sputtering, in addition to the above, a target for introducing oxygen atoms may be provided in the deposition chamber, and the target may be sputtered as the layer grows. .
本発明に於いて、酸素原子導入用の原料ガスと
して有効に使用されるものとしては、酸素
(O2)、オゾン(O3)、SiとOとOH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。 In the present invention, oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), Si, O, and OH are constituent atoms that are effectively used as the raw material gas for introducing oxygen atoms. Examples include lower siloxanes such as disiloxane (H 3 SiOSiH 3 ) and trisiloxane (H 3 SiOSiH 2 OSiH 3 ).
又、酸素原子導入用のターゲツトを形成し得る
材料として、本発明に於いて有効に使用されるの
は、SiO2、SiO等である。 Further, as materials capable of forming a target for introducing oxygen atoms, SiO 2 , SiO, etc. are effectively used in the present invention.
本発明に於いては、非晶質層を形成する際に使
用される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非
晶質層形成用の出発物質として挙げる事が出来
る。 In the present invention, the above-mentioned halogen compounds or halogen-containing silicon compounds are effectively used as the raw material gas for introducing halogen used when forming the amorphous layer. In addition, hydrogen halides such as HF, HCl, HBr, and HI, SiH 2 F 2 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 ,
Halogen-substituted silicon hydrides such as SiH 2 Br 2 and SiHBr 3 ,
Gaseous or gasifiable halides containing hydrogen atoms as one of their constituents can also be mentioned as effective starting materials for forming the amorphous layer.
これ等の水素原子を含むハロゲン化物は、非晶
質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。 These halides containing hydrogen atoms introduce hydrogen atoms, which are extremely effective in controlling electrical or photoelectric properties, at the same time as halogen atoms are introduced into the layer when forming an amorphous layer, so the present invention It is used as a suitable raw material for introducing halogen.
水素原子を非晶質層中に構造的に導入するに
は、上記の他にH2、或いはSiH4、Si2H6、
Si3H8、Si4H10等の水素化硅素のガスを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。 In order to structurally introduce hydrogen atoms into the amorphous layer, in addition to the above, H 2 , SiH 4 , Si 2 H 6 ,
This can also be done by causing a discharge by causing a silicon hydride gas such as Si 3 H 8 or Si 4 H 10 to coexist with a silicon compound for producing Si in a deposition chamber.
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、所定の特性を有し、主としてa−Si
(H、X)から成る非晶質層が形成される。 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. has certain characteristics, mainly a-Si
An amorphous layer consisting of (H,X) is formed.
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。 Furthermore, B 2 H 6 , which also serves as impurity doping,
Gases such as PH 3 and PF 3 can also be introduced.
本発明に於いて、形成される光導電部材の非晶
質層中に含有される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。 In the present invention, the amount of H or X contained in the amorphous 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 to set it to ×30 atomic%.
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。 The amount of H and/or All you have to do is control the force.
非晶質層をn型傾向又はp型傾向或いはi型と
するには、グロー放電法や反応スパツタリング法
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。 In order to make the amorphous layer have an n-type tendency, a p-type tendency, or an i-type tendency, an n-type impurity, a p-type impurity, or both impurities are formed during layer formation by a glow discharge method, a reactive sputtering method, etc. This is accomplished by doping the layer in a controlled amount.
非晶質層中にドーピングされる不純物として
は、非晶質層をi型又はp型傾向にするには、周
期律表第族Aの元素、例えば、B、Al、Ga、
In、Tl等が好適なのとして挙げられる。 In order to make the amorphous layer i-type or p-type, impurities doped into the amorphous layer include elements of group A of the periodic table, such as B, Al, Ga,
Suitable examples include In and Tl.
n型傾向にする場合には、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。 In the case of an n-type tendency, suitable elements include elements of group A of the periodic table, such as N, P, As, Sb, and Bi.
本発明に於いて、所望の伝導型を有する為に、
非晶質層中に導入される不純物の量としては、周
期律表第族Aの不純物の場合には3×
10-2atomic%以下の量範囲でドーピングしてや
れば良く、周期律表第族Aの不純物の場合には
5×10-3atomic%以下の量範囲でドーピングし
てやれば良い。 In the present invention, in order to have a desired conductivity type,
The amount of impurities introduced into the amorphous layer is 3× in the case of impurities in group A of the periodic table.
Doping may be done in an amount range of 10 -2 atomic % or less, and in the case of impurities in group A of the periodic table, doping may be done in an amount range of 5×10 -3 atomic % or less.
非晶質層103の層厚は、非晶質層103中で
発生されるフオトキヤリアが効率良く輸送される
よう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。 The layer thickness of the amorphous layer 103 is appropriately determined as desired so that the photocarriers generated in the amorphous layer 103 are efficiently transported, and is usually 3 to 3.
The thickness is 100μ, preferably 5 to 50μ.
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9図に示す装置を用い、以下の如き操作
によつて電子写真用像形成部材を作製した。Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 9 installed in a completely shielded clean room, an electrophotographic image forming member was produced by the following operations.
表面が清浄にされた0.5mm厚10cm角のモリブデ
ン板(基板)909をグロー放電堆積室901内
の所定位置にある固定部材903に堅固に固定し
た。基板909は、固定部材903内の加熱ヒー
ター908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−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。 A molybdenum plate (substrate) 909 having a surface cleaned and having a thickness of 0.5 mm and 10 cm square was firmly fixed to a fixing member 903 at a predetermined position in the glow discharge deposition chamber 901 . The substrate 909 is heated with an accuracy of ±0.5° C. by a heater 908 within the fixing member 903.
Temperature was measured directly on the backside of the substrate by a thermocouple (alumel-chromel).
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910を全開して、室
901内が排気され、約5×10-6Torrの真空度
にした。その後ヒーター908の入力電圧を上昇
させ、モリブデン基板温度を検地しながら入力電
圧を変化させ、250℃の一定値になるまで安定さ
せた。 Next, after confirming that all valves in the system were closed, the main valve 910 was fully opened to evacuate the chamber 901 to a degree of vacuum of approximately 5×10 -6 Torr. Thereafter, the input voltage of the heater 908 was increased, and the input voltage was varied while detecting the temperature of the molybdenum substrate until it stabilized at a constant value of 250°C.
その後補助バルブ941、次いで流出バルブ9
26,927,929及び流入バルブ921,9
22,924を全開しマスフローコントローラー
916,917,919内も十分脱気真空状態に
された。補助バルブ941、バルブ926,92
7,929,921,922,924を閉じた
後、H2で10vol%に稀釈されたSiH4ガス(純度
99.999%、以後SiH4(10)/H2と略す。)のボンベ9
11のバルブ931、O2ガス(純度99.999%)の
ボンベ914のバルブ934を開け出口圧ゲージ
936,939の圧を1Kg/cm2に調整し、流入バ
ルブ921,924を徐々に開けマスフローコン
トローラー916,919内へSiH4(10)/H2ガス、
O2ガスを各々流入させた。引続いて、流出バル
ブ926,929を徐々に開け、次いで補助バル
ブ941を徐々に開けた。このときSiH4(10)/H2
ガス流量とO2ガス流量比が10:1になるように
マスフローコントローラー916,919を調整
した。次にピラニーゲージ942の読みを注視し
ながら補助バルブ941の開口を調整し、室90
1内が1×10-2Torrになるまで補助バルブ94
1を開けた。 Then the auxiliary valve 941 and then the outflow valve 9
26,927,929 and inflow valve 921,9
22,924 were fully opened, and the mass flow controllers 916, 917, and 919 were also sufficiently degassed to a vacuum state. Auxiliary valve 941, valves 926, 92
After closing 7,929,921,922,924, SiH4 gas diluted to 10 vol% with H2 (purity
99.999%, hereinafter abbreviated as SiH 4 (10)/H 2 . ) cylinder 9
Open the valve 931 of 11 and the valve 934 of the O 2 gas (purity 99.999%) cylinder 914, adjust the pressure of the outlet pressure gauges 936, 939 to 1 Kg/cm 2 , gradually open the inflow valves 921, 924, and gradually open the mass flow controller 916. , SiH 4 (10)/H 2 gas into 919,
O2 gas was injected into each. Subsequently, the outflow valves 926 and 929 were gradually opened, and then the auxiliary valve 941 was gradually opened. At this time SiH 4 (10)/H 2
Mass flow controllers 916 and 919 were adjusted so that the ratio of gas flow rate to O 2 gas flow rate was 10:1. Next, while watching the reading on the Pirani gauge 942, adjust the opening of the auxiliary valve 941, and
Auxiliary valve 94 until the inside of 1 becomes 1×10 -2 Torr.
I opened 1.
室901の内圧が安定してからメインバルブ9
10を徐々に閉じ、ピラニーゲージ941の指示
が0.1Torr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、続いてシヤツ
ター(電極を兼ねる。)905を閉にして高周波
電源943のスイツチをON状態にし電極90
3,905間に13.56MHzの高周波電力を投入し、
室901内にグロー放電を発生させ、3Wの入力
電力とした。 After the internal pressure in the chamber 901 is stabilized, the main valve 9
10 was gradually closed, and the aperture was narrowed down until the reading on the Pirani gauge 941 became 0.1 Torr. After confirming that the gas inflow is stable and the internal pressure is stable, the shutter 905 (which also serves as an electrode) is closed, the high frequency power source 943 is turned on, and the electrode 90 is turned on.
Injecting 13.56MHz high frequency power between 3,905 and
A glow discharge was generated in the chamber 901, and the input power was 3W.
上記条件を10分間保つてモリブデン基板上に下
部障壁層を600Åの厚さに形成した後、高周波電
源943をoff状態とし、グロー放電を中止させ
た状態で流出バルブ929を閉じ、次にHeで
0.1vol%に稀釈されたO2ガス(純度99.999%、以
下O2(0.1)/Heと略す。)ボンベ912のバルブ
932を通じて1Kg/cm2のガス圧(出口圧ゲージ
937の読み)で、流入バルブ922、流出バル
ブ927を徐々に開いてマスフローコントローラ
ー917にO2(0.1)/Heガスを流し、マスフロ
ーコンローラー916,917の調整によつて
O2(0.1)/HeガスとSiH4(10)/H2ガス流量比が
1:1になるように調整した。引き続き再び高周
波電源943をON状態にしてグロー放電を再開
させた。そのときの入力電力を10Wにした。 After forming a lower barrier layer with a thickness of 600 Å on the molybdenum substrate by maintaining the above conditions for 10 minutes, the high frequency power source 943 is turned off, and the outflow valve 929 is closed while the glow discharge is stopped.
O 2 gas (purity 99.999%, hereinafter abbreviated as O 2 ( 0.1 )/He) diluted to 0.1 vol. Gradually open the inflow valve 922 and outflow valve 927 to flow O 2 (0.1)/He gas into the mass flow controller 917, and by adjusting the mass flow controllers 916 and 917.
The flow ratio of O 2 (0.1)/He gas and SiH 4 (10)/H 2 gas was adjusted to 1:1. Subsequently, the high frequency power supply 943 was turned on again to restart glow discharge. The input power at that time was 10W.
上記条件で下部障壁層上に光導電層を堆積し始
めると同時に3時間に亘つてマスフローコントロ
ーラー917の流量設定値を連続的に減少させ3
時間後のSiH4(10)/H2ガス流量とO2(0.1)/Heガ
ス流量比が10:0.3になるように調整した。この
ようにして3時間層形成を行つた後、加熱ヒータ
ー908をoff状態にし、高周波電源943もoff
状態とし、基板温度が100℃になるのを待つてか
ら流出バルブ926,927及び流入バルブ92
1,922,924を閉じ、メインバルブ910
を全開にして、室901内を10-5Torr以下にし
た後、メインバルブ910を閉じ、室901内を
リークバルブ906によつて大気圧として基板を
取り出した。この場合、形成された層の全厚は約
9μであつた。 Under the above conditions, at the same time as the photoconductive layer was started to be deposited on the lower barrier layer, the flow rate setting value of the mass flow controller 917 was continuously decreased for 3 hours.
The SiH 4 (10)/H 2 gas flow rate and the O 2 (0.1)/He gas flow rate ratio after the time were adjusted to be 10:0.3. After forming the layer in this way for 3 hours, the heating heater 908 is turned off, and the high frequency power source 943 is also turned off.
After waiting for the substrate temperature to reach 100°C, open the outflow valves 926, 927 and the inflow valve 92.
1,922,924 is closed, main valve 910
After fully opening the chamber 901 to bring the pressure within the chamber 901 to 10 -5 Torr or less, the main valve 910 was closed, the chamber 901 was brought to atmospheric pressure by the leak valve 906, and the substrate was taken out. In this case, the total thickness of the formed layer is approximately
It was 9μ.
こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験
装置に設置し、5.5KVで0.2sec間コロナ放電を
行い、直ちに光像も照射した。光像は、タングス
テンランプ光源を用い、1.0lux・secの光量を透
過型のテストチヤートを通して照射させた。 The image forming member thus obtained was placed in a charging exposure experimental device, corona discharge was performed at 5.5 KV for 0.2 seconds, and a light image was also irradiated immediately. The optical image was created using a tungsten lamp light source, and a light intensity of 1.0 lux·sec was irradiated through a transmission type test chart.
その後直ちに、電荷性の現像剤(トナーとキ
ヤリヤーを含む)を部材表面にカスケードするこ
とによつて、部材表面上に良好なトナー画像を得
た。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処、解像力に優れ、諧調再
現性のよい鮮明な高濃度の画像が得られた。 Immediately thereafter, a good toner image was obtained on the member surface by cascading a charged developer (including toner and carrier) onto the member surface. When the toner image on the member was transferred onto transfer paper using 5.0KV corona charging, a clear, high-density image with excellent resolution and good tone reproducibility was obtained.
実施例 2
実施例1と同様にモリブデン基板を設置し続い
て実施例1と同様の操作によつてグロー放電堆積
室901内を5×10-6Torrの真空となし、基板
温度は250℃に保たれた後、実施例1と同様の操
作によつて補助バルブ941、次いで流出バルブ
926,927、及び流入バルブ921,922
を全開し、マスフローコントローラー916,9
17内も十分脱気真空状態にされた。補助バルブ
941、バルブ926,927,921,922
を閉じた後、SiH4(10)/H2ガスのボンベ911の
バルブ931、O2(0.1)/Heガスのボンベ91
2のバルブ932を開け、出口圧ゲージ936,
937の圧を、1Kg/cm2に調整し、流入バルブ9
21,922を徐々に開けてマスフローコントロ
ーラー916,917内へSiH4(10)/H2ガス、O2
(0.1)/Heを各々流入させた。引き続いて、流
出バルブ926,927を徐々に開け、次いで補
助バルブ941を徐々に開けた。このときSiH4
(10)/H2ガス流量とO2(0.1)/Heガス流量比が
1:10になるように流入バルブ921,922を
調整した。Example 2 A molybdenum substrate was installed in the same manner as in Example 1, and then a vacuum of 5×10 -6 Torr was created in the glow discharge deposition chamber 901 by the same operation as in Example 1, and the substrate temperature was raised to 250°C. After being maintained, the auxiliary valve 941, then the outflow valves 926, 927, and the inflow valves 921, 922 are opened by the same operation as in Example 1.
fully open, and mass flow controller 916,9
The interior of No. 17 was also sufficiently degassed and vacuumed. Auxiliary valve 941, valve 926, 927, 921, 922
After closing the valve 931 of SiH 4 (10)/H 2 gas cylinder 911, O 2 (0.1)/He gas cylinder 91
2 valve 932 is opened, and the outlet pressure gauge 936,
Adjust the pressure of 937 to 1Kg/cm 2 and open the inflow valve 9.
Gradually open 21,922 and introduce SiH 4 (10)/H 2 gas, O 2 into mass flow controllers 916, 917.
(0.1)/He were respectively injected. Subsequently, the outflow valves 926 and 927 were gradually opened, and then the auxiliary valve 941 was gradually opened. At this time SiH 4
The inflow valves 921 and 922 were adjusted so that the ratio of the (10)/H 2 gas flow rate and the O 2 (0.1)/He gas flow rate was 1:10.
次にピラニーゲージ942の読みを注視しなが
ら補助バルブ941の開口を調整し、室901内
が1×10-2Torrになるまで補助バルブ941を
開けた。室901内圧が安定してから、メインバ
ルブ910を徐々に閉じ、ピラニーゲージ941
の指示が0.1Torr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、続いて
シヤツター(電極を兼ねる。)905を閉にして
高周波電源943のスイツチをON状態にし、電
極903,905間に13.56MHzの高周波電力を
投入し、室901内にグロー放電を発生させ、
10Wの入力電力とした。上記条件で基板上に光導
電層を堆積し始めると同時に5時間に亘つてマス
フローコントローラー917の流量設定値を連続
的に減少し、5時間後のSiH4(10)/H2ガス流量と
O2(0.1)/Heガス流量比が10:0.3になるように
調整した。 Next, the opening of the auxiliary valve 941 was adjusted while observing the reading on the Pirani gauge 942, and the auxiliary valve 941 was opened until the inside of the chamber 901 reached 1×10 −2 Torr. After the internal pressure of the chamber 901 stabilizes, the main valve 910 is gradually closed, and the Pirani gauge 941 is closed.
The aperture was narrowed down until the reading was 0.1 Torr. After confirming that the gas inflow is stable and the internal pressure is stable, the shutter (also serving as an electrode) 905 is closed and the high frequency power source 943 is turned on, and 13.56 MHz high frequency power is applied between the electrodes 903 and 905. and generate a glow discharge in the chamber 901,
The input power was 10W. At the same time as the photoconductive layer was started to be deposited on the substrate under the above conditions, the flow rate setting value of the mass flow controller 917 was continuously decreased for 5 hours, and the SiH 4 (10)/H 2 gas flow rate after 5 hours was
The O 2 (0.1)/He gas flow ratio was adjusted to 10:0.3.
こうして光導電層を形成した後、加熱ヒーター
908をoff状態にし、高周波電源943もoff状
態とし、基板温度が100℃になるのを待つてから
流出バルブ926,927及び流入バルブ92
1,922を閉じ、メインバルブ910を全開に
して、室901内を10-5Torr以下にした後、メ
インバルブ910を閉じ、室901内をリークバ
ルブ906によつて大気圧として基板を取り出し
た。この場合、形成された層の全厚は約15μであ
つた。この像形成部材に就て、実施例1と同様の
条件及び手順で転写紙上に画像を形成したところ
極めて鮮明な画像が得られた。 After forming the photoconductive layer in this manner, the heating heater 908 is turned off, the high frequency power source 943 is also turned off, and after waiting for the substrate temperature to reach 100°C, the outflow valves 926, 927 and the inflow valve 92 are turned off.
1,922 was closed and the main valve 910 was fully opened to bring the inside of the chamber 901 to 10 -5 Torr or less, then the main valve 910 was closed and the inside of the chamber 901 was brought to atmospheric pressure by the leak valve 906 and the substrate was taken out. . In this case, the total thickness of the layer formed was approximately 15μ. When an image was formed on a transfer paper using this image forming member under the same conditions and procedures as in Example 1, an extremely clear image was obtained.
実施例 3
実施例1と同様の操作、条件でモリブデン基板
上に下部障壁層、光導電層を形成した後、高周波
電源943をoff状態とし、グロー放電を中止さ
せた状態で流出バルブ927を閉じ、次に再び流
出バルブ929を開き、マスフローコントローラ
ー919,196の調整によつてO2ガス流量が
SiH4/H2ガス流量の1/10になるようにし安定化
させた。引き続き再び高周波電源943をON状
態にして、グロー放電を再開させた。そのときの
入力電力も以前と同様3Wにした。Example 3 After forming a lower barrier layer and a photoconductive layer on a molybdenum substrate using the same operations and conditions as in Example 1, the high frequency power source 943 was turned off, and the outflow valve 927 was closed while the glow discharge was stopped. Then, the outflow valve 929 is opened again, and the O 2 gas flow rate is adjusted by adjusting the mass flow controllers 919 and 196.
The flow rate was stabilized at 1/10 of the SiH 4 /H 2 gas flow rate. Subsequently, the high frequency power supply 943 was turned on again to restart the glow discharge. The input power at that time was also 3W as before.
こうしてグロー放電を更に15分間持続させて上
部障壁層を900Åの厚さに形成した後、加熱ヒー
ター908をoff状態にし、高周波電源943も
off状態とし、基板温度が100℃になるのを待つて
から流出バルブ926,929及び流入バルブ9
21,922,924を閉じ、メインバルブ91
0を全開にして、室901内を10-5Torr以下に
した後、メインバルブ910を閉じ、室901内
をリークバルブ906によつて大気圧として基板
をとり出した。この場合形成された層の全厚は約
9μであつた。この像形成部材に就て実施例1と
同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成した
ところ極めて鮮明な画像が得られた。 After continuing the glow discharge for another 15 minutes to form an upper barrier layer with a thickness of 900 Å, the heater 908 is turned off, and the high frequency power source 943 is also turned off.
off state, wait until the substrate temperature reaches 100°C, and then open the outflow valves 926, 929 and the inflow valve 9.
21, 922, 924 and close the main valve 91.
After fully opening the chamber 901 to bring the pressure below 10 -5 Torr, the main valve 910 was closed, and the chamber 901 was brought to atmospheric pressure by the leak valve 906, and the substrate was taken out. The total thickness of the layer formed in this case is approximately
It was 9μ. When an image was formed on a transfer paper using this image forming member under the same conditions and procedures as in Example 1, an extremely clear image was obtained.
実施例 4
実施例2と同様の操作、条件でモリブデン基板
上に光導電層を形成した後、高周波電源943を
off状態としグロー放電を中止させた状態で流出
バルブ927を閉じ、次に再び流出バルブ922
を開き、マスフローコントローラー919,91
6の調整によつてO2ガス流量がSiH4(10)/H2ガス
流量の1/10になるようにし安定化させた。引き続
き再び高周波電源943をON状態にしてグロー
放電を再開させた。そのときの入力電力も以前と
同様3Wにした。Example 4 After forming a photoconductive layer on a molybdenum substrate using the same operations and conditions as in Example 2, the high frequency power source 943 was turned on.
The outflow valve 927 is closed in the off state and the glow discharge is stopped, and then the outflow valve 927 is closed again.
Open the mass flow controller 919, 91
6, the O 2 gas flow rate was stabilized to 1/10 of the SiH 4 (10)/H 2 gas flow rate. Subsequently, the high frequency power supply 943 was turned on again to restart glow discharge. The input power at that time was also 3W as before.
こうしてグロー放電を更に10分間持続させて上
部障壁層を900Åの厚さに形成した後、加熱ヒー
ター908をoff状態にし、高周波電源943も
off状態とし、基板温度が100℃になるのを待つて
から流出バルブ926,929及び流入バルブ9
21,922,924を閉じ、メインバルブ91
0を全開にして、室901内を10-5Torr以下に
した後、メインバルブ910を閉じ、室901内
をリークバルブ906によつて大気圧として基板
にとり出した。この場合、形成された層の全厚は
約15μであつた。この像形成部材に就て実施例1
と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成し
たところ極めて鮮明な画像が得られた。 After continuing the glow discharge for another 10 minutes to form an upper barrier layer with a thickness of 900 Å, the heater 908 is turned off, and the high frequency power source 943 is also turned off.
off state, wait until the substrate temperature reaches 100°C, and then open the outflow valves 926, 929 and the inflow valve 9.
21, 922, 924 and close the main valve 91.
After fully opening the chamber 901 to bring the pressure below 10 -5 Torr, the main valve 910 was closed, and the inside of the chamber 901 was brought to atmospheric pressure through the leak valve 906 and taken out to the substrate. In this case, the total thickness of the layer formed was approximately 15μ. Example 1 of this image forming member
When an image was formed on transfer paper under the same conditions and procedures as above, an extremely clear image was obtained.
実施例 5
実施例1と同様にモリブデン基板を設置し続い
て実施例1と同様の操作によつてグロー放電堆積
室901内を5×10-6Torrの真空となし、基板
温度は250℃に保たれた後実施例1と同様の操作
によつて補助バルブ941、次いで流出バルブ9
26,927、及び流入バルブ921,922を
全開し、マスフローコントローラー916,91
7内も十分脱気真空状態にされた。補助バルブ9
41、バルブ926,927,921,922を
閉じた後、SiH4(10)/H2ガスボンベ911のバル
ブ931、O2(0.1)/Heガスボンベ912のバ
ルブ932を開け、出口圧ゲージ936,937
の圧を1Kg/cm2に調整し、流入バルブ921,9
22を徐々に開けてマスフローコントローラー9
16,917内へ、SiH4(10)/H2ガス、O2
(0.1)/Heを各々流入させた。引き続いて、流
出バルブ926,927を徐々に開け、次いで補
助バルブ941を徐々に開けた。このときSiH4
(10)/H2ガス流量とO2(0.1)/Heガス流量比が
1:10になるように流入バルブ921,922を
調整した。Example 5 A molybdenum substrate was installed in the same manner as in Example 1, and then a vacuum of 5×10 -6 Torr was created in the glow discharge deposition chamber 901 by the same operation as in Example 1, and the substrate temperature was raised to 250°C. After being maintained, the auxiliary valve 941 and then the outflow valve 9 are opened by the same operation as in Example 1.
26, 927 and inflow valves 921, 922, and mass flow controllers 916, 91.
7 was also sufficiently degassed and vacuumed. Auxiliary valve 9
41. After closing the valves 926, 927, 921, 922, open the valve 931 of the SiH 4 (10)/H 2 gas cylinder 911 and the valve 932 of the O 2 (0.1)/He gas cylinder 912, and check the outlet pressure gauges 936, 937.
Adjust the pressure to 1Kg/cm 2 and open the inflow valves 921, 9.
22 gradually open the mass flow controller 9.
16,917 into, SiH 4 (10)/H 2 gas, O 2
(0.1)/He were respectively injected. Subsequently, the outflow valves 926 and 927 were gradually opened, and then the auxiliary valve 941 was gradually opened. At this time SiH 4
The inflow valves 921 and 922 were adjusted so that the ratio of the (10)/H 2 gas flow rate and the O 2 (0.1)/He gas flow rate was 1:10.
次にピラニーゲージ942の読みを注視しなが
ら補助バルブ941の開口を調整し、室901内
が1×10-2Torrになるまで補助バルブ941を
開けた。室901内圧が安定してから、メインバ
ルブ910を徐々に閉じ、ピラニーゲージ941
の指示が0.3Torr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、続いて
シヤツター(電極を兼ねる。)905を閉にして
高周波電源943のスイツチをON状態にし、電
極903,905間に13.56MHzの高周波電力を
投入し、室901内にグロー放電を発生させ、
10Wの入力電力とした。上記条件で基板上に光導
電層を堆積し始めると同時に2.5時間に亘つてマ
スフローコントローラー917の流量設定値を連
続的に減少させて2.5時間後のSiH4(10)/H2ガス流
量とO2(0.1)/Heガス流量比が10:0.3になるよ
うに調整した。その後、30分間同一条件を保つた
後、以前とは逆にマスフローコントローラー91
7の流量設定値を連続的に増加し、2.5時間後の
SiH4(10)/H2ガス流量とO2(0.1)/Heガス流量比
が1:10になるように調整した。 Next, the opening of the auxiliary valve 941 was adjusted while observing the reading on the Pirani gauge 942, and the auxiliary valve 941 was opened until the inside of the chamber 901 reached 1×10 −2 Torr. After the internal pressure of the chamber 901 stabilizes, the main valve 910 is gradually closed, and the Pirani gauge 941 is closed.
The aperture was narrowed down until the reading was 0.3Torr. After confirming that the gas inflow is stable and the internal pressure is stable, the shutter (also serving as an electrode) 905 is closed and the high frequency power source 943 is turned on, and 13.56 MHz high frequency power is applied between the electrodes 903 and 905. and generate a glow discharge in the chamber 901,
The input power was 10W. Under the above conditions, the flow rate setting value of the mass flow controller 917 was continuously decreased for 2.5 hours at the same time as the photoconductive layer was started to be deposited on the substrate. 2 (0.1)/He gas flow rate ratio was adjusted to 10:0.3. After that, after maintaining the same conditions for 30 minutes, change the mass flow controller 91 to
Continuously increase the flow rate setting value of 7, and after 2.5 hours.
The ratio of SiH 4 (10)/H 2 gas flow rate to O 2 (0.1)/He gas flow rate was adjusted to 1:10.
こうして光導電層を形成した後、加熱ヒーター
908をoff状態にし、高周波電源943もoff状
態とし、基板温度が100℃になるのを待つてから
流出バルブ926,927及び流入バルブ92
1,922を閉じ、メインバルブ910を全開に
して、室901内を10-5Torr以下にした後、メ
インバルブ910を閉じ、室901内をリークバ
ルブ906によつて大気圧として基板を取り出し
た。この場合、形成された層の全厚は約17μであ
つた。この像形成部材に就て、実施例1と同様の
条件及び手順で転写紙上に画像を形成したところ
極めて鮮明な画像が得られた。 After forming the photoconductive layer in this manner, the heating heater 908 is turned off, the high frequency power source 943 is also turned off, and after waiting for the substrate temperature to reach 100°C, the outflow valves 926, 927 and the inflow valve 92 are turned off.
1,922 was closed and the main valve 910 was fully opened to bring the inside of the chamber 901 to 10 -5 Torr or less, then the main valve 910 was closed and the inside of the chamber 901 was brought to atmospheric pressure by the leak valve 906 and the substrate was taken out. . In this case, the total thickness of the layer formed was approximately 17μ. When an image was formed on a transfer paper using this image forming member under the same conditions and procedures as in Example 1, an extremely clear image was obtained.
実施例 6
実施例1と同様の操作、条件でモリブデン基板
上に下部障壁層を形成した後、高周波電源943
をoff状態としグロー放電を中止させた状態で流
出バルブ929を閉じた後、O2(0.1)/Heガス
のボンベ912のバルブ932、H2で50volppm
に稀釈されたB2H6ガス(純度99.999%、以下
B2H6(50)/H2と略す。)のボンベ913のバル
ブ933を開け、出口圧ゲージ937,938の
圧を1Kg/cm2に調整し、流入バルブ922,92
3を徐々に開けてマスフローコントローラー91
7,918内へO2(0.1)/Heガス、B2H6
(50)/H2ガスを流入させた。引き続いて流出バ
ルブ927,928を徐々に開け、SiH4(10)/H2
ガス流量とO2(0.1)/Heガス流量の比が1:10、
SiH4(10)/H2ガス流量とB2H6(50)/H2ガス流量
比が1:5になるようにマスフローコントローラ
ー916,917,918を調整した。次にピラ
ニーゲージ942の読みを注視しながら補助バル
ブ941の開口を再調整し、室901内の内圧が
1×10-2Torrになるように設定した。更に室9
01の内圧が安定してから、メインバルブ910
も再調整しピラニーゲージ942の指示が
0.1Torrになるように設定した。Example 6 After forming a lower barrier layer on a molybdenum substrate under the same operation and conditions as in Example 1, a high frequency power source 943 was applied.
After closing the outflow valve 929 with the gas turned off and the glow discharge stopped, the valve 932 of the O 2 (0.1)/He gas cylinder 912 is turned on to 50 volppm of H 2 .
B2H6 gas diluted to (purity 99.999%, below )
Abbreviated as B 2 H 6 (50)/H 2 . ), open the valve 933 of the cylinder 913, adjust the pressure of the outlet pressure gauges 937, 938 to 1 Kg/cm 2 , and open the inlet valves 922, 92.
3 gradually open the mass flow controller 91.
7,918 into O 2 (0.1)/He gas, B 2 H 6
(50)/H 2 gas was introduced. Subsequently, the outflow valves 927 and 928 are gradually opened, and SiH 4 (10)/H 2
The ratio of gas flow rate and O 2 (0.1)/He gas flow rate is 1:10,
Mass flow controllers 916, 917, and 918 were adjusted so that the ratio of SiH 4 (10)/H 2 gas flow rate to B 2 H 6 (50)/H 2 gas flow rate was 1:5. Next, the opening of the auxiliary valve 941 was readjusted while observing the reading on the Pirani gauge 942, and the internal pressure in the chamber 901 was set to 1×10 −2 Torr. Further room 9
After the internal pressure of 01 is stabilized, the main valve 910
Readjust the Pirani gauge 942 and readjust it.
It was set to 0.1Torr.
ガス流入が安定し内圧が安定するのを確認し再
び高周波電源943のスイツチをON状態にして
13.56MHzの高周波電力を投入し室901内にグ
ロー放電を再開させ、10Wの入力電力とした。 After confirming that the gas inflow is stable and the internal pressure is stable, turn on the high frequency power supply 943 again.
A high frequency power of 13.56 MHz was applied to restart glow discharge in the chamber 901, resulting in an input power of 10 W.
上記条件で光導電層を、堆積し始めると同時に
5時間に亘つてマスフローコントローラー917
の流量設定値を、連続的に減少させ5時間後の
SiH4(10)/H2ガス流量とO2(0.1)/Heガス流量比
が10:0.3になるように調整した。このようにし
て5時間層形成を行つた後、加熱ヒーター908
をoff状態にし、高周波電源943もoff状態と
し、基板温度が100℃になるのを待つてから流出
バルブ926,927,928及び流入バルブ9
21,922,923,924を閉じ、メインバ
ルブ910を全開にして、室901内を
10-5Torr以下にした後、メインバルブ910を
閉じ、室901内をリークバルブ906によつて
大気圧として基板を取り出した。この場合、形成
された層の全厚は約15μであつた。 Under the above conditions, the photoconductive layer was deposited using a mass flow controller 917 for 5 hours at the same time as the deposition started.
After 5 hours, the flow rate setting value of
The SiH 4 (10)/H 2 gas flow rate and O 2 (0.1)/He gas flow rate ratio were adjusted to be 10:0.3. After forming the layer in this manner for 5 hours, the heating heater 908
is turned off, the high frequency power supply 943 is also turned off, and after waiting for the substrate temperature to reach 100°C, the outflow valves 926, 927, 928 and the inflow valve 9 are turned off.
21, 922, 923, and 924, and fully open the main valve 910 to open the chamber 901.
After reducing the pressure to 10 -5 Torr or less, the main valve 910 was closed, and the inside of the chamber 901 was brought to atmospheric pressure by the leak valve 906, and the substrate was taken out. In this case, the total thickness of the layer formed was approximately 15μ.
こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験
装置に設置し、5.5KVで0.2sec間コロナ帯電を
行い、直ちに光像を照射した。光像は、タングス
テンランプ光源を用い、1.0lux・secの光量を透
過型のテストチヤートを通して照射させた。 The image forming member thus obtained was placed in a charging exposure experimental device, corona charged at 5.5 KV for 0.2 seconds, and immediately irradiated with a light image. The optical image was created using a tungsten lamp light source, and a light intensity of 1.0 lux·sec was irradiated through a transmission type test chart.
その後直ちに、荷電性の現像剤(トナーとキ
ヤリヤーを含む)を部材表面にカスケードするこ
とによつて、部材表面上に良好なトナー画像を得
た。部材上のトナー画像を、5.5KV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高濃度の画像が得られた。 Immediately thereafter, a good toner image was obtained on the surface of the component by cascading a charged developer (including toner and carrier) onto the surface of the component. When the toner image on the member was transferred onto transfer paper using 5.5KV corona charging, a clear, high-density image with excellent resolution and good gradation reproducibility was obtained.
次に上記像形成部材に就て、帯電露光実験装置
で6.0KVで0.2sec間のコロナ帯電を行い直ちに
1.0lux・secの光量で画像露光を行い、その後直
ちに荷電性の現像剤を部材表面にガスケード
し、次に転写紙上に転写・定着したところ極めて
鮮明な画像が得られた。 Next, the image forming member was corona charged for 0.2 seconds at 6.0KV using a charging exposure experiment device, and immediately
Image exposure was performed at a light intensity of 1.0 lux·sec, and then a charged developer was immediately applied to the surface of the member in a gascade, and then transferred and fixed onto transfer paper, resulting in an extremely clear image.
この結果と先の結果から、本実施例で得られた
電子写真用像形成部材は、帯電極性に対する依存
性がなく両極性像形成部材の特性を具備している
ことが判つた。 From this result and the previous results, it was found that the electrophotographic image forming member obtained in this example had no dependence on charging polarity and had the characteristics of a bipolar image forming member.
実施例 7
SiH4(10)/H2ガスボンベ911を、SiF4ガス
(純度99.999%)ボンベに、O2(0.1)/H2ガスボ
ンベ912を、酸素を0.2vol%含むアルゴン(以
後O2(0.2)/Arガスと略す。純度99.999%)のガ
スのボンベに代え、又光導電層の堆積初期時の
SiF4ガス流量とO2(0.2)/Arガス流量比を1:
18に設定して、層形成を開始し、光導電層の堆積
終了時のSiF4ガス流量とO2(0.2)/Arガス流量
比が1:0.6になるようにO2(0.2)/Arガス流量
を連続的に減小させ、更にグロー放電の入力電力
を100Wにした以外は、実施例2と同様の操作条
件にてモリブデン基板上に光導電層を形成した。
この場合、形成された層の厚さは、約18μであつ
た。この像形成部材に就て、実施例1と同様の条
件及び手順で転写紙上に画像を形成したところ極
めて鮮明な画像が得られた。Example 7 SiH 4 (10)/H 2 gas cylinder 911 was replaced with SiF 4 gas (purity 99.999%) cylinder, O 2 (0.1)/H 2 gas cylinder 912 was replaced with argon containing 0.2 vol% oxygen (hereinafter O 2 ( 0.2)/Ar gas (abbreviated as 99.999% purity) gas at the initial stage of deposition of the photoconductive layer.
SiF 4 gas flow rate and O 2 (0.2)/Ar gas flow rate ratio is 1:
18 to start layer formation, and then increase O 2 (0.2)/Ar so that the ratio of SiF 4 gas flow rate and O 2 (0.2)/Ar gas flow rate at the end of photoconductive layer deposition is 1:0.6. A photoconductive layer was formed on a molybdenum substrate under the same operating conditions as in Example 2, except that the gas flow rate was continuously reduced and the input power for glow discharge was 100 W.
In this case, the thickness of the layer formed was approximately 18μ. When an image was formed on a transfer paper using this image forming member under the same conditions and procedures as in Example 1, an extremely clear image was obtained.
実施例 8
第9図に示す装置を用い、以下の如き操作によ
つて電子写真用像形成部材を作成した。Example 8 Using the apparatus shown in FIG. 9, an electrophotographic image forming member was produced by the following operations.
表面が清浄にされた0.5mm厚10cm角のモリブデ
ン(基板)を堆積室901内の所定位置にある固
定部材903に堅固に固定した。ターゲツト90
4は多結晶高純度シリコン(99.999%)上に高純
度グラフアイト(99.999%)を設置したものであ
る。基板909は、固定部材903内の加熱ヒー
ター908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−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10を全開して一旦5×
10-6Torr程度まで真空にされ(この時、系の全
バルブは閉じられている。)、補助バルブ941及
び流出バルブ926,927,929,930が
開かれマスフローコントローラー916,91
7,919,920内が十分に脱気された後、流
出バルブ926,927,929,930と補助
バルブ941が閉じられた。アルゴン(純度
99.999%)ガスボンベ915のバルブ935を開
け、出口圧力計940の読みが1Kg/cm2になるよ
うに調整された後、流入バルブ925が開けら
れ、続いて流出バルブ930が徐々に開けられ、
アルゴンガスを室901内に流入させた。ピラニ
ーゲージ911の指示が5×10-4Torrになるま
で、流出バルブ930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910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。シヤツター905を開とし
て、マスフローコントローラー920が安定する
のを確認してから、高周波電源943をON状態
にし、ターゲツト904および固定部材903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ようにマツチング
を取り、層を形成した。このようにして1分間放
電を続けて100Å厚の下部障壁層を形成した。そ
の後高周波電源943をoff状態にし、放電を一
旦中止させた。引き続いて流出バルブ930を閉
じ、メインバルブ910を全開して室901内の
ガスを抜き、5×10-6Torrまで真空にした。そ
の後ヒーター908の入力電圧を上昇させ、基板
温度を検知しながら入力電圧を変化させ、200℃
の一定値になるまで安定させた。 A molybdenum (substrate) 0.5 mm thick and 10 cm square whose surface was cleaned was firmly fixed to a fixing member 903 at a predetermined position in the deposition chamber 901 . target 90
4 has high purity graphite (99.999%) placed on polycrystalline high purity silicon (99.999%). The substrate 909 is heated with an accuracy of ±0.5° C. by a heater 908 within the fixing member 903.
Temperature was measured directly on the back side of the substrate by a thermocouple (alumel-chromel). Next, after confirming that all valves in the system are closed, fully open the main valve 10 and once
The vacuum is evacuated to about 10 -6 Torr (at this time, all valves in the system are closed), the auxiliary valve 941 and the outflow valves 926, 927, 929, 930 are opened, and the mass flow controllers 916, 91
After the inside of No. 7,919,920 was sufficiently degassed, outflow valves 926, 927, 929, 930 and auxiliary valve 941 were closed. Argon (purity
99.999%) After opening the valve 935 of the gas cylinder 915 and adjusting the reading of the outlet pressure gauge 940 to be 1 Kg/cm 2 , the inflow valve 925 is opened, followed by the outflow valve 930 being gradually opened,
Argon gas was flowed into chamber 901. The outflow valve 930 is gradually opened until the Pirani gauge 911 indicates 5×10 -4 Torr, and after the flow rate has stabilized in this state, the main valve 910 is gradually closed and the indoor pressure is reduced to 1×10 -4 Torr. The aperture was narrowed down to -2 Torr. After opening the shutter 905 and confirming that the mass flow controller 920 was stable, the high frequency power source 943 was turned on, and 13.56 MHz, 100 W AC power was input between the target 904 and the fixed member 903. Matching was performed under these conditions to maintain stable discharge, and a layer was formed. Discharge was continued in this manner for 1 minute to form a lower barrier layer with a thickness of 100 Å. Thereafter, the high frequency power source 943 was turned off to temporarily stop the discharge. Subsequently, the outflow valve 930 was closed, and the main valve 910 was fully opened to remove gas from the chamber 901, creating a vacuum of 5×10 −6 Torr. After that, the input voltage of the heater 908 was increased, and the input voltage was changed while detecting the substrate temperature, and the temperature reached 200℃.
It was stabilized until it reached a constant value.
その後は、実施例2と同様の操作、条件にて光
導電層を形成した。このようにして得られた像形
成部材を実施例1と同様の条件及び手順で転写紙
上に画像を形成したところ極めて鮮明な画質が得
られた。 Thereafter, a photoconductive layer was formed using the same operations and conditions as in Example 2. When an image was formed on a transfer paper using the image forming member thus obtained under the same conditions and procedures as in Example 1, an extremely clear image quality was obtained.
実施例 9
実施例7の酸素を0.2vol%含むアルゴンガスボ
ンベ912を、酸素0.2vol%含むヘリウムガスボ
ンベに代えた以外、実施例7と同様の操作、条件
にてモリブデン基板上に光導電層を形成した。こ
の場合形成された層の厚さは約15μであつた。こ
の像形成部材に就て実施例1と同様の条件及び手
順で転写紙上に画像を形成したところ極めて鮮明
な画像が得られた。Example 9 A photoconductive layer was formed on a molybdenum substrate under the same operations and conditions as in Example 7, except that the argon gas cylinder 912 containing 0.2 vol% oxygen in Example 7 was replaced with a helium gas cylinder containing 0.2 vol% oxygen. did. The thickness of the layer formed in this case was approximately 15μ. When an image was formed on a transfer paper using this image forming member under the same conditions and procedures as in Example 1, an extremely clear image was obtained.
第1図は本発明の電子写真用光導電部材の好適
な実施態様例の層構造を説明する為の模式的構成
図、第2図乃至第8図は各々本発明の電子写真用
光導電部材の非晶質層中に含有される酸素原子の
分布状態を説明する為の模式的説明図、第9図は
本発明の電子写真用光導電部材を作成する為の装
置の一例を示す模式的説明図である。
100……電子写真用光導電部材、101……
支持体、102……障壁層、103……非晶質
層。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the layer structure of a preferred embodiment of the electrophotographic photoconductive member of the present invention, and FIGS. 2 to 8 are respectively the electrophotographic photoconductive members of the present invention. FIG. 9 is a schematic explanatory diagram for explaining the distribution state of oxygen atoms contained in the amorphous layer of FIG. It is an explanatory diagram. 100... Photoconductive member for electrophotography, 101...
Support, 102... Barrier layer, 103... Amorphous layer.
Claims (1)
子及びハロゲン原子の少なくとも一方を含む非晶
質材料で構成され、前記水素原子及び前記ハロゲ
ン原子のいずれか一方又は両者の含有量が1〜
40atomic%であり光導電性を示す非晶質層とを
有する電子写真用光導電部材であつて、前記非晶
質層は、少なくともその一部に酸素原子を含有
し、酸素原子の分布濃度が層の厚み方向には連続
的に変化している領域を有し、前記酸素原子は前
記支持体の設けられてある側の方に多く分布して
いることを特徴とする電子写真用光導電部材。 2 前記支持体と前記非晶質層との間に下部障壁
層を更に有する特許請求の範囲第1項に記載の電
子写真用光導電部材。 3 前記支持体と前記非晶質層との間に、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を
含む非晶質材料で構成されている下部層が更に設
けてある特許請求の範囲第1項に記載の電子写真
用光導電部材。 4 前記下部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3
項に記載の電子写真用光導電部材。 5 前記支持体と前記非晶質層との間に、電気絶
縁性の金属酸化物で構成されている下部層が更に
設けてある特許請求の範囲第1項に記載の電子写
真用光導電部材。 6 前記支持体と前記非晶質層との間に、障壁層
が設けてある特許請求の範囲第1項に記載の電子
写真用光導電部材。 7 前記層領域全体に於ける酸素原子の含有量が
0.05〜30atomic%である特許請求の範囲第1項に
記載の電子写真用光導電部材。 8 前記層領域中に於ける酸素原子の分布量の最
大値が0.3〜67atomic%である特許請求の範囲第
1項に記載の電子写真用光導電部材。 9 前記非晶質層に於ける酸素原子の含有量が
0.05〜30atomic%である特許請求の範囲第1項に
記載の電子写真用光導電部材。 10 前記非晶質層に於ける酸素原子の分布量の
最大値が0.3〜67atomic%である特許請求の範囲
第1項に記載の電子写真用光導電部材。 11 前記非晶質層の上に、上部障壁層を有する
特許請求の範囲第1項に記載の電子写真用光導電
部材。 12 前記非晶質層中には、p型又はn型の不純
物が含有されている特許請求の範囲第1項に記載
の電子写真用光導電部材。[Scope of Claims] 1. Consisting of a support and an amorphous material having silicon atoms as a matrix and containing at least one of hydrogen atoms and halogen atoms, containing either or both of the hydrogen atoms and the halogen atoms. The amount is 1~
40 atomic% and an amorphous layer exhibiting photoconductivity, the amorphous layer contains oxygen atoms at least in part, and the distribution concentration of oxygen atoms is A photoconductive member for electrophotography, characterized in that the layer has a region that changes continuously in the thickness direction, and the oxygen atoms are more distributed on the side where the support is provided. . 2. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, further comprising a lower barrier layer between the support and the amorphous layer. 3 Between the support and the amorphous layer, an amorphous material having silicon atoms as a matrix and containing at least one type of atom selected from carbon atoms, nitrogen atoms, and oxygen atoms is formed. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, further comprising a lower layer. 4. Claim 3, wherein the lower layer contains at least either hydrogen atoms or halogen atoms.
A photoconductive member for electrophotography as described in 1. 5. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, further comprising a lower layer made of an electrically insulating metal oxide between the support and the amorphous layer. . 6. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein a barrier layer is provided between the support and the amorphous layer. 7 The content of oxygen atoms in the entire layer region is
The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the content is 0.05 to 30 atomic%. 8. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the maximum distribution amount of oxygen atoms in the layer region is 0.3 to 67 atomic%. 9 The content of oxygen atoms in the amorphous layer is
The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the content is 0.05 to 30 atomic%. 10. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the maximum distribution amount of oxygen atoms in the amorphous layer is 0.3 to 67 atomic%. 11. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, further comprising an upper barrier layer on the amorphous layer. 12. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the amorphous layer contains a p-type or n-type impurity.
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JP56001786A JPS57115554A (en) | 1981-01-08 | 1981-01-08 | Photoconductive material |
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JPS60123075A (en) * | 1983-12-08 | 1985-07-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photoconductor |
NL8500039A (en) * | 1985-01-08 | 1986-08-01 | Oce Nederland Bv | ELECTROPHOTOGRAPHIC METHOD FOR FORMING A VISIBLE IMAGE. |
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1981
- 1981-01-08 JP JP56001786A patent/JPS57115554A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS57115554A (en) | 1982-07-19 |