JPH0211897B2 - - Google Patents
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- JPH0211897B2 JPH0211897B2 JP58245312A JP24531283A JPH0211897B2 JP H0211897 B2 JPH0211897 B2 JP H0211897B2 JP 58245312 A JP58245312 A JP 58245312A JP 24531283 A JP24531283 A JP 24531283A JP H0211897 B2 JPH0211897 B2 JP H0211897B2
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
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Description
[技術分野]
本発明は、光(ここでは広義の光で、紫外光
線、可視光線、赤外光線、X線、γ線等を示す)
の様な電磁波に感受性のある電子写真用光導電部
材(以下、単に光導電部材という)に関する。
[従来技術]
固体撮像装置、或いは像形成分野における電子
写真用像形成部材や原稿読取装置における光導電
層を形成する光導電材料としては、高感度で、
SN比〔光電流(Ip)/暗電流(Id)〕が高く、照
射する電磁波のスペクトル特性にマツチングした
吸収スペクトル特性を有すること、光応答性が速
く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時におい
て人体に対して無公害であること、更には固体撮
像装置においては、残像を所定時間内に容易に処
理することができること等の特性が要求される。
殊に、事務機としてオフ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、上記の使用時における無公害性は重要な
点である。
この様な点に立脚して最近注目されている光導
電部材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、独国公開第2933411号公報には光電変
換読取装置への応用が記載されている。
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
点において、総合的な特性向上を図る必要がある
という更に改良される可き点が存するのが実情で
ある。
例えば、電子写真用像形成部材に適用した場合
に、高光感度化、高暗抵抗化を同時に図ろうとす
ると、従来においては、その使用時において残留
電位が残る場合が度々観測され、この種の光導電
部材は長時間繰返し使用し続けると、繰返し使用
による疲労の蓄積が起つて、残像が生ずる所謂ゴ
ースト現像を発する様になる或いは、高速で繰返
し使用すると応答性が次第に低下する等の不都合
な点が生ずる場合が少なくなかつた。
更には、a−Siは可視光領域の短波長側に較べ
て、長波長側の波長領域よりも長い波長領域の吸
収係数が比較的小さく、現在実用化されている半
導体レーザとのマツチングに於いて、通常使用さ
れているハロゲンランプや螢光灯を光源とする場
合、長波長側の光を有効に使用し得ていないとい
う点に於いて、夫々改良される余地が残つてい
る。
又、別には、照射される光が光導電層中に於い
て、充分吸収されずに、支持体に到達する光の量
が多くなると、支持体自体が光導電層を透過して
来る光に対する反射率が高い場合には、光導電層
内に於いて多重反射による干渉が起つて、画像の
「ボケ」が生ずる一要因となる。
この影響は、解像度を上げる為に、照射スポツ
トを小さくする程大きくなり、殊に半導体レーザ
を光源とする場合には大きな問題となつている。
更に、a−Si材料で光導電層を構成する場合に
は、その電気的、光導電的特性の改良を図るため
に、水素原子或いは弗素原子や塩素原子等のハロ
ゲン原子、及び電気伝導型の制御のために硼素原
子や燐原子等が或いはその他の特性改良のために
他の原子が、各々構成原子として光導電層中に含
有されるが、これ等の構成原子の含有の仕方如何
によつては、形成した層の電気的或いは光導電的
特性に問題が生ずる場合がある。
即ち、例えば、形成した光導電層中に光照射に
よつて発生したフオトキヤリアの該層中での寿命
が充分でないこと、或いは暗部において、支持体
側よりの電荷の注入の阻止が充分でないこと等が
生ずる場合が少なくない。
更には、層厚が十数μ以上になると層形成用の
真空堆積室より取り出した後、空気中での放置時
間の経過と共に、支持体表面からの層の浮きや剥
離、或いは層に亀裂が生ずる等の現象を引起し勝
ちであつた。この現象は、殊に支持体が通常、電
子写真分野に於いて使用されているドラム状支持
体の場合に多く起こる等、経時的安定性の点に於
いて解決される可き点がある。
従つてa−Si材料そのものの特性改良が図られ
る一方で光導電部材を設計する際に、上記した様
な問題の総てが解決される様に工夫される必要が
ある。
[目的]
本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、a
−Siに就て電子写真用像形成部材や固体撮像装
置、読取装置等に使用される光導電部材としての
適用性とその応用性という観点から総括的に鋭意
研究検討を続けた結果、シリコン原子とゲルマニ
ウム原子とを母体とし、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有するアモルフ
アス材料、所謂水素化アモルフアスシリコンゲル
マニウム、ハロゲン化アモルフアスシリコンゲル
マニウム、或いはハロゲン含有水素化アモルフア
スシリコンゲルマニウム〔以後これ等の総称的表
記として「a−SiGe(H,X)」を使用する〕か
ら構成される光導電性を示す光受容層を有する光
導電部材の構成を以後に説明される様な特定化の
下に設計されて作成された光導電部材は実用上著
しく優れた特性を示すばかりでなく、従来の光導
電部材と較べてみてもあらゆる点において凌駕し
ていること、殊に電子写真用の光導電部材として
著しく優れた特性を有していること及び長波長側
に於ける吸収スペクトル特性に優れていることを
見出した点に本発明は基づいている。
本発明は電気的、光学的、光導電的特性が常時
安定していて、殆んど使用環境に制限を受けない
全環境型であり、長波長側の光感度特性に優れる
と共に耐光疲労に著しく長け、繰返し使用に際し
ても劣化現象を起さず、残留電位が全く又は殆ん
ど観測されない光導電部材を提供することを主た
る目的とする。
本発明の他の目的は全可視光域に於いて光感度
が高く、殊に半導体レーザとのマツチングに優
れ、且つ光応答の速い光導電部材を提供すること
である。
本発明のさらに他の目的は、支持体上に設けら
れる層と支持体との間や積層される層の各層間に
於ける密着性に優れ、構造配例的に緻密で安定的
であり、層品質の高い光導電部材を提供すること
である。
本発明のさらに他の目的は、電子写真用の像形
成部材として適用させた場合、通常の電子写真法
が極めて有効に適用され得る程度に、静電像形成
の為の帯電処理の際の電荷保持能が充分あり、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光導電部材
を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、濃度が高く、ハー
フトーンが鮮明に出て且つ解像度の高い、高品質
画像を得る事が容易に出来る電子写真用の光導電
部材を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、高光感度性、高
SN比特性及び支持体との間に良好な電気的接触
性を有する光導電部材を提供することである。
[発明の構成]
本発明は電子写真用光導電部材用の支持体と、
該支持体上に設けられシリコン原子との和に対
して1〜10×105原子ppmのゲルマニウム原子を
含む非晶質材料で構成された層厚30Å〜50μの第
一の層領域(G)および第一の層領域(G)上に設けら
れ、シリコン原子を母体とする(ゲルマニウム原
子を含まない)非晶質材料で構成された層厚0.5
〜90μの第二の層領域(S)を有する層厚1〜
100μの光導電性を示す第一の層、ならびに該第
一の層上に設けられ、シリコン原子と窒素原子と
を含む非晶質材料で構成され、窒素原子の含有量
が1×10-3〜60原子%であつて、層厚0.003〜30μ
の第二の層からなる光受容層と、で構成された電
子写真用光導電部材であつて、
前記第一の層は、炭素原子を含有するとともに
前記支持体側から順にその層厚方向における炭素
原子の分布濃度がそれぞれC(1),C(3),C(2)とさ
れた層厚0.003〜100μの第1の領域1、層厚0.003
〜80μの第3の領域3、層厚0.003〜100μの第2の
領域2を有するとともに、前記C(1),C(3),C(2)
がC(3)>C(1),C(3)>C(2)で、かつC(1)、C(2)の
少なくとも一方は0でないか、またはC(1),C(2)
が異なることを特徴とする。
上記した様な層構成を取る様にして設計された
本発明の光導電部材は、前記した諸問題の総てを
解決し得、極めて優れた電気的、光学的、光導電
的特性、電気的耐圧性及び使用環境特性を示す。
殊に、本発明の光導電部材は、電子写真用像形
成部材として適用させた場合には、画像形成への
残留電位の影響が全くなく、その電気的特性が安
定しており高感度で高SN比を有するものであつ
て、耐光疲労、繰返し使用特性に長け、濃度が高
く、ハーフトーンが鮮明に出て、且つ解像度の高
い、高品質の画像を安定して繰返し得ることがで
きる。
又、本発明の光導電部材は、支持体上に形成さ
れる光受容層が層自体強靭であつて、且つ支持体
との密着性に優れており、高速で長時間連続的に
繰返し使用することができる。
更に、本発明の光導電部材は、全可視光域に於
いて光感度が高く、殊に半導体レーザとのマツチ
ングに優れ、且つ光応答が速い。
[実施例]
以下、図面に従つて、本発明の光導電部材に就
て詳細に説明する。
第1図は、本発明の第1の実施態様例の光導電
部材の層構成を説明するための模式的構成図であ
る。
第1図に示す光導電部材100は、光導電部材
用としての支持体101と、該支持体101上に
設けられた第一の層()102と、第一の層
()102上に設けられた第二の層()10
3とを有する。第一の層()102と第二の層
()103とによつて光受容層104を構成す
る。
第一の層()102は、ゲルマニウム原子
と、必要に応じて、シリコン原子、水素原子、ハ
ロゲン原子の中の少なくとも1つとを含む非晶質
材料(以後「a−Ge(Si,H,X)」と記す)で
構成され、支持体上に設けられた第一の層領域(G)
105と、シリコン原子と、必要に応じて、水素
原子およびハロゲン原子の少なくとも1つを含む
非晶質材料(以後「a−Si(H,X)」と記す)で
構成され、第一の層領域(G)105上に設けられ
た、光導電性を示す第二の層領域(S)106と
を有する。
ゲルマニウム原子は、第一の層領域(G)105中
に万遍無く均一に分布する様に第一の層領域(G)1
05中に含有されていても良いし、或いは層厚方
向には万遍なく含有されてはいるが分布濃度は不
均一であつても良い。而乍ら、いずれの場合にも
第一の層領域(G)105中においては、支持体の表
面と平行な面内方向に関して、ゲルマニウム原子
は、均一な分布で万遍無く含有されるのがその面
内方向に於ける特性の均一化を計る点から必要で
ある。
殊に、第一の層()102の層厚方向には万
遍無く含有されていて、且つ前記支持体101の
設けられてある側とは反対の側(光受容層104
の自由表面107側)の方に対して前記支持体1
01側(光受容層と支持体101との界面側)の
方に多く分布した状態となる様にするか、或いは
この逆の分布状態となる様に前記第一の層領域(G)
105中にゲルマニウム原子は含有される。
本発明の光導電部材においては、前記した様に
第一の層領域(G)105中に含有されるゲルマニウ
ム原子の分布状態は、層厚方向においては、前記
の様な分布状態を取り、支持101の表面と平行
な面内方向には、均一な分布状態とされるのが望
ましい。
本発明に於いては、第一の層領域(G)105上に
設けられる第二の層領域(S)106中には、ゲ
ルマニウム原子は含有されておらず、この様な層
構造に第一の層()102を形成することによ
つて、可視光領域を含む、比較的短長波から比較
的長波長迄の全領域の波長の光に対して光感度が
優れている光導電部材を得ることができる。
又、好ましい実施態様の1つに於いては、第一
の層領域(G)105中に於けるゲルマニウム原子の
分布状態はその全層領域にゲルマニウム原子が連
続的に万遍無く分布し、ゲルマニウム原子の層厚
方向の分布濃度Cが支持体101側から第二の層
領域(S)106に向つて減少する変化が与えら
れているので、第一の層領域(G)105と第二の層
領域(S)106との間に於ける親和性に優れ、
且つ後述する様に支持体101側端部に於いてゲ
ルマニウム原子の分布濃度Cを極端に大きくする
ことにより、半導体レーザー等を使用した場合
の、第二の層領域(S)106では殆んど吸収し
切れない長波長側の光を第一の層領域(G)105に
於いて、実質的に完全に吸収することが出来、支
持体101面からの反射による干渉を防止するこ
とが出来る。
第2図乃至第10図には第一の層領域(G)105
中に含有されるゲルマニウム原子の層厚方向の分
布状態が不均一な場合の典型的例が示される。
第2図乃至第10図においては、横軸はゲルマ
ニウム原子の分布濃度Cを、縦軸は光導電性を示
す第一の層領域(G)105の層厚を示し、tBは支持
体101側の第一の層領域(G)105の表面の位置
を、tTは支持体側とは反対側の第一の層領域(G)1
05の表面の位置を示す。即ち、ゲルマニウム原
子の含有される第一の層領域(G)105はtB側から
tT側に向つて層形成がなされる。
第2図には、第一の層領域(G)105中に含有さ
れるゲルマニウム原子の層厚方向の分布状態の第
1の典型型が示される。
第2図に示される例では、ゲルマニウム原子の
含有される第一の層領域(G)105が形成される表
面と支持体101の表面とが接する界面位置tBか
らt1の位置までは、ゲルマニウム原子の分布濃度
CがC1なる一定の値を取り乍ら第一の層()
に含有され、位置t1から界面位置tTに至るまで分
布濃度は、C2より徐々に連続的に減少されてい
る。界面位置tTにおいてはゲルマニウム原子の分
布濃度CはC3とされる。
第3図に示される例においては、第一の層領域
(G)105に含有されるゲルマニウム原子の分布濃
度Cは位置tBより位置tTに至るまで濃度C4から
徐々に連続的に減少して位置tTにおいて濃度C5と
なる様な分布状態を形成している。
第4図の場合には、第一の層領域(G)105に含
有されるゲルマニウム原子の分布濃度Cは位置tB
より位置t2までは濃度Cと一定値とされ、位置t2
と位置tTとの間において、徐々に連続的に減少さ
れ、位置tTにおいて、分布濃度Cは実質的に零と
されている(ここで実質的に零とは検出限界量未
満の場合である)。
第5図の場合には、第一の層領域(G)105に含
有されるゲルマニウム原子の分布濃度Cは位置tB
より位置tTに至るまで、濃度C8より連続的に徐々
に減少され、位置tTにおいて実質的に零とされて
いる。
第6図に示す例においては、第一の層領域(G)1
05に含有されるゲルマニウム原子の分布濃度C
は、位置tBと位置t3間においては、濃度C9と一定
値であり、位置tTにおいては濃度C10される。位
置t3と位置tTとの間では、分布濃度Cは一次関数
的に位置t3より位置tTに至るまで減少されてい
る。
第7図に示される例においては、第一の層領域
(G)105に含有されるゲルマニウム原子の分布濃
度Cは位置tBより位置t4までは濃度C11の一定値を
取り、位置t4より位置tTまでは濃度C12より濃度
C13まで一次関数的に減少する分布状態とされて
いる。
第8図に示す例においては、第一の層領域(G)1
05に含有されるゲルマニウム原子の分布濃度C
は位置tBより位置tTに至るまで、濃度C14より実質
的に零に至る様に一次関数的に減少している。
第9図においては、第一の層領域(G)105に含
有されるゲルマニウム原子の分布濃度Cは、位置
tBより位置t5に至るまでは濃度C15より濃度C16ま
で一次関数的に減少され、位置t5と位置tTとの間
においては、濃度C16の一定値とされた例が示さ
れている。
第10図に示される例においては、第一の層領
域(G)105の含有されるゲルマニウム原子の分布
濃度Cは位置tBにおいて濃度C17であり、位置t6に
至るまではこの濃度C17より初めはゆつくりと減
少され、t6の位置付近においては、急激に減少さ
れて位置t6では濃度C18とされる。
位置t6と位置t7との間においては、初め急激に
減少されて、その後は、緩かに徐々に減少されて
位置t7で濃度C19となり、位置t7と位置t8との間で
は、極めてゆつくりと徐々に減少されて位置t8に
おいて、濃度C20に至る。位置t8と位置tTとの間に
おいては、濃度C20より実質的に零になる様に図
に示す如き形状の曲線に従つて減少されている。
以上、第2図乃至第10図により、第一の層領
域(G)105中に含有されるゲルマニウム原子の層
厚方向の分布状態の典型例の幾つかを説明した様
に、本発明においては、支持体101側におい
て、ゲルマニウム原子の分布濃度Cの高い部分を
有し、界面tT側において、前記分布濃度Cが支持
体101側に較べて可成り低くされた部分を有す
るゲルマニウム原子の分布状態が第一の層領域(G)
105に設けられている場合が、好適な例の1つ
として挙げられる。
本発明に於ける光導電部材を構成する第一の層
領域(G)105は、好ましくは上記した様に支持体
101側の方か又はこれとは逆に自由表面107
側の方にゲルマニウム原子が比較的高濃度で含有
されている局在領域Aを有するのが望ましい。
例えば、局在領域Aは、第2図乃至第10図に
示す記号を用いて説明すれば、界面位置tBより層
厚方向に5μ以内に設けられるのが望ましい。
上記局在領域Aは、界面位置tより5μ厚まで
の層領域LTの全部とされる場合もあるし、又、
層領域LTの一部とされる場合もある。
局在領域Aを層領域LTの一部とするか又は全
部とするかは、形成される第一の層領域(G)105
に要求される特性に従つて適宜決められる。
局在領域Aは、その中の含有されるゲルマニウ
ム原子の層厚方向の分布状態としてゲルマニウム
原子の分布濃度の最大値Cnaxがシリコン原子との
和に対して、好ましくは1000原子ppm以上、より
好適には5000原子ppm以上、最適には1×104原
子ppm以上とされる様な分布状態となり得る様に
層形成されるのが望ましい。
即ち、本発明においては、ゲルマニウム原子の
含有される第一の層領域(G)105は、支持体10
1側からの層厚で5μ以内(tBから5μ厚の層領域)
に分布濃度の最大値Cnaxが存在する様に形成され
るのが好ましい。
本発明において、第一の層領域(G)105中に含
有されるゲルマニウム原子の含有量としては、本
発明の目的が効果的に達成される様に所望に従つ
て適宜決められるが、シリコン原子との和に対し
て、好ましくは1〜10×105原子ppmより好まし
くは100〜9.5×105原子ppm、最適には、500〜8
×105原子ppmとされるのが望ましい。
第一の層領域(G)105中に於けるゲルマニウム
原子の分布状態が、全層領域にゲルマニウム原子
が連続的に分布し、ゲルマニウム原子の層厚方向
の分布濃度Cが支持体101側から光受容層10
4の自由表面107側に向つて、減少する変化が
与えられているか、又はこの逆の変化が与えられ
ている場合には、分布濃度Cの変化率曲線を所望
に従つて任意に設計することによつて、要求され
る特性を持つた第一の層領域(G)105を所望通り
に実現することが出来る。
例えば、第一の層領域(G)105中に於けるゲル
マニウム原子の分布濃度Cを支持体101側に於
いては、充分高め、光受容層104の自由表面1
07側に於いては、極力低める様な、分布濃度C
の変化を、ゲルマニウム原子の分布濃度曲線に与
えることによつて、可視光領域を含む、比較的短
波長から比較的長波長迄の全領域の波長の光に対
して高光感度化を図ることが出来ると共に、レー
ザ光等の可干渉光に対しての干渉防止を効果的に
計ることが出来る。
本発明に於いて第一の層領域(G)105の層厚と
第二の層領域(S)106の層厚とは、本発明の
目的を効果的に達成させる為の重要な因子の1つ
であるので形成される光導電部材に所望の特性が
充分与えられる様に、光導電部材の設計の際に充
分なる注意が払われる必要がある。
本発明に於いて、第一の層領域(G)105の層厚
Tは、好ましくは30Å〜50μ、より好ましくは40
Å〜40μ、最適には50Å〜30μとされるのが望ま
しい。
又、第二の層領域(S)106の層厚Tは、好
ましくは、0.5〜90μ、より好ましくは1〜80μ、
最適には2〜50μとされるのが望ましい。
第一の層領域(G)105の層厚TBと第二の層領
域(S)106の層厚Tの和(TB+T)は、両
層領域に要求される特性と光受容層全体に要求さ
れる特性との相互間の有機的関連性に基いて、光
導電部材の層設計の際に所望に従つて、適宜決定
される。
本発明の光導電部材に於いては、上記の(TB
+T)の数値範囲は、好ましくは1〜100μ、よ
り好適には1〜80μ、最適には2〜50μとされる
のが望ましい。
本発明のより好ましい実施態様に於いては上記
の層厚TB及び層厚Tは、好ましくはTB/T≦1
なる関係を満足するように、夫々に対して適宜適
切な数値が選択されるのが望ましい。
上記の場合に於ける層厚TB及び層厚Tの数値
の選択に於いて、より好ましくは、TB/T≦0.9、
最適にはTB/T≦0.8なる関係が満足される様に
層厚TB及び層厚Tの値が決定されるのが望まし
いものである。
本発明に於いて、第一の層領域(G)105中に含
有されるゲルマニウム原子の含有量が1×10原子
ppm以上の場合には、第一の層領域(G)105の層
厚TBは、可成り薄くされるのが望ましく、好ま
しくは30μ以下、より好ましくは25μ以下、最適
には20μ以下とされるのが望ましい。
本発明の光導電部材に於いては、高光感度化と
高暗抵抗化、更には、支持体と第一の層()1
02との間の密着性の改良を図る目的の為に、第
一の層()102中には、炭素原子が含有され
る層領域Cが設けられる。
第一の層()102は、第11図に示すよう
に、炭素原子の層厚方向の分布濃度C(C)が、
C(1)なる値を有する第1の領域(1)108、C(2)な
る値を有する第2の領域(2)109、C(3)なる値を
有する第3の領域(3)110とを有する。
本発明に於いては、上記の第1、第2、第3の
各領域は、これ等3つをいずれの領域に於いても
必ずしも炭素原子が含有されていることは要しな
いが、分布濃度C(3)は、分布濃度C(1),C(2)のい
ずれよりも大きく、且つ、分布濃度C(1),C(2)の
少なくともいずれか一方は0でないか又は分布濃
度C(1),C(2)は等しくない必要がある。
分布濃度C(1),C(2)のいずれか一方が0である
場合には、第一の層()102は、炭素原子を
含有しない領域として、第1の領域(1)108か又
は第2の領域(2)109を有し、それよりも高い分
布濃度C(3)を有する第3の領域(3)を有する。
この場合、炭素原子を比較的高濃度に含有させ
て自由表面107から第一の層()102中へ
の電荷の注入防止効果が得られる様にするのであ
れば第1の領域(1)108を、炭素原子の含有しな
い領域として第一の層()102を設計する必
要があり、又、逆に支持体101側から光受容層
104中への電荷の注入防止及び支持体101と
光受容層104との間の密着性の改良を計るので
あれば、第2の領域(2)109を炭素原子の含有し
ない領域として第一の層()102を設計する
必要がある。本発明に於いては、3者の中、最大
の分布濃C(3)を有する第3の領域(3)110は、良
好な光感度特性を堆持しつつ第一の層()10
2の暗抵抗の向上を計る場合には、分布濃度C(3)
の値としては、比較的低い数値に設定すると共
に、その層厚としては必要な範囲に於いて充分な
厚さとするのが望ましい。
又、分布濃度C(3)の値を比較的高い数値に設定
することで第3の領域(3)110によつて電荷注入
防止効果を期待するのであれば、第3の領域(3)1
10の層厚は、電荷注入阻止の効果が充分得られ
る範囲に於いて、出来るだけ薄くすると共に、第
2の層()103の自由表面107側、又は支
持体101側に出来るだけ接近した位置に第3の
領域(3)110を設けるのが望ましい。
この場合に於いて、第3の領域(3)110が支持
体101側の方により接近して設けられる場合に
は、第1の領域(1)108は、その層厚を必要な範
囲に於いて充分薄くされ、支持体101と光受容
層104との間の密着性の向上を主に計る為に設
けられる。
第3の領域(3)110が自由表面107側の方に
より接近して設けられる場合には、第2の領域(2)
109は第3の領域(3)110が多湿雰囲気に晒さ
れるのを防ぐ目的の為に主に設けられる。
本発明に於いて、第1の領域(1)及び第2の領域
(2)の層厚としては、分布濃度C(1),C(2)との関係
に於いて適宜所望に応じて決定されるが、好まし
くは、0.003〜100μ、より好ましくは0.004〜80μ、
最適には0.005〜50μが望ましい。
又、第3の領域(3)110の層厚は、分布濃度C
(3)との関係に於いて適宜決定されるが、好ましく
は0.003〜80μ、より好ましくは0.004〜50μ、最適
には0.005〜40μとされるのが望ましい。
第3の領域(3)110に電荷注入阻止層としての
機能を主に持たせる場合には、第一の層()1
02の支持体101側又は自由表面107側に接
近して設けると共に、その層厚を好ましくは30μ
以下、より好適には20μ以下、最適には10μ以下
とするのが望ましい。この際、第3の領域(3)11
0が接近して設けられる支持体101側にある第
1の領域(1)108又は自由表面107側にある第
2の領域(2)109の層厚は、第3の領域(3)110
に含有される炭素原子の分布濃度C(3)の値と生産
的効率の点とからによつて適宜決められるが、好
ましくは5μ以下、より好ましくは3μ以下、最適
には1μ以下とされるのが望ましい。
本発明に於いて、炭素原子の含有分布濃度C(3)
の最大値としては、シリコン原子とゲルマニウム
原子と炭素原子との和(以後「T(SiGeC)」と記
す)に対して好ましくは67原子%、より好ましく
は50原子%、最適には40原子%とされるのが望ま
しい。
又、分布濃度C(3)の最小値は、T(SiGeC)に
対して好ましくは10原子ppm、より好ましくは15
原子ppm、最適には20原子ppmとされるのが望ま
しい。分布濃度C(1),C(2)が0でない場合は、そ
の最小値としては、T(SiGeC)に対して、好ま
しくは1原子ppm、より好ましくは3原子ppm、
最適には5原子ppmとされるのが望ましい。
本発明に於いて、炭素原子の分布状態は、第一
の層()102全体に於いては、前記した様に
層厚方向に不均一であるが、第1、第2、第3の
各領域に於いては、層厚方向に均一である。
第12図乃至第15図には、第一の層()1
02全体としての炭素原子の分布状態の典型的例
が示される。
これ等の図の説明に当つて断わることなく使用
される記号は、第2図乃至第10図に於いて使用
したものと同様に意味を持つ。
第12図に示される例では、炭素原子の分布濃
度C(C)は位置tBより位置t9まではC21とし、位
置t9から位置t11まではC22とし、位置t11から位置
tTまではC21としている。
第13図に示される例では、炭素原子の分布濃
度C(C)は位置tBから位置t12まではC23とし、位
置t12から位置t13まではC24と階段状に増加させ、
位置t13から位置tTまではC25と減少させている。
第14図の例では、炭素原子の分布濃度C(C)
は位置tBから位置t14までC26とし、位置t14から位
置t15まではC27と階段状に増加させ、位置t15から
位置tTまで初期の濃度よりも少ない濃度C28とし
ている。
第15図に示される例では、炭素原子の分布濃
度C(C)は位置tBから位置t16まではC29とし位置
t16から位置t17まではC30に減少させ、位置t17から
位置t18まではC31と階段状に増加させ、位置t18か
ら位置tBまではC30まで減少させている。
本発明に於いて、第一の層()102に設け
られる炭素原子の含有されている層領域C(前述
した第1、第2、第3の領域の少なくとも2つの
領域で構成される)は、光感度と暗抵抗の向上を
主たる目的とする場合には、第一の層()10
2の全層領域を占める様に設けられ、第一の
()102の自由表面から107からの電荷の
注入を防止するためには、自由表面側近傍に設け
られ、支持体101と光受容層104との間の密
着性の強化を計るのを主たる目的とする場合に
は、光受容層104の支持体側端部層領域を占め
る様に設けられる。
第一番目の場合、層領域C中に含有される炭素
原子の含有量は、高光感度を維持する為の比較的
少なくされ、2番目の場合第一の層()102
の自由表面107からの電荷の注入を防ぐために
炭素原子の含有量は比較的多くされ、第3番目の
場合には、支持体101との密着性の強化を確実
に図る為に炭素原子の含有量は比較的多くされる
のが望ましい。
又、前三者を同時に達成する目的の為には、支
持体101側に於いて比較的高濃度に窒素原子を
分布させ、第一の層()102の中央に於いて
比較的低濃度に分布させ、第一の層()102
の自由表面107側の表面層領域には、炭素原子
を多くした様な、炭素原子の分布状態を層領域C
中に形成すれば良い。
自由表面107からの電荷の注入を防止するた
めには、自由表面107側で炭素原子の分布濃度
C(C)を多くした層領域Cを形成するのが望ま
しい。
本発明に於いて、第一の層()102に設け
られる炭素原子を含有する層領域Cにおける炭素
原子の含有量は、層領域C自体に要求される特
性、或いは該層領域Cが支持体101に直に接触
して設けられる場合には、該支持体101との接
触界面に於ける特性との関係等、有機的関連性に
於いて、適宜選択することが出来る。
又、前記層領域Cに直に接触して他の層領域が
設けられる場合には、該他の層領域の特性や該他
の層領域との接触界面に於ける特性との関係も考
慮されて、炭素原子の含有量が適宜選択される。
層領域C中に含有される炭素原子の量は、形成
される光導電部材に要求される特性に応じて所望
に従つて適宜決められるが、シリコン原子とゲル
マニウム原子と炭素原子との和(以後「T
(SiGeC)」と記す)に対して好ましくは、0.001
〜50原子%、より好ましくは0.002〜40原子%、
最適には、0.003〜30原子%とされるのが望まし
い。
本発明に於いて、層領域Cが第一の層()1
02の全域を占めるか、或いは、第一の層()
102の全域を占めなくとも、層領域Cの層厚
T0の第一の層()102の層厚Tに占める割
合が充分多い場合には、層領域Nに含有される炭
素原子の含有量の上限は、前記の値より充分少な
くされるのが望ましい。
本発明においては、層領域Cの層厚T0が第一
の層()102の層厚Tに対して占める割合が
5分の2以上となる様な場合には、層領域C中に
含有される窒素原子の量の上限としては、T
(SiGeC)に対して好ましくは、30原子%以下、
より好ましくは、20原子%以下、最適には10原子
%以下とされるのが望ましい。
本発明において、炭素原子の含有される層領域
Cは、上記した様に支持体101側又は/及び第
二の層()103側の近傍に炭素原子が比較的
高濃度で含有されている局在領域Bを有するもの
として設けられるのが望ましく、この場合には、
支持体101と第一の層()102との間の密
着性をより一層向上させること及び受容電位を向
上させることが出来る。
上記局在領域Bは、第一の層()102の支
持体101側および第二の層()103側の表
面から5μ以内に設けられるのが望ましい。
本発明においては、上記局在領域Bは、第一の
層()102の、支持体101からまたは第二
の層()103側の表面から5μ厚までの層領
域LTの全部とされる場合もあるし、又、層領域
LTの一部とされる場合もある。
局在領域Bを層領域LTの一部とするか又は全
部とするかは、形成される光受容層104に要求
される特性に従つて適宜決められる。
局在領域Bは、その中に含有される炭素原子の
層厚方向の分布状態として炭素原子の分布濃度C
(C)の最大値Cnaxが、好ましくは500原子ppm以
上、より好ましくは800原子ppm以上、最適には
1000原子ppm以上とされる様な分布状態となり得
る様に層形成されるのが望ましい。
即ち、本発明においては、第一の層()10
2中の、炭素原子の含有される層領域Cは、支持
体101側または第二の層()103の表面か
らの層厚で5μ以内に分布濃度の最大値Cnaxが存在
する様に形成されるのが望ましい。
本発明において、必要に応じて第一の層()
102に含有されるハロゲン原子としては、具体
的にはフツ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、
殊にフツ素、塩素を好適なものとして挙げること
が出来る。
本発明の光導電部材に於いては、ゲルマニウム
原子の含有される第一の層領域(G)105又は/及
びゲルマニウム原子の含有されない第二の層領域
(S)106には、伝導特性を支配する物質Dを
含有させることにより、当該層領域(G)又は/及び
層領域(S)の伝導特性を所望に従つて任意に制
御することが出来る。本発明においては、伝導特
性を支配する物質Dの含有される層領域PNは、
第一の層()102の一部又は全部に設けても
よい。又は、層領域PNは、層領域(G)または
(S)の一部又は全部に設けてもよい。
この様な伝導特性を支配する物質Dとしては、
所謂、半導体分野で云われる不純物を挙げること
が出来、本発明に於いては、シリコン原子または
ゲルマニウム原子に対して、p型伝導特性を与え
るp型不純物及びn型伝導特性を与えるn型不純
物を挙げることが出来る。具体的には、p型不純
物としては周期律表第族に属する原子(第族
原子)、例えば、硼素(B)、アルミニウム(Al)、
ガリウム(Ga)、インジウム(In)、タリウム
(Tl)等があり、殊に好適に用いてれるのは、
B,Gaである。また、n型不純物としては、周
期律表第族に属する原子(第族原子)、例え
ば、燐(P)、砒素(As)、アンチモン(Sb)、ビ
スマス(Bi)等であり、殊に、好適に用いられ
るのは、P、Asである。
本発明に於いて、第一の層()102中に含
有される伝導特性を支配する物質Dの含有量は、
該第一の層()102に要求される伝導特性、
或いは該第一の層()102が直に接触して設
けられる支持体101との接触界面に於ける特性
との関係等、有機的関連性に於いて、適宜選択す
ることが出来る。
又、前記の伝導特性を支配する物質Dを第一の
層()102中に含有させるのに、該第一の層
()102に所望される層領域に局在的に含有
させる場合、殊に、第一の層()102の支持
体側端部層領域に含有させる場合には、該層領域
に直に接触して設けられる他の層領域の特性や、
該他の層領域との接触界面に於ける特性との関係
も考慮されて、伝導特性を支配する物質Dの含有
量が適宜選択される。
本発明に於いて、第一の層()102中に含
有される伝導特性を支配する物質Dの含有量とし
ては、好ましくは、0.01〜5×104原子ppm、よ
り好適には0.5〜1×104原子ppm、最適には1〜
5×103原子ppmとされるのが望ましい。
本発明に於いて、伝導特性を支配する物質Dか
含有される層領域PNに於ける該物質Dの含有量
が、好ましくは30原子ppm以上、より好適には50
原子ppm以上、最適には、100原子ppm以上の場
合には、前記伝導特性を支配する物質Dは、第一
の層()102の一部の層領域に局所的に含有
させるのが望ましく、殊に第一の層()102
の支持体側端部層領域Eに偏在させるのが望まし
い。
上記の中、第一の層()102の支持体側端
部層領域Eに前記の数値以上の含有量となる様に
前記伝導特性を支配する物質Dを含有させること
によつて、例えば当該物質Dが前記のp型不純物
の場合には、光受容層104の自由表面107が
+極性に帯電処理を受けた際に支持体101側か
ら光受容層104中へ注入される電子の移動を効
果的に阻止することが出来、又、前記伝導特性を
支配する物質が前記のn型不純物の場合には、光
受容層104の自由表面107が−極性に帯電処
理を受けた際に、支持体101側から光受容層1
04中へ注入される正孔の移動を効果的に阻止す
ることが出来る。
この様に、前記支持体側端部層領域Eに一方の
極性の伝導特性を支配する物質Dを含有させる場
合には、第一の層()102の残りの層領域、
即ち、前記支持体側端部層領域(E)を除いた部分の
層領域(Z)には、他の極性の伝導特性を支配す
る物質を含有させても良いし、或いは、同極性の
伝導特性を支配する物質を、支持体側端部層領域
(E)に含有される実際の量よりも一段と少ない量に
して含有させても良い。
この様な場合、前記層領域(Z)中に含有され
る前記伝導特性を支配する物質Dの含有量として
は、支持体側端部層領域Eに含有される前記物質
の極性や含有量に応じて所望に従つて適宜決定さ
れるものであるが、好ましくは、0.001〜1000原
子ppm、より好適には0.05〜500原子ppm、最適
には0.1〜200原子ppmとされるのが望ましい。
本発明に於いて、支持体側端部層領域E及び層
領域(Z)に同種の伝導性を支配する物質を含有
させる場合には、当該物質の層領域(Z)に於け
る含有量としては、好ましくは、30原子ppm以下
とするのが望ましい。上記した場合の他に、本発
明に於いては、第一の層()102中に、一方
の極性を有する伝導性を支配する物質を含有させ
た層領域と、他方の極性を有する伝導性を支配す
る物質を含有させた層領域とを直に接触する様に
設けて、該接触層領域に所謂空乏層を設けること
も出来る。詰り、例えば、第一の層()102
中に、前記のp型不純物を含有する層領域と前記
のn型不純物を含有する層領域とを直に接触する
様に設けて所謂p−n接合を形成して、空乏層を
設けることが出来る。
本発明において、a−Ge(Si,H,X)で構成
される第一の層領域(G)105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
よつて形成される。例えば、グロー放電法によつ
て、a−Ge(Si,H,X)で構成される第一の層
領域(G)105を形成するには、基本的にはゲルマ
ニウム原子を供給し得るゲルマニウム原子供給用
の原料ガスと必要に応じて、シリコン原子を供給
し得るシリコン原子供給用の原料ガス、水素原子
導入用の原料ガス又は/及びハロゲン原子導入用
の原料ガスとを、内部を減圧し得る堆積室内に所
望のガス圧状態で導入して、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−Ge(Si,H,X)
からなる層を形成すれば良い。又、ゲルマニウム
原子を不均一な分布状態で第一の層領域(G)105
中に含有させるにはゲルマニウム原子の分布濃度
を所望の変化率曲線に従つて制御し乍らa−Ge
(Si,H,X)からなる層を形成させれば良い。
又、スパツタリング法においては、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シリコン原子で構成さ
れたターゲツト、或いは、該ターゲツトとゲルマ
ニウム原子で構成されたターゲツトの二枚を利用
して、又は、シリコン原子とゲルマニウム原子の
混合されたターゲツトを使用して、必要に応じ
て、He、Ar等の稀釈ガスで稀釈されたゲルマニ
ウム原子供給用の原料ガス又、必要に応じて水素
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、所望のガスのプ
ラズマ雰囲気を形成することによつて第一の層領
域(G)105を形成する。このスパツタリング法に
おいて、ゲルマニウム原子の分布を不均一にする
場合には、前記ゲルマニウム原子供給用の原料ガ
スのガス流量を所望の変化率曲線に従つて制御し
乍ら、前記のターゲツトをスパツタリングしてや
れば良い。
イオンプレーテイング法の場合には、例えば多
結晶シリコン又は単結晶シリコンと多結晶ゲルマ
ニウム又は単結晶ゲルマニウムとを、夫々蒸発源
として蒸着ポートに収容し、この蒸発源を抵抗加
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、飛翔蒸発物を所望のガ
スプラズマ雰囲気中を通過させる以外は、スパツ
タリング法の場合と同様にすることによつて第一
の層領域(G)105を形成することができる。
本発明において使用されるシリコン原子供給用
の原料ガスと成り得る物質としては、SiH4、
Si2H6、Ti3H8、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、層作成作業時の
取扱い易さ、シリコン原子供給効率の良さ等の点
でSiH4、SiH6、が好ましいものとして挙げられ
る。
ゲルマニウム原子供給用の原料ガスと成り得る
物質としては、GeH4、Ge2H6、Ge3H8、
Ge4H10、Ge5H12、Ge6H14、Ge7H16、Ge8H18、
Ge9H20等のガス状態の又はガス化し得る水素化
ゲルマニウムが有効に使用されるものとして挙げ
られ、殊に、層作成作業時の取扱い易さ、ゲルマ
ニウム原子供給効率の良さ等の点で、GeH4、
Ge2H6、Ge3H8が好ましいものとして挙げられ
る。
本発明において使用されるハロゲン原子導入用
の原料ガスとして有効なのは、多くのハロゲン化
合物が挙げられ、例えばハロゲンガス、ハロゲン
化物、ハロゲン間化合物、ハロゲンで置換された
シラン誘導体等のガス状態の又はガス化し得るハ
ロゲン化合物が好ましく挙げられる。又、更に
は、シリコン原子とハロゲン原子とを構成要素と
するガス状態の又はガス化し得る、ハロゲン原子
を含む水素化硅素化合物も有効なものとして本発
明においては挙げることが出来る。
本発明において好適に使用し得るハロゲン化合
物としては、具体的には、フツ素、塩素、臭素、
ヨウ素のハロゲンガス、BrF、ClF、ClF3、
BrF5、BrF3、IF3、IF7、ICl、IBr等のハロゲン
間化合物を挙げることが出来る。
ハロゲン原子を含む硅素化合物、所謂、ハロゲ
ン原子で置換されたシラン誘導体としては、具体
的には例えばSi2F4、Si2F6、SiCl4、SiBr4等のハ
ロゲン化硅素が好ましいものとして挙げることが
出来る。
この様なハロゲン原子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、ゲルマニウム原子供
給用の原料ガスと共にシリコン原子を供給し得る
原料ガスとしての水素化硅素ガスを使用しなくと
も、所望の支持体101上にハロゲン原子を含む
a−SiGeから成る第一の層領域(G)105を形成
する事が出来る。
グロー放電法に従つて、ハロゲン原子を含む第
一の層領域(G)105を製造する場合、基本的に
は、例えばシリコン原子供給用の原料ガスとなる
ハロゲン化硅素とゲルマニウム原子供給用の原料
ガスとなる水素化ゲルマニウムとAr、H、He等
のガス等とを所定の混合比およびガス流量になる
様にして第一の層領域(G)105を形成する堆積室
に導入し、グロー放電を生起してこれ等のガスの
プラズマ雰囲気を形成することによつて、所望の
支持体101上に第一の層領域(G)105を形成し
得るものであるが、水素原子の導入割合の制御を
一層容易になる様に図る為にこれ等のガスに更に
水素ガス又は水素原子を含む硅素化合物のガスも
所望量混合して層形成しても良い。
又、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で
複数種混合して使用しても差支えないものであ
る。
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第一の層領域(G)105
中にハロゲン原子を導入するには、前記のハロゲ
ン化合物又は前記のハロゲン原子を含む硅素化合
物のガスを堆積室中に導入して該ガスのプラズマ
雰囲気を形成してやれば良いものである。
又、第一の層領域(G)105中に水素原子を導入
する場合には、水素原子導入用の原料ガス、例え
ば、H2、或いは前記したシラン類又は/及び水
素化ゲルマニウム等のガス類をスパツタリング用
の堆積室中に導入して該ガス類のプラズマ雰囲気
を形成してやれば良い。
本発明においては、ハロゲン原子導入用の原料
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、SiH2I2、
SiH2Cl2、SiHCl3、SiH2Br2、SiHBr3等のハロゲ
ン置換水素化硅素、及びGeHF3、GeH2F2、
GeH3F、GeHCl3、GeH2Cl2、GeH3Cl、
GeHBr3、GeH2Br2、GeH3Br、GeHI3、
GeH2I2、GeH3I等の水素化ハロゲン化ゲルマニ
ウム等の水素原子を構成要素の1つとするハロゲ
ン化物、GeF4、GeCl4、GeBr4、GeI4、GeF4、
GeCl2、GeBr2、GeI2等のハロゲン化ゲルマニウ
ム、等々のガス状態或いはガス化し得る物質も有
効な第一の層領域(G)105形成用の出発物質とし
て挙げる事が出来る。
これ等物質の中、水素原子を含むハロゲン化物
は、第一の層領域(G)105形成の際に層中にハロ
ゲン原子の導入と同時に電気的或いは光電的特性
の制御に極めて有効な水素原子も導入されるの
で、本発明においては好適なハロゲン導入用の原
料として使用される。
水素原子を第一の層領域(G)105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等の水素化硅素をゲルマ
ニウム原子を供給する為のゲルマニウム又はゲル
マニウム化合物と、或いは、GeH4、Ge2H6、
Ge3H8、Ge4H10、Ge5H12、Ge6H14、Ge7H16、
Ge8H18、Ge9H20等の水素化ゲルマニウムとシリ
コン原子を供給する為のシリコン又はシリコン化
合物と、を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。
本発明の好ましい例において、形成される第一
の層領域(G)105中に含有される水素原子の量、
又はハロゲン原子の量、又は水素原子とハロゲン
原子の量の和(H+X)は、好ましくは、0.01〜
40原子%、より好適には0.05〜30原子%、最適に
は0.1〜25原子%とされるのが望ましい。
第一の層領域(G)105中に含有される水素原子
又は/及びハロゲン原子の量を制御するには、例
えば支持体温度又は/及び水素原子、或いはハロ
ゲン原子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。
本発明に於いて、a−Si(H,X)で構成され
る第二の層領域(S)106は、前記した第一の
層領域(G)105形成用の出発物質()の中よ
り、ゲルマニウム原子供給用の原料ガスとなる出
発物質を除いた出発物質〔第二の層領域(S)1
06形成用の出発物質()〕を使用して、第一
の層領域(G)105を形成する場合と、同様の方法
と条件に従つて形成する事が出来る。
即ち、本発明において、a−Si(H,X)で構
成される第二の層領域(S)106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
によつて形成される。例えば、グロー放電法によ
つて、a−Si(H,X)で構成される第二の層領
域(S)106を形成するには、基本的には前記
したシリコン原子を供給し得るシリコン原子供給
用の原料ガスと共に、必要に応じて水素原子導入
用の又は/及びハロゲン原子導入用の原料ガス
を、内部を減圧し得る堆積室内に導入して、該堆
積室内にグロー放電を生起させ、予め所定位置に
設置されてある所定の支持体表面上にa−Si(H,
X)からなる層を形成させれば良い。又、スパツ
タ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シリコン原子で構成された
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おけば良い。
本発明に於いて、形成される第二の層領域
(S)106中に含有される水素原子の量、又は
ハロゲン原子の量、又は水素原子とハロゲン原子
の量の和(H+X)は、好ましくは1〜40原子
%、より好適には5〜30原子%、最適には5〜25
原子%とされるのが望ましい。
本発明において、第一の層()102に炭素
原子の含有された層領域(C)を設けるには、第一の
層102の形成の際には炭素原子導入用の出発物
質を前記した第一の層()102形成用の出発
物質と共に使用して、形成される層中にその量を
制御しながら含有してやれば良い。
層領域Cを形成するのにグロー放電法を用いる
場合には、前記した第一の層()102形成用
の出発物質の中から所望に従つて選択されたもの
に炭素原子導入用の出発物質が加えられる。その
ような炭素原子導入用の出発物質としては、少な
くとも炭素原子を構成原子とするガス状の物質ま
たはガス化し得る物質をガス化したものの中の大
概のものが使用され得る。
例えばシリコン原子を構成原子とする原料ガス
と、炭素原子を構成原子とする原料ガスと、必要
に応じて水素原子またはおよびハロゲン原子を構
成原子とする原料ガスと所望の混合比で混合して
使用するか、または、シリコン原子を構成原子と
する原料ガスと、炭素原子および水素原子を構成
原子とする原料ガスとを、これもまた所望の混合
比で混合するか、あるいはシリコン原子を構成原
子とする原料ガスと、シリコン原子、炭素原子お
よび水素原子の3つを構成原子とする原料ガスと
を混合して使用することができる。
また、別には、シリコン原子と水素原子とを構
成原子とする原料ガスに、炭素原子を構成原子と
する原料ガスを混合して使用しても良い。
炭素原子導入用の原料ガスとして有効なものと
しては、炭素原子と水素原子とを構成原子とす
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。
具体的には、飽和炭化水素としては、メタン
(CH4)、エタン(C2H6)、プロパン(C3H8)、n
−ブタン(n−C4H10)、ペンタン(C5H12)、エ
チレン系炭化水素としては、エチレン(C2H4)、
プロピレン(C3H6)、ブテン−1(C4H8)、ブテ
ン−2(C4H8)イソブチレン(C4H8)、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。
これ等の他にシリコン原子と炭素原子と水素原
子とを構成原子とする原料ガスとして、Si
(CH3)4、Si(C2H5)4等のケイ化アルキルを挙げる
ことができる。
本発明においては、層領域C中には炭素原子で
得られる効果を更に助長させる為に、炭素原子に
加えて、更に酸素原子または/および窒素原子を
含有することができる。
酸素原子を層領域(C)に導入するための酸素原子
導入用の原料ガスとしては、例えば酸素(O2)、
オゾン(O3)、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)、四三酸化窒素(N2O4)、五二酸化窒素
(N2O5)、三酸化窒素(NO3)、シリコン原子と酸
素原子と水素原子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
げることができる。
層領域(C)を形成する際に使用される窒素原子導
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、窒素原子を構成原子とするあ
るいは窒素原子と水素原子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)等のガス状のまたはガス
化し得る窒素、窒化物およびアジ化物等の窒素化
合物を挙げることができる。この他に、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
ができる。
スパツタリング法によつて、炭素原子を含有す
る第一の層()102を形成するには、単結晶
または多結晶のシリコンウエハーまたはグラフア
イトウエハー、またはシリコン原子と炭素原子が
混合されて含有されているウエハーをターゲツト
として、これ等を種々のガス雰囲気中でスパツタ
リングすることによつて行えば良い。
例えば、シリコンウエーハーをターゲツトとし
て使用すれば、炭素原子と必要に応じて水素原子
または/およびハロゲン原子を導入するための原
料ガスを、必要に応じて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シリコンウエーハー
をスパツタリングすれば良い。
また、別には、シリコン原子と炭素原子とは
別々のターゲツトとして、またはシリコン原子と
炭素原子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
ガスの雰囲気中でまたは少なくとも水素原子また
は/およびハロゲン原子を構成原子として含有す
るガス雰囲気中でスパツタリングすることによつ
て成される。炭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
中の炭素原子導入用の原料ガスがスパツタリング
の場合にも有効なガスとして使用され得る。
本発明において、第一の層()102の形成
の際に、炭素原子の含有される層領域(C)を設ける
場合、該層領域(C)に含有される炭素原子の分布濃
度C(C)を層厚方向に変化させて、所望の層厚
方向の分布状態(depthprofile)を有する層領域
(C)を形成するには、グロー放電の場合には、分布
濃度C(C)を変化させるべき炭素原子導入用の
出発物質のガスを、そのガス流量を所望の変化率
曲線に従つて適宜変化させながら、堆積室内に導
入することによつて成される。
例えば手動あるいは外部駆動モータ等の通常用
いられている何らかの方法により、ガス流路系の
途中に設けられた所定のニードルバルブの開口を
漸時変化させる操作を行えば良い。このとき、流
量の変化率は線型である必要はなく、例えばマイ
コン等を用いて、あらかじめ設計された変化率曲
線を得ることもできる。
層領域(C)をスパツタリング法によつて形成する
場合、炭素原子の層厚方向の分布濃度C(C)を
層厚方向で変化させて、炭素原子の層厚方向の分
布状態(depth profile)を形成するには、第一
には、グロー放電法による場合と同様に、炭素原
子導入用の出発物質をガス状態で使用し、該ガス
を堆積室中へ導入する際のガス流量を所望に従つ
て適宜変化させることによつて成される。
第二には、スパツタリング用のターゲツトを、
例えばシリコン原子と炭素原子との混合されたタ
ーゲツトを使用するのであれば、シリコン原子と
炭素原子との混合比を、ターゲツトの層厚方向に
おいて、予め変化させておくことによつて成され
る。
第一の層()102中に、伝導特性を支配す
る物質、例えば、第族原子或いは第族原子を
構造的に導入するには、層形成の際に、第族原
子導入用の出発物質或いは第族原子導入用の出
発物質をガス状態で堆積室中に、第二の層領域
(S)106を形成する為の出発物質と共に導入
してやれば良い。この様な第族原子導入用の出
発物質と成り得るものとしては、常温常圧でガス
状の又は、少なくとも層形成条件下で容易にガス
化し得るものが採用されるのが望ましい。その様
な第族原子導入用の出発物質として具体的には
硼素原子導入用としてはB2H6、B4H10、B5H9、
B5H11、B6H10、B6H12、B6H14等の水素化硼素、
BF3、BCl3、BBr3等のハロゲン化硼素等が挙げ
られる。この他、AlCl3、GeCl4、Ge(CH3)4、
InCl3、TlCl3、等も挙げることが出来る。
第族原子導入用の出発物質として、本発明に
おいて有効に使用されるのは、燐原子導入用とし
ては、PH3、P2H4、等の水素化燐、PH4I、PF3、
PF5、PCl3、PCl5、PBr3、PBr5、PI3等のハロゲ
ン化燐が挙げられる。この他、AsH3、AsF3、
AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、
SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3、BiBr3、等も第
族原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げ
ることが出来る。
本発明に於いて、第一の層()102を構成
し、伝導特性を支配する物質を含有領して支持体
101側に偏在して設けられる層領域(PN)の
層厚としては、該層領域(PN)と該層領域
(PN)上に形成される第一の層()102を
構成する他の層領域とに要求される特性に応じて
所望に従つて適宜決定されるものであるが、その
下限としては、好ましくは30Å以上、より好適に
は40Å以上、最適には50Å以上とされるのが望ま
しい。また、前記層領域(PN)中に含有される
伝導特性を支配する物質の含有量が30原子ppm以
上とされる場合には、該層領域(PN)の上限と
しては、好ましくは10μ以下、好適には8μ以下、
最適には5μ以下とされるのが望ましい。
第1図に示される光導電部材100において
は、第一の層()102上に形成される第二の
層()103は自由表面107を有し、主に耐
湿性、連続繰返し使用特性、電気的耐圧性、使用
環境特性、耐久性において本発明の目的を達成す
る為に設けられる。
また、本発明においては、第一の層()の1
02と第二の層()103とを構成する非晶質
材料の各々がシリコン原子という共通の構成要素
を有しているので、両相()102および
()103の積層界面において化学的な安定性
の確保が充分成されている。
本発明における第二の層()103は、シリ
コン原子と窒素原子と、必要に応じて水素原子ま
たは/およびハロゲン原子とを含む非晶質材料
(以後、「a−(SixN1-x)y(H,X)1-y」と記す。
但し、0<x、y<1)で構成される。
a−(SixN1-x)y(H、X)1-yで構成される第二
の層()103の形成は、グロー放電法、スパ
ツタリング法、エレクトロンビーム法等によつて
成される。これ等の製造法は、製造条件、設備資
本投下の負荷程度、製造規模、作製される光導電
部材に所望される特性等の要因によつて適宜選択
されて採用されるが、所望する特性を有する光導
電部材を製造するために作成条件の制御が比較的
容易であり、かつシリコン原子と共に窒素原子お
よびハロゲン原子を、作製する第二の層()1
03中に導入するのが容易に行える等の利点を有
するグロー放電法あるいはスパツタリング法が好
適に採用される。
更に、本発明においては、グロー放電法とスパ
ツタリング法とを同一装置系内で併用して第二の
層()103を形成してもよい。
グロー放電法によつて第二の層()103を
形成するには、a−(SixN1-x)y(H、X)1-y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
真空堆積室に導入し、この導入されたガスを、グ
ロー放電を生起させることによつてガスプラズマ
化して、前記支持体101上に既に形成されてあ
る第一の層()102上に、a−(SixN1-x)y
(H、X)1-yを堆積させればよい。
本発明において、a−(SixN1-x)y(H,X)1-y
形成用の原料ガスとしては、シリコン原子、窒素
原子、水素原子、ハロゲン原子の中の少なくとも
一つを構成原子とするガス状の物質またはガス化
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。
シリコン原子、窒素原子、水素原子、ハロゲン
原子の中の一つとしてシリコン原子を構成原子と
する原料ガスを使用する場合は、例えばシリコン
原子を構成原子とする原料ガスと、窒素原子を構
成原子とする原料ガスと、必要に応じて水素原子
を構成原子とする原料ガスまたは/およびハロゲ
ン原子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、またはシリコン原子を
構成原子とする原料ガスと、窒素原子および水素
原子を構成原子とする原料ガスまたは/および窒
素原子およびハロゲン原子を構成原子とする原料
ガスとを、これもまた、所望の混合比で混合する
か、あるいはシリコン原子を構成原子とする原料
ガスと、シリコン原子、窒素原子および水素原子
の3つを構成原子とする原料ガスまたは、シリコ
ン原子、窒素原子およびハロゲン原子の3つを構
成原子とする原料ガスとを混合して使用すること
ができる。
また、別には、シリコン原子と水素原子とを構
成原子とする原料ガスに窒素原子を構成原子とす
る原料ガスを混合して使用しても良いし、シリコ
ン原子とハロゲン原子とを構成原子とする原料ガ
スに窒素原子を構成原子とする原料ガスを混合し
て使用してもよい。
本発明において第二の層()103中に含有
されるハロゲン原子として好適なのはフツ素、塩
素、臭素、ヨウ素であり、殊にフツ素、塩素が望
ましいものである。
本発明において、第二の層()103を形成
するのに有効に使用される原料ガスと成り得るも
のとしては、常温常圧においてガス状態のものま
たは容易にガス化し得る物質を挙げることができ
る。
第二の層()103と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、エレクトロビーム
法等が挙げられる。これ等の製造法は、製造条
件、設備資本投下の負荷程度、製造規模、作製さ
れる光導電部材に所望される特性等の要因によつ
て適宜選択されて採用されるが、所望する特性を
有する光導電部材を製造する為の作製条件の制御
が比較的容易であり、かつシリコン原子と共に窒
素原子、必要に応じて水素原子やハロゲン原子を
作製する第二の層()103中に導入するのが
容易に行える等の利点を有するグロー放電法ある
いはスパツタリング法が好適に採用される。
更に、本発明においては、グロー放電法とスパ
ツタリング法とを同一装置系内で併用して第二の
層()103を形成しても良い。
グロー放電法によつて、a−SiN(H,X)で
構成される第二の層()103を形成するに
は、基本的にはシリコン原子を供給し得るシリコ
ン原子供給用の原料ガスと窒素原子導入用の原料
ガスと、必要に応じて水素原子導入用のまたは/
およ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
てある所定の第一の層()102上にa−SiN
(H,X)からなる第二の層()103を形成
させれば良い。
また、スパツタリング法で第二の層()10
3を形成する場合には、例えば次のようになされ
る。
第一には、例えばAr、He等の不活性ガスまた
はこれ等のガスをベースとした混合ガスの雰囲気
中でシリコン原子で構成されたターゲツトをスパ
ツタリングする際、窒素原子導入用の原料ガス
を、必要に応じて水素原子導入用のまたは/およ
びハロゲン原子導入用の原料ガスと共にスパツタ
リングを行う真空堆積室内に導入してやれば良
い。
第二には、スパツタリング用のターゲツトとし
てSi3N4で構成されたターゲツトか、あるいはシ
リコン原子で構成されたターゲツトとSi3N4で構
成されたターゲツトの二枚か、またはシリコン原
子とSi3N4で構成されたターゲツトを使用するこ
とで形成される第二の層()103中へ窒素原
子を導入することができる。この際、前記の窒素
原子導入用の原料ガスを併せて使用すれば、その
流量を制御することで第二の層()103中に
導入される窒素原子の量を任意に制御することが
容易である。
第二の層()103中へ導入される窒素原子
の含有量は、窒素原子導入用の原料ガスが堆積室
中へ導入される際の流量を制御するか、または窒
素原子導入用のターゲツト中に含有される窒素原
子の割合を、該ターゲツトを作成する際に調整す
るか、あるいは、この両者を行うことによつて、
所望に従つて任意に制御することができる。
本発明において使用されるシリコン原子供給用
の原料ガスとなる出発物質としては、SiH4、
Si2H6、Si3H8、Si4H10等のガス状態のまたはガ
ス化し得る水素化硅素(シラン類)が使用される
ものとして挙げられ、殊に、層作成作業の扱い易
さ、シリコン原子供給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。これ等
の出発物質を使用すれば、層作成条件を適切に選
択することによつて形成される第二の層()1
03中にシリコン原子と共に水素原子も導入し得
る。
シリコン原子供給用の原料ガスとなる有効な出
発物質としては、上記の水素化硅素の他に、ハロ
ゲン原子を含む硅素化合物、所謂、ハロゲン原子
で置換されたシラン誘導体、具体的には例えば
SiF4、Si2F6、SiCl4、SiBr4等のハロゲン化硅素
が好ましいものとして挙げることができる。
更には、SiH2F2、SiH2I2、SiH2Cl2、SiHCl2、
SiH2Br2、SiHBr2等のハロゲン置換水素化硅素、
等々のガス状態のあるいはガス化し得る、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
第二の層()103の形成の為のシリコン原子
供給用の出発物質として挙げる事ができる。
これ等のハロゲン原子を含む硅素化合物を使用
する場合にも、前述したように層形成条件の適切
な選択によつて、形成される第二の層()10
3中にシリコン原子と共に、ハロゲン原子を導入
することができる。
上記した出発物質の中で水素原子を含むハロゲ
ン化硅素化合物は、第二の層()103の形成
の際に、層中にハロゲン原子の導入と同時に電気
的ある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
ハロゲン原子導入用の出発物質として使用され
る。
本発明において第二の層()103を形成す
る際に使用されるハロゲン原子導入用の原料ガス
となる有効な出発物質としては、上記したものの
他に、例えばフツ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロ
ゲンガス、BrF、ClF、ClF3、BrF5、BrF3、
IF3、IF7、ICl、IBr等のハロゲン間化合物、HF、
HCl、HBr、HI等のハロゲン化水素を挙げるこ
とができる。
第二の層()103を形成する際に使用され
る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、窒素原子を構成
原子とするかあるいは窒素原子と水素原子とを構
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
ス状のまたはガス化し得る窒素、窒化物およびア
ジ化物等の窒素化合物を挙げることができる。こ
の他に、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、出発物質として
は、三弗化窒素(F3N)、四弗化窒素(F4N2)等
のハロゲン化窒素化合物を挙げることができる。
本発明において、第二の層()103をグロ
ー放電法またはスパツタ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
ことができる。
本発明における第二の層()103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。
すなわち、シリコン原子、窒素原子、必要に応
じて水素原子または/およびハロゲン原子を構成
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、導電性から半導体性、さらには、
絶縁性までの間の性質を示し、また、光導電的性
質から非光導電的性質を示す。そこで、本発明に
おいては、目的に応じた所望の特性を有するa−
(SixN1-x)y(H,X)1-yが形成されるように、所
望に従つてその作成条件の選択が厳密に成され
る。
例えば、第二の層()103を電気的耐圧性
の向上を主な目的として設けるには、a−(Six
N1-x)y(H,X)1-yは使用環境において電気絶縁
性的挙動の顕著な非晶質材料として作成される。
また、連続繰返し使用特性や使用環境特性の向
上を主たる目的として第二の層()103が設
けられる場合には、上記の電気絶縁性の度合はあ
る程度緩和され、照射される光に対してある程度
の感度を有する非晶質材料としてa−(SixN1-x)y
(H,X)1-yが作成される。
第一の層()102の表面に、a−(Six
N1-x)y(H,X)1-yから成る第二の層()10
3を形成する際における、層形成中の支持体温度
は、形成される層の構造および特性を有する重要
な因子である。本発明においては、目的とする特
性を有するa−(SixN1-x)y(H,X)1-yが所望通
りに作成され得るように層作成時の支持体温度が
厳密に制御されるのが望ましい。本発明におけ
る、所望の目的が効果的に達成されるための第二
の層()103の形成法に併せて適宜最適範囲
の支持体温度が選択されて、第二の層()10
3の形成が実行されるが、層作成時の支持体温度
は好ましくは、20〜400℃、より好適には50〜350
℃、最適には100〜300℃とされるのが望ましいも
のである。
第二の層()103の形成には、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ために、グ
ロー放電法やスパツタリング法の採用が有利であ
るが、これ等の層形成法で第二の層()103
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が、作成されるa−(Six
N1-x)y(H,X)1-yの特性を左右する重要な因子
の一つである。
本発明における目的が達成されるための特性を
有するa−(SixN1-x)y(H,X)1-yが生産性良く
効果的に作成されるための放電パワー条件として
は、好ましくは1.0〜300W、より好適には2.0〜
250W、最適には5.0〜200Wとされるのが望まし
いものである。
堆積室内のガス圧は好ましくは0.01〜1Torr、
より好適には、0.1〜0.5Torr程度とされるのが望
ましい。
本発明において、第二の層()103を作成
するための支持体温度および放電パワーの望まし
い数値範囲としては前記した範囲の値が挙げられ
る。しかし、これ等の層作成フイルターは、独立
的に別々に決められるものではなく、所望特性の
a−(SixN1-x)y(H,X)1-yから成る第二の層
()103が形成されるように相互的有機関連
性に基づいて最適値が決められるのが望ましい。
本発明の光導電部材における第二の層()1
03に含有される窒素原子の量は、第二の層
()103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第二の層()1
03が形成される重要な因子である、そこで、こ
の第二の層()103に含有される窒素原子の
量は、第二の層()103を構成する非晶質材
料の種類およびその特性に応じて適宜所望に応じ
て決められるものである。
すなわち、前記一般式a−(SixN1-x)y(H,
X)1-yで示される非晶質材料は、大別すると、シ
リコン原子と窒素原子とで構成される非晶質材料
(以後、「a−SiaN1-a」と記す。但し、0<a<
1」、シリコン原子と窒素原子と水素原子とで構
成される非晶質材料(以後、「a−(SibN1-b)c
H1-c」と記す。但し、0<b、c<1)、シリコ
ン原子と窒素原子とハロゲン原子と必要に応じて
水素原子とで構成される非晶質材料(以後、「a
−(SibN1-d)e(H,X)1-e」と記す。但し0<
d、e<1)にそれぞれ分類される。
本発明において、第二の層()103がa−
SiaN1-aで構成される場合、第二の層()10
3に含有される窒素原子の量は、好ましくは1×
10-3〜60原子%、より好適には1〜50原子%、最
適には10〜45原子%とされるのが望ましいもので
ある。すなわち、先のa−SiaN1-aの表示で行え
ば、aが好ましくは0.4〜0.99999、より好適には
0.5〜0.99、最適には0.55〜0.9である。
本発明において、第二の層()103がa−
(SibN1-b)cH1-cで構成される場合、第二の層
()103に含有される窒素原子の量は、好ま
しくは1×10-3〜55原子%とされ、より好ましく
は1〜55原子%、最適には10〜55原子%とされる
のが望ましいものである。さらに、水素原子の含
有量としては、好ましくは1〜40原子%、より好
ましくは2〜35原子%、最適には5〜30原子%と
されるのが望ましく、これ等の範囲に水素原子含
有量がある場合に形成される光導電部材は、実際
面において優れたものとして充分適用され得る。
すなわち、先のa−(SibN1-b)cH1-cのbおよび
c表示で行えば、bが望ましくは0.45〜0.99999、
より好適には0.45〜0.99、最適には0.45〜0.9であ
り、cが好ましくは0.6〜0.99、より好適には0.65
〜0.98、最適には0.7〜0.95であるのが望ましい。
第二の層()103がa−(SidN1-d)e(H,
X)1-eで構成される場合には、第二の層()1
03中に含有される窒素原子の含有量としては、
好ましくは、1×10-3〜60原子%、より好適には
1〜60原子%、最適には10〜55原子%とされるの
が望ましいものである。さらに、ハロゲン原子の
含有量としては、好ましくは1〜20原子%、より
好適には1〜18原子%、最適には2〜15原子%と
されるのが望ましく、これ等の範囲にハロゲン原
子含有量がある場合に作成される光導電部材は、
実際面において充分適用され得るものである。さ
らにまた、必要に応じて含有される水素原子の含
有量としては、好ましくは19原子%以下、より好
適には13原子%以下とされるのが望ましいもので
ある。
すなわち、先のa−(SidN1-d)e(H,X)1-eの
dおよびeの表示で行えばdが好ましくは0.4〜
0.99999、より好適には0.4〜0.99、最適には0.45
〜0.9であり、eが好ましくは0.8〜0.99999、より
好適には0.82〜0.99、最適には0.85〜0.98である
ことが望ましい。
本発明における第二の層()103の層厚の
範囲は、本発明の目的を効果的に達成するための
重要な因子の一つである。この層厚は、本発明の
目的を効果的に達成するように所期の目的に応じ
て適宜所望に従つて決められる。さらに、この層
厚は、該層()103中に含有させる窒素原子
の量や第一の層()102の層厚との関係にお
いても、各々の層領域に要求される特性に応じた
有機的な関連性の下に所望に従つて適宜決定され
る必要がある。更に加え得るに、この層厚は生産
性や量産性を加味した経済性の点においても考慮
されるのが望ましい。
本発明における第二の層()103の層厚と
しては、好ましくは0.003〜30μ、より好適には
0.004〜20μ、最適には0.005〜10μとされるのが望
ましい。
本発明において使用される支持体101として
は、導電性でも電気絶縁性であつても良い。導電
性支持体としては、例えば、NiCr、ステンレス、
Al、Cr、Mo、Au、Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pd
等の金属又はこれ等の合金が挙げられる。
電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポ
リエチレン、ポリカーボネート、セルロース、ア
セテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド等
の合成樹脂のフイルム又はシート、ガラス、セラ
ミツクス、紙等が通常使用される。これ等の電気
絶縁性支持体は、好適には少なくともその一方の
表面を導電処理され、該導電処理された表面側に
他の層が設けられるのが望ましい。
例えば、ガラスであれば、その表面に、NiCr、
Al、Cr、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、V、Ti、Pt、
Pd、In2O2、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101の形状としては、円筒状、ベルト
状、板状等任意の形状として得、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1
01の厚さは、所望通りの光導電部材が形成され
る様に適宜決定されるが、光導電部材として可撓
性が要求される場合には、支持体としての機能が
充分発揮できる範囲内であれば可能な限り薄くさ
れる。而乍ら、この様な場合支持体の製造上及び
取扱い上、機械的強度等の点から、支持体101
の厚さは、好ましくは、10μ以上とされる。
次に本発明の光導電部材の製造方法の一例の概
略について説明する。
第16図光導電部材の製造装置の一例を示す。
図中、1102〜1106で示すガスボンベに
は、本発明の光導電部材を形成するための原料ガ
スが密封されており、その1例としてたとえば1
102は、Heで稀釈されたSiH4ガス(純度
99.999%、以下SiH4/Heと略す。)ボンベ、11
03はHeで稀釈されたGeH4ガス(純度99.999
%、以下GeH4/Heと略す。)ボンベ、1104
はC2H4稀釈ガス(純度99.99%)ボンベ、110
5はHeガス(純度99.999%)ボンベ、1106
はH2ガス(純度99.999%)ボンベである。
これらのガスを反応室1101に流入させるに
はガスボンベ1102〜1106のバルブ112
2〜1126、リークバルブ1135が閉じられ
ていることを確認し、又、流入バルブ1112〜
1116、流出バルブ1117〜1121、補助
バルブ1132、1133が開かれていることを
確認して、先ずメインバルブ1134を開いて反
応室1101、及び各ガス配管内を排気する。次
に真空計1136の読みが約5×10-6Torrにな
つた時点で補助バルブ1132,1133、流出
バルブ1171〜1121を閉じる。
次に支持体としてのシリンダー状基体1137
上に光受容層を形成する場合の1例をあげると、
ガスボンベ1102からのSiH4/Heガス、ガス
ボンベ1103からのGeH4/Heガス、ガスボン
ベ1104からのC2H4ガスを、バルブ1122、
1123、1124を開いて出口圧ゲージ112
7、1128、1129の圧力を1Kg/cm2に調整
し、流入バルブ1112,1113,1114を
徐々に開けることによつて、マスフロコントロー
ラ1107,1108,1110内に夫々流入さ
せる。引き続いて流出バルブ1117,111
8,1119、補助バルブ1132を徐々に開い
て夫々のガスを反応室1101内に流入させる。
このときのSiH4/Heガス流量とGeH4/Heガス
流量とC2H4ガス流量との比が所望の値になるよ
うに流出バルブ1117,1118,1119を
調整し、又、反応室1101内の圧力が所望の値
になるように真空計1136の読みを見ながらメ
インバルブ1134の開口を調整する。そして基
体1137の温度が加熱ヒーター1138により
50〜400℃の範囲の温度に設定されていることを
確認した後、電源1140を所望の電力に設定し
て反応室1101内にグロー放電を生起させ、同
時にあらかじめ設計された変化率曲線に従つて
GeH4/Heガスおよび手動あるいは外部駆動モー
タ等の方法を適用してバルブ1118〜1120
の開口を適宜変化させる操作を行つてC2H4ガス
の流量を調整し、もつて形成される層中に含有さ
れるゲルマニウム原子および炭素原子の分布濃度
C(C)を制御する。
上記の様にして、所望時間グロー放電を維持し
て、所望層厚に、基体1137上に第一の層領域
(G)105を形成する。所望層厚に第一の層領域(G)
105が形成された段階に於いて、流出バルブ1
116を完全に閉じると、及び必要に応じて放電
条件を変える以外は、同様な条件と手順に従つて
所望時間グロー放電を維持することで第一の層領
域(G)105上にゲルマニウム原子の実質的に含有
されない第二の層領域(S)106を形成するこ
とが出来る。
第一の層領域(G)105および第二の層領域
(S)106中に、伝導性を支配する物質Dを含
有させるには、第一の層領域(G)105および第二
の層領域(S)106の形成の際に例えばB2H6、
PH3等のガスを堆積室1101中に導入するガス
に加えてやれば良い。
かくして、基体1137上に第一の層()1
02が形成される。
上記の様にして所望層厚に形成された第一の層
()102上に第二の層()103を形成す
るには、第一の層102()の形成の際と同様
なバルブ操作によつて、例えばSiH4ガス、NH3
ガスの夫々を必要に応じてHe等の稀釈ガスで稀
釈して反応室1101内に供給し、所望の条件に
従つて、グロー放電を生起させればよい。
第二の層()103中にハロゲン原子を含有
させるには、例えばSiF4ガスとNH3ガス、或い
はこれにSiH4ガスを加えて上記と同様にして第
二の層()103を形成すればよい。
夫々の層を形成する際に必要なガスの流出バル
ブ以外の流出バルブは全て閉じることは言うまで
もなく、又夫々の層を形成する際、前層の形成に
使用したガスが反応室1101内、流出バルブ1
117〜1121から反応室1101内に至るガ
ス配管内に残留することを避けるために、流出バ
ルブ1117〜1121を閉じ、補助バルブ11
32,1133を開いてメインバルブ1134を
全開して系内を一旦高真空に排気する操作を必要
に応じて行う。
第二の層()103中に含有される窒素原子
の量は例えば、グロー放電による場合はSiH4ガ
スおよびNH3ガスの反応室1101内に導入さ
れる流量比を所望に従つて変えるか、或いは、ス
パツタリングで層形成する場合には、ターゲツト
を形成する際シリコンウエハと窒化シリコンウエ
ハのスパツタ面積比率を変えるか、又はシリコン
粉末と窒化シリコン粉末の混合比率を変えてター
ゲツトを成型することによつて所望に応じて制御
することが出来る。第二の層()103中に含
有されるハロゲン原子の量は、ハロゲン原子導入
用の原料ガス、例えばSiF4ガスが反応室1101
内に導入される際の流量を調整することによて成
される。
又、層形成を行つている間は層形成の均一化を
計るため基体1137はモータ1139により一
定速度で回転させてやるのが望ましい。
以下実施例について説明する。
実施例 1
第16図に示した製造装置により、支持体とし
てのシリンダー状のAl基体上に第1表に示す条
件で電子写真用像形成部材としての試料(試料No.
11−1〜17−6)を夫々作成した(第2表)。
各試料に於けるゲルマニウム原子の含有分布濃
度は第17図に、又、炭素原子の含有分布濃度は
第18図に示される。
こうして得られた各試料を、帯電露光実験装置
に設置し5.0KVで0.3秒(sec)間コロナ放電を
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、2lux・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。
その後直ちに、荷電性の現像剤(トナーとキ
ヤリアーを含む)によつて試料(像形成部材)表
面をカスケードすることによつて、当該試料(像
形成部材)表面上に良好なトナー画像を得た。試
料上のトナー画像を、5.0KVのコロナ帯電で転
写紙上に転写した所、いずれの試料に於いても解
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。
上記に於いて、光源としてタングステンランプ
の代りに810nmのGaAs系半導体レーザ(10mW)
を用いて、静電像の形成を行つた以外は、同様の
トナー画像形成条件にして、各試料に就いてトナ
ー転写画像の画質評価を行つたところ、いずれの
試料の場合も、解像力に優れ、階調再現性の良い
鮮明な高品位の画像が得られた。
実施例 2
第16図に示した製造装置によりシリンダー状
のAl基体上に第3表に示す条件で電子写真用像
形成部材としての試料(試料No.21−1〜27−6)
をそれぞれ作成した(第4表)。
各試料におけるゲルマニウム原子の含有分布濃
度は第17図に、また、炭素原子の含有分布濃度
は第18図に示される。
これ等の試料のそれぞれに就て、実施例1と同
様の画像評価テストを行つたところ、いずれの試
料も高品質のトナー転写画像を与えた。また、各
試料に就て38℃、80%RHの環境において20万回
の繰り返し使用テストを行つたところ、いずれの
試料も画像品質の低下は見られなかつた。
実施例 3
第16図に示した製造装置によりシリンダー状
のAl基体上に第5表に示す条件で電子写真用像
形成部材としての試料(試料No.31−1〜37−6)
をそれぞれ作成した(第6表)。
各試料における、ゲルマニウム原子の含有分布
濃度は第17図に、また、炭素原子の含有分布濃
度は第18図に示される。
これ等の試料のそれぞれに就て、実施例1と同
様の画像評価テストを行つたところ、いずれの試
料も高品質のトナー転写画像を与えた。また、各
試料に就て38℃、80%RHの環境において20万回
の繰り返し使用テストを行つたところ、いずれの
試料も画像品質の低下は見られなかつた。
実施例 4
第16図に示した製造装置により、シリンダー
状のAl基体上に第7表に示す条件で電子写真用
像形成部材としての試料(試料No.41−1〜47−
6)をそれぞれ作成した(第8表)。
各試料における、ゲルマニウム原子の含有分布
濃度は第17図に、また、炭素原子の含有分布濃
度は第18図に示される。
これ等の試料のそれぞれに就て、実施例1と同
様の画像評価テストを行つたところ、いずれの試
料も高品質のトナー転写画像を与えた。また、各
試料に就て38℃、80%RHの環境において20万回
の繰り返し使用テストを行つたところ、いずれの
試料も画像品質の低下は見られなかつた。
実施例 5
層()103の作成条件を第9表に示す各条
件にした以外は実施例1の試料No.11−1、12−
1、13−1と同様の条件と手順に従つて電子写真
用像形成部材のそれぞれ(試料No.11−1−1〜11
−1−8、12−1−1〜12−1−8、13−1−1
〜13−1−8の24個の試料)を作成した。
こうして得られた各電子写真用像形成部材のそ
れぞれを個別に複写装置に設置し、各実施例に記
載したのと同様の条件によつて、各実施例に対応
した電子写真用像形成部材のそれぞれについて、
転写画像の総合画質評価と繰り返し連続使用によ
る耐久性の評価を行つた。
各試料の転写画像の総合画質評価と、繰り返し
連続使用による耐久性の評価の結果を第10表に示
す。
実施例 6
層()103の形成時、シリコンウエハおよ
び窒化シリコンウエハのターゲツト面積比を変え
て、層()103におけるシリコン原子と窒素
原子の含有量比を変化させる以外は実施例1の試
料No.11−1と全く同様な方法によつて像形成部材
のそれぞれを作成した。こうして得られた像形成
部材のそれぞれにつき、実施例1に述べた如き、
作像、現像、クリーニングの工程を約5万回繰り
返した後、画像評価を行つたところ、第11表の如
き結果を得た。
実施例 7
層()103の形成時、SiH4ガスとNH3ガ
スの流量比を変えて、層()103におけるシ
リコン原子と窒素原子の含有量比を変化させる以
外は、実施例1の試料No.12−1と全く同様な方法
によつて像形成部材のそれぞれを作成した。
こうして得られた各像形成部材につき、実施例
1に述べた如き方法で転写までの工程を約5万回
繰り返した後、画像評価を行つたところ、第12表
の如き結果を得た。
実施例 8
層()103の層の形成時、SiH4ガス、
SiF4ガス、NH3ガスの流量比を変えて、層()
103におけるシリコン原子と窒素原子の含有量
比を変化させる以外は、実施例1の試料No.13−1
と全く同様な方法によつて像形成部材のそれぞれ
を作成した。こうして得られた各像形成部材につ
き実施例1に述べた如き作像、現線、クリーニン
グの工程を約5万回繰り返した後、画像評価を行
つたところ第13表の如き結果を得た。
実施例 9
層()103の層厚を変える以外は、実施例
1の試料No.11−1と全く同様な方法によつて像形
成部材のそれぞれを作成した。実施例1に述べた
如き、作像、現像、クリーニングの工程を繰り返
し第14表の結果を得た。
[Technical field]
The present invention is based on light (here, light in a broad sense, ultraviolet light).
rays, visible rays, infrared rays, X-rays, gamma rays, etc.)
Electrophotographic photoconductive parts sensitive to electromagnetic waves such as
material (hereinafter simply referred to as photoconductive member).
[Prior art]
Solid-state imaging devices or electronics in the image forming field
Photoconductivity in photographic image forming members and document reading devices
As a photoconductive material forming a layer, it has high sensitivity and
High signal-to-noise ratio [photocurrent (Ip)/dark current (Id)]
Matched to the spectral characteristics of the emitted electromagnetic waves
It has absorption spectrum characteristics and fast photoresponsiveness.
It must have a desired dark resistance value, and it must have a desired dark resistance value.
It must be non-polluting to the human body and solid-state photography.
In imaging devices, afterimages can be easily removed within a predetermined time.
Characteristics such as being able to manage
In particular, electronic photocopying machines used in offices as business machines
In the case of an electrophotographic imaging member incorporated into a real device.
In some cases, non-polluting during the above use is important.
It is a point.
Based on these points, light guide has recently been attracting attention.
Amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) is used in electrical components.
For example, German Publication No. 2746967
Publication No. 2855718 describes an image forming unit for electrophotography.
As a material, German publication No. 2933411 describes photoelectric transformers.
The application to an exchange reading device is described.
However, the conventional photoconductive layer composed of a-Si
The photoconductive member has dark resistance, photosensitivity, and photoresponse.
electrical, optical, photoconductive properties such as properties, and moisture resistance
In terms of usage environment characteristics such as durability, and stability over time,
It is necessary to aim for comprehensive improvement of characteristics in this respect.
The reality is that there are points that can be further improved.
be.
For example, when applied to an electrophotographic imaging member
Attempts were made to achieve high light sensitivity and high dark resistance at the same time.
Conventionally, when using the product, there is no residual
Cases where a potential remains are often observed, indicating that this type of photoconductivity
If parts are used repeatedly for a long time, they will
Accumulation of fatigue due to
If you start to experience slow development, or if you repeatedly develop at a high speed.
Inconveniences such as a gradual decrease in responsiveness when used
There were many cases where problems occurred.
Furthermore, compared to the short wavelength side of the visible light region, a-Si
Therefore, the absorption in the wavelength region longer than the wavelength region on the long wavelength side is
It has a relatively small absorption coefficient and is currently in practical use.
Usually used in matching with conductor lasers.
Where the light source is a halogen lamp or fluorescent lamp.
If the
There is still room for improvement in these areas.
Ru.
In addition, if the irradiated light is in the photoconductive layer,
The amount of light that reaches the support without being fully absorbed.
When the amount increases, the support itself passes through the photoconductive layer.
If the reflectance of the incoming light is high, the photoconductive layer
Interference due to multiple reflections occurs within the image, resulting in
This is one of the causes of "blur".
This effect is due to the fact that the illumination spot is
The smaller the size, the larger the size, especially for semiconductor lasers.
This is a big problem when using the light source as a light source.
Furthermore, when configuring the photoconductive layer with a-Si material,
in order to improve its electrical and photoconductive properties.
In addition, hydrogen atoms or halo atoms such as fluorine atoms and chlorine atoms
Gen atoms, and boron atoms for control of electrical conductivity type
particles, phosphorus atoms, etc., or for other property improvements.
Other atoms are included in the photoconductive layer as constituent atoms, respectively.
However, how are these constituent atoms contained?
Depending on the electrical or photoconductive
There may be problems with the characteristics.
That is, for example, when a formed photoconductive layer is exposed to light,
Lifespan of photocarriers generated in this layer
If the support is not strong enough or in the dark,
This may be due to insufficient prevention of charge injection from the side.
This occurs in many cases.
Furthermore, when the layer thickness becomes more than 10 μm or more, it becomes necessary to
When left in air after being removed from the vacuum deposition chamber
Over time, the layer may lift or peel off from the surface of the support.
This may cause phenomena such as separation or cracks in the layers.
It was hot. This phenomenon occurs especially when the support is
Drum-shaped support used in the photographic field
In terms of stability over time, as often occurs in the body,
There are some points that can be resolved.
Therefore, efforts have been made to improve the properties of the a-Si material itself.
On the other hand, when designing photoconductive materials, the above-mentioned
It is necessary to devise ways to solve all of these problems.
be.
[the purpose]
The present invention has been made in view of the above points, and includes a
- Regarding Si, image forming members for electrophotography and solid-state imaging devices
As a photoconductive member used in equipment, reading devices, etc.
Comprehensive and thorough from the perspective of applicability and applicability
As a result of continued research, we found that silicon atoms and germanium
hydrogen atom or halogen atom.
Amorph containing at least one of the children
As materials, so-called hydrogenated amorphous ass silicon gel
Manium, halogenated amorphous silicon gel
Manium or halogen-containing hydrogenated amorphous
silicon germanium (hereinafter referred to as a generic term)
Use “a-SiGe(H,X)” as a notation]
A light-receiving layer exhibiting photoconductivity consisting of
The configuration of the conductive member is specified as explained below.
The photoconductive members designed and created below are of great practical importance.
It not only exhibits excellent characteristics, but also surpasses conventional light guides.
Even when compared with electrical parts, it surpasses them in every respect.
It is particularly useful as a photoconductive member for electrophotography.
Possesses extremely excellent characteristics and long wavelength side
It has excellent absorption spectrum characteristics in
The present invention is based on this discovery.
The present invention always has electrical, optical, and photoconductive properties.
Stable and almost unrestricted by usage environment
Compatible with all environments and has excellent photosensitivity characteristics on the long wavelength side
In addition, it has excellent resistance to light fatigue, and can withstand repeated use.
No deterioration phenomenon occurs even when the product is used, and there is no or almost no residual potential.
Our main purpose is to provide photoconductive materials that cannot be observed.
The purpose is to
Another object of the present invention is to increase photosensitivity in the entire visible light range.
It has high performance and is particularly suitable for matching with semiconductor lasers.
To provide a photoconductive member that has high photoresponse and has a fast photoresponse.
It is.
Still another object of the present invention is to
between the layer to be laminated and the support, or between each layer to be laminated.
Excellent adhesion, dense and stable structure
and to provide a photoconductive member with high layer quality.
It is.
Still another object of the present invention is to form an image for electrophotography.
When applied as a component, the normal electrophotographic method
electrostatic imaging to the extent that it can be applied very effectively.
It has sufficient charge retention ability during charging treatment for
Almost no deterioration of its properties was observed even in a humid atmosphere.
Photoconductive member with excellent electrophotographic properties
The goal is to provide the following.
Still another object of the present invention is to
High quality with clear contrast and high resolution
Photoconductive for electrophotography that makes it easy to obtain images
It is to provide parts.
Still other objects of the present invention are high photosensitivity, high
Good signal-to-noise ratio characteristics and good electrical contact with the support
It is an object of the present invention to provide a photoconductive member having properties.
[Structure of the invention]
The present invention provides a support for a photoconductive member for electrophotography;
Provided on the support and corresponding to the sum of silicon atoms.
1~10×10FiveAtomic ppm germanium atoms
A layer with a thickness of 30 Å to 50 μ made of amorphous material containing
provided on the first layer region (G) and the first layer region (G).
The base material is silicon atoms (germanium atoms).
Layer thickness 0.5 composed of amorphous material (not including children)
Layer thickness 1~ with second layer area (S) of ~90μ
a first layer exhibiting a photoconductivity of 100 μ;
Provided on the first layer, silicon atoms and nitrogen atoms
Composed of amorphous material containing nitrogen atom content
is 1×10-3~60 atomic%, layer thickness 0.003~30μ
A photoreceptive layer consisting of a second layer of
A photoconductive member for child photography,
The first layer contains carbon atoms and
Carbon in the layer thickness direction in order from the support side
The distribution concentrations of atoms are C(1), C(3), and C(2), respectively.
First region 1 with a layer thickness of 0.003 to 100μ, layer thickness 0.003
The third region 3 with a layer thickness of ~80μ, the second with a layer thickness of 0.003-100μ
It has region 2 and the above C(1), C(3), C(2)
are C(3)>C(1), C(3)>C(2), and C(1) and C(2)
At least one is not 0, or C(1), C(2)
are characterized by being different.
It was designed to have the layer structure described above.
The photoconductive member of the present invention solves all of the above-mentioned problems.
Excellent electrical, optical, and photoconductive solutions
Indicates physical characteristics, electrical voltage resistance, and usage environment characteristics.
In particular, the photoconductive member of the present invention is suitable for electrophotographic imaging.
When applied as a component for image formation,
There is no influence of residual potential and its electrical characteristics are stable.
It has high sensitivity and high signal-to-noise ratio.
It has excellent light fatigue resistance, repeated use characteristics, and high concentration.
The halftones are clear, and the resolution is high.
You can reliably obtain high-quality images over and over again.
Wear.
Further, the photoconductive member of the present invention is formed on a support.
The photoreceptive layer itself is strong and the support
Excellent adhesion with
Can be used repeatedly.
Furthermore, the photoconductive member of the present invention is transparent in the entire visible light range.
It has high photosensitivity and is especially compatible with semiconductor lasers.
It has excellent optical performance and fast photoresponse.
[Example]
Hereinafter, according to the drawings, the photoconductive member of the present invention will be explained.
This will be explained in detail.
FIG. 1 shows a photoconductor of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining the layer configuration of the member.
Ru.
The photoconductive member 100 shown in FIG.
a support 101 for use, and a support 101 on which
A first layer () 102 provided and a first layer
Second layer ()10 provided on ()102
3. First layer () 102 and second layer
() 103 constitutes the photoreceptive layer 104.
Ru.
The first layer ( ) 102 has germanium atoms
and silicon atoms, hydrogen atoms, and hydrogen atoms as necessary.
Amorphous containing at least one of the rogene atoms
The material (hereinafter referred to as "a-Ge (Si, H, X)")
a first layer region (G) constructed and provided on the support;
105, a silicon atom, and optionally hydrogen
Contains at least one of an atom and a halogen atom
Amorphous material (hereinafter referred to as "a-Si(H,X)")
configured and provided on the first layer region (G) 105.
In addition, a second layer region (S) 106 exhibiting photoconductivity;
has.
Germanium atoms are in the first layer region (G) 105
First layer area (G) 1 so that it is evenly distributed in
It may be contained in 05, or the layer thickness
It is contained evenly in the direction, but the distribution concentration is uneven.
It may be uniform. However, in any case
In the first layer region (G) 105, the surface of the support is
Regarding the in-plane direction parallel to the plane, germanium atoms
The point is that it is uniformly distributed and evenly contained.
This is necessary from the point of view of uniformizing the characteristics in the inward direction.
be.
In particular, in the layer thickness direction of the first layer ( ) 102,
is uniformly contained, and is contained evenly in the support 101.
The side opposite to the side where the photoreceptive layer 104 is provided
the free surface 107 side) of the support 1
01 side (interface side between the photoreceptive layer and the support 101)
or
The first layer region (G)
Germanium atoms are contained in 105.
In the photoconductive member of the present invention, as described above,
Germanium contained in the first layer region (G) 105
The distribution state of atoms in the layer is as described above in the layer thickness direction.
The distribution state is as follows, parallel to the surface of the support 101
It is desirable to have a uniform distribution state in the in-plane direction.
Delicious.
In the present invention, on the first layer region (G) 105,
In the second layer region (S) 106 provided, a gap is formed.
This layer does not contain rumanium atoms.
By forming a first layer ( ) 102 on the structure
Comparisons are made from relatively short and long wavelengths, including the visible light region.
Photosensitivity to light of all wavelengths up to long wavelengths
An excellent photoconductive member can be obtained.
Moreover, in one of the preferred embodiments, the first
of germanium atoms in the layer region (G) 105 of
The distribution state is such that germanium atoms are connected in the entire layer region.
Continuously and evenly distributed, the layer thickness of germanium atoms
The distribution density C in the direction is the second layer from the support 101 side.
A decreasing change is given toward region (S) 106.
Since the first layer region (G) 105 and the second layer
Excellent affinity with region (S) 106,
In addition, as will be described later, there is a gap at the side end of the support 101.
Extremely increase the distribution concentration C of rumanium atoms
When using a semiconductor laser, etc.
The second layer region (S) 106 absorbs most of the
Uncut long wavelength light to the first layer region (G) 105
can be virtually completely absorbed and supported.
To prevent interference due to reflection from the holder 101 surface.
I can do that.
2 to 10, the first layer region (G) 105
The amount of germanium atoms contained in the layer thickness direction
A typical example where the cloth condition is non-uniform is shown.
In Figures 2 to 10, the horizontal axis is germanium.
The distribution concentration C of nium atoms is shown, and the vertical axis shows the photoconductivity.
Indicates the layer thickness of the first layer region (G) 105, and tBis support
Position of the surface of the first layer region (G) 105 on the body 101 side
,tTis the first layer region (G)1 on the side opposite to the support side
The position of the surface of 05 is shown. That is, germanium raw
The first layer region (G) 105 containing children is tBfrom the side
tTLayering takes place towards the sides.
In FIG. 2, the content contained in the first layer region (G) 105 is
The distribution state of germanium atoms in the layer thickness direction is
One typical type is shown.
In the example shown in Figure 2, the germanium atom
Table in which the first layer region (G) 105 is formed
Interface position t where the plane and the surface of the support body 101 are in contactBmosquito
et1Up to the position, the distribution concentration of germanium atoms is
C is C1The first layer takes a constant value ()
contained in the position t1to interface position tTMinutes up to
The cloth density is C2has been gradually and continuously decreased.
Ru. Interface position tTIn this case, the fraction of germanium atoms is
Cloth density C is C3It is said that
In the example shown in FIG. 3, the first layer region
(G) Distribution concentration of germanium atoms contained in 105
degree C is position tBMore positionTConcentration C up toFourfrom
Gradually and continuously decreasing position tTconcentration C atFiveand
The distribution state is formed as follows.
In the case of FIG. 4, it is included in the first layer region (G) 105.
The distribution concentration C of germanium atoms possessed is at position tB
More position2It is assumed that the concentration C is a constant value up to the point t.2
and position tTgradually and continuously decreased between
, position tT, the distribution concentration C is essentially zero.
(Here, “substantially zero” means that the amount is below the detection limit.)
).
In the case of FIG. 5, the first layer region (G) 105 contains
The distribution concentration C of germanium atoms possessed is at position tB
More positionTup to the concentration C8more continuously and gradually
and position tTis virtually zero in
There is.
In the example shown in FIG. 6, the first layer region (G) 1
Distribution concentration C of germanium atoms contained in 05
is the position tBand position t3Between, the concentration C9constant
value and position tTThe concentration CTenbe done. rank
Placement3and position tTThe distribution concentration C is a linear function between
position t3More positionThas been reduced to
Ru.
In the example shown in FIG. 7, the first layer region
(G) Distribution concentration of germanium atoms contained in 105
Degree C is position tBMore positionFouruntil the concentration C11a constant value of
take, position tFourMore positionTuntil the concentration C12more concentrated
C13It is assumed that the distribution state decreases linearly until
There is.
In the example shown in FIG. 8, the first layer region (G) 1
Distribution concentration C of germanium atoms contained in 05
is position tBMore positionTup to the concentration C14more real
decreases linearly, reaching zero.
In FIG. 9, the first layer region (G) 105 includes
The distribution concentration C of germanium atoms possessed by the position
tBMore positionFiveuntil the concentration C15More concentration C16Ma
, and the position tFiveand position tTbetween
, the concentration C16An example is shown in which the value is set to a constant value.
It is.
In the example shown in Figure 10, the first layer region
Distribution of germanium atoms contained in region (G) 105
Concentration C is at position tBconcentration C at17and position t6to
Until this concentration C17It decreases slowly at first.
less, t6It decreases rapidly near the position of
position t6Then the concentration C18It is said that
position t6and position t7At first, the relationship between
decreased, and then slowly decreased gradually
position t7At concentration C19and position t7and position t8between
is very slowly and gradually reduced to position t.8to
, the concentration C20leading to. position t8and position tTbetween
In this case, the concentration C20Figure so that it becomes more substantially zero.
It is reduced according to a curve with a shape as shown in FIG.
As described above, from Figures 2 to 10, the first layer area
A layer of germanium atoms contained in region (G) 105
As we have explained some typical examples of the distribution state in the thickness direction.
In addition, in the present invention, on the support body 101 side,
Then, the part where the distribution concentration C of germanium atoms is high is
has an interface tTOn the side, the distribution concentration C is supported
It has a part that is considerably lower than the body 101 side.
The distribution state of germanium atoms is the first layer region (G)
105 is one suitable example.
It is mentioned as.
First layer constituting the photoconductive member in the present invention
Region (G) 105 is preferably a support as described above.
101 side or, on the contrary, the free surface 107
Relatively high concentration of germanium atoms on the sides
It is desirable to have a localized area A that is
For example, localized region A is shown in FIGS. 2 to 10.
Using the symbols shown, the interface position tBmore layers
It is desirable that the thickness be within 5μ in the thickness direction.
The above localized region A is up to 5μ thick from the interface position t.
layer area LTIn some cases, it is considered as all of
Layer area LTSometimes it is considered a part of.
localized region A to layer region LTpart or all of
The first layer region (G) 105 to be formed
It is determined as appropriate according to the characteristics required.
Localized region A is the germanium contained therein.
Germanium atoms are distributed in the layer thickness direction.
Maximum value C of the distribution concentration of atomsnaxis with silicon atoms
preferably 1000 atomic ppm or more,
Preferably 5000 atomic ppm or more, optimally 1×10Fouroriginal
So that the distribution state can be such that it is considered to be more than the child ppm.
Preferably, it is layered.
That is, in the present invention, germanium atoms
The first layer region (G) 105 contained in the support 10
The layer thickness from the first side is within 5μ (tB(from 5μ thick layer area)
The maximum value of the distribution concentration Cnaxis formed so that there is
It is preferable to
In the present invention, in the first layer region (G) 105,
The content of germanium atoms in
Follow the wishes so that the purpose of the invention is effectively achieved
However, for the sum with silicon atoms,
, preferably 1 to 10×10Fivepreferable to atomic ppm
100~9.5×10FiveAtomic ppm, optimally 500-8
×10FivePreferably in atomic ppm.
Germanium in the first layer region (G) 105
The distribution state of atoms is germanium atoms in the entire layer area.
is continuously distributed in the layer thickness direction of germanium atoms.
The distribution concentration C is from the support 101 side to the photoreceptive layer 10
4 towards the free surface 107 side, the change decreases.
given or the opposite change is given
, the rate of change curve of the distribution concentration C is desired.
by arbitrarily designing according to
The first layer region (G) 105 having the characteristics of
can be realized.
For example, the gel in the first layer region (G) 105
The distribution concentration C of manium atoms is set on the support 101 side.
the free surface 1 of the photoreceptive layer 104.
On the 07 side, the distribution concentration C should be kept as low as possible.
is applied to the distribution concentration curve of germanium atoms.
By using
Compatible with light of all wavelengths from long wavelengths to relatively long wavelengths.
In addition to achieving high photosensitivity,
Effectively prevents interference with coherent light such as laser light
It can be measured.
In the present invention, the layer thickness of the first layer region (G) 105 and
The layer thickness of the second layer region (S) 106 is defined as
One of the important factors for effectively achieving the purpose
Therefore, the photoconductive member formed has the desired characteristics.
When designing the photoconductive member, ensure that the charge is sufficiently
due care needs to be taken.
In the present invention, the layer thickness of the first layer region (G) 105
T is preferably 30 Å to 50 μ, more preferably 40
Desired to be Å~40μ, optimally 50Å~30μ.
Yes.
Further, the layer thickness T of the second layer region (S) 106 is preferably
Preferably 0.5 to 90μ, more preferably 1 to 80μ,
The optimum thickness is preferably 2 to 50μ.
Layer thickness T of first layer region (G) 105Band the second layer
The sum of layer thicknesses T (TB+T) is both
The properties required for the layer region and the properties required for the entire photoreceptive layer.
Based on the organic relationship between the properties of light and
Decide as appropriate when designing the layer of the conductive member according to your wishes.
be done.
In the photoconductive member of the present invention, the above (TB
The numerical range of +T) is preferably 1 to 100μ, etc.
The preferred value is 1 to 80μ, optimally 2 to 50μ.
is desirable.
In a more preferred embodiment of the present invention, the above
layer thickness TBand layer thickness T is preferably TB/T≦1
to each of them as appropriate to satisfy the following relationship.
It is desirable to select a value that is reasonable.
Layer thickness T in the above caseBand the value of layer thickness T
More preferably, in the selection of TB/T≦0.9,
Optimally TB/T≦0.8 so that the relationship is satisfied
Layer thickness TBIt is desirable that the values of the layer thickness T and the layer thickness T be determined.
It's a good thing.
In the present invention, the first layer region (G) 105 contains
The content of germanium atoms is 1×10 atoms
If it is more than ppm, the layer in the first layer region (G) 105
Thick TBIt is desirable that the
or less than 30μ, more preferably less than 25μ, optimal
It is desirable that the thickness be 20μ or less.
In the photoconductive member of the present invention, high photosensitivity and
High dark resistance, furthermore, support and first layer () 1
In order to improve the adhesion between the
The first layer ( ) 102 contains carbon atoms.
A layer region C is provided.
The first layer ( ) 102 is as shown in FIG.
, the distribution concentration C (C) of carbon atoms in the layer thickness direction is
The first region (1) 108 having the value C(1), C(2) etc.
The second region (2) has a value of 109, and the value of C(3) is
and a third region (3) 110.
In the present invention, the above-mentioned first, second, and third
Each area has these three in any area.
It does not necessarily need to contain carbon atoms.
However, the distribution concentration C(3) is the same as the distribution concentration C(1) and C(2).
larger than the deviation, and the distribution concentrations C(1) and C(2)
At least one of them is not 0 or the distribution density is
Degrees C(1) and C(2) must not be equal.
Either distribution concentration C(1) or C(2) is 0
In this case, the first layer ( ) 102 contains carbon atoms.
The first area (1) 108 or
has a second region (2) 109 and a higher part
It has a third region (3) having a cloth density C(3).
In this case, carbon atoms are contained in a relatively high concentration.
from the free surface 107 into the first layer ( ) 102
This is to ensure that the effect of preventing charge injection is obtained.
If the first region (1) 108 does not contain carbon atoms,
It is necessary to design the first layer ( ) 102 as a
Also, on the contrary, from the support 101 side, the light-receiving layer
Prevention of charge injection into 104 and support 101
This aims to improve the adhesion between the photoreceptive layer 104.
If so, the second region (2) 109 contains carbon atoms.
Design the first layer ( ) 102 as a region with no
There is a need. In the present invention, the largest of the three
The third region (3) 110 having a distribution concentration C(3) of
The first layer ()10 while maintaining good photosensitivity characteristics
When measuring the improvement of the dark resistance of 2, the distribution concentration C(3)
Set the value to a relatively low value.
The layer thickness is sufficient within the necessary range.
It is desirable to have a thickness.
Also, set the value of distribution concentration C(3) to a relatively high value.
By doing so, charge is injected by the third region (3) 110.
If you expect a preventive effect, the third area (3) 1
With a layer thickness of 10, the effect of blocking charge injection can be sufficiently obtained.
In addition to making it as thin as possible within the range of
The free surface 107 side of the second layer ( ) 103 or the support
A third
It is desirable to provide region (3) 110.
In this case, the third region (3) 110 supports
When provided closer to the body 101 side
The first region (1) 108 has its layer thickness within the required range.
The support 101 and the light-receiving
It is designed mainly to improve the adhesion between layer 104.
I get kicked.
The third region (3) 110 is toward the free surface 107 side.
If provided closer together, the second region (2)
109 is the third area (3) 110 is exposed to a humid atmosphere.
It is mainly provided for the purpose of preventing
In the present invention, the first region (1) and the second region
The layer thickness of (2) is related to the distribution concentration C(1) and C(2).
Although it is determined as appropriate and desired, it is preferable to
preferably 0.003 to 100μ, more preferably 0.004 to 80μ,
Optimally, 0.005 to 50μ is desirable.
Further, the layer thickness of the third region (3) 110 is equal to the distribution concentration C
(3) will be determined as appropriate, but preferably
is 0.003~80μ, more preferably 0.004~50μ, optimal
It is desirable that the value be 0.005 to 40μ.
The third region (3) 110 is provided as a charge injection blocking layer.
If the main function is to have a function, the first layer ()1
02 to the support 101 side or free surface 107 side.
The layer thickness is preferably 30μ.
Below, more preferably 20μ or less, optimally 10μ or less
It is desirable to do so. At this time, the third area (3) 11
0 on the side of the support body 101 provided close to each other.
1 region (1) 108 or the first region on the free surface 107 side
The layer thickness of the second region (2) 109 is the same as that of the third region (3) 110
Value and production of distribution concentration C(3) of carbon atoms contained in
This can be determined appropriately depending on the economic efficiency, but it is preferable.
Preferably 5μ or less, more preferably 3μ or less, optimal
It is desirable that the thickness be 1μ or less.
In the present invention, the content distribution concentration of carbon atoms C(3)
The maximum value of silicon atoms and germanium
The sum of atoms and carbon atoms (hereinafter referred to as "T (SiGeC)")
preferably 67 atom%, more preferably
is preferably 50 atom%, optimally 40 atom%.
Yes.
Also, the minimum value of the distribution concentration C(3) is T(SiGeC).
preferably 10 atomic ppm, more preferably 15
Atomic ppm, ideally 20 atomic ppm
Yes. If the distribution concentrations C(1) and C(2) are not 0, then
The minimum value of T(SiGeC) is preferably
or 1 atomic ppm, more preferably 3 atomic ppm,
The optimum level is preferably 5 atomic ppm.
In the present invention, the distribution state of carbon atoms is
In the entire layer ( ) 102, as described above,
Although it is non-uniform in the layer thickness direction, the first, second, and third
In each region, the thickness is uniform in the layer thickness direction.
12 to 15, the first layer () 1
02 Typical example of the overall distribution of carbon atoms
is shown.
Used without permission in explaining these figures.
The symbols shown are used in Figures 2 to 10.
It has the same meaning as what you did.
In the example shown in Figure 12, the distribution concentration of carbon atoms is
Degree C (C) is at position tBMore position9Until Ctwenty oneToshi, place
Placement9from position t11Until Ctwenty twoand position t11from position
tTUntil Ctwenty oneIt is said that
In the example shown in Figure 13, the distribution concentration of carbon atoms is
Degree C (C) is position tBfrom position t12Until Ctwenty threeToshi, place
Placement12from position t13Until Ctwenty fourand stepwise increase,
position t13from position tTUntil Ctwenty fiveand is decreasing.
In the example of FIG. 14, the distribution concentration of carbon atoms C(C)
is position tBfrom position t14up to C26and position t14Kara position
Placement15Until C27and stepwise increase, position t15from
position tTup to a concentration less than the initial concentration C28year
ing.
In the example shown in Figure 15, the distribution concentration of carbon atoms is
Degree C (C) is at position tBfrom position t16Until C29position
t16from position t17Until C30position t17from
position t18Until C31and increase stepwise, position t18mosquito
ra position tBUntil C30has been reduced to.
In the present invention, the first layer ( ) 102 is provided with
Layer region C containing carbon atoms (as described above)
at least two of the first, second and third regions
(consisting of regions) improves light sensitivity and dark resistance.
If the main purpose is the first layer () 10
It is set up so as to occupy the entire area of the second
() of the charge from 107 from the free surface of 102
To prevent injection, a
The density between the support 101 and the light-receiving layer 104 is increased.
When the main purpose is to improve adhesion
occupies the support side end layer region of the photoreceptive layer 104
It is set up so that
In the first case, the carbon contained in layer region C
The atomic content is relatively low to maintain high photosensitivity.
and in the second case the first layer () 102
To prevent charge injection from the free surface 107 of
The content of carbon atoms is relatively high, and the third
In some cases, the adhesion with the support 101 is ensured.
In order to achieve this, the content of carbon atoms is relatively high.
is desirable.
In addition, for the purpose of achieving the first three at the same time, supporting
Nitrogen atoms are relatively highly concentrated on the supporting body 101 side.
distributed in the center of the first layer ( ) 102
The first layer ( ) 102 is distributed at a relatively low concentration.
Carbon atoms are present in the surface layer region on the free surface 107 side of
The distribution of carbon atoms in layer region C
It should be formed inside.
In order to prevent charge injection from the free surface 107,
In order to increase the distribution concentration of carbon atoms on the free surface 107 side,
It is desirable to form a layer region C with a large amount of C (C).
Yes.
In the present invention, the first layer ( ) 102 is provided with
Carbon in layer region C containing carbon atoms
The content of atoms depends on the characteristics required for the layer region C itself.
or the layer region C directly contacts the support 101
If the support body 101 is provided as a
Organic relationships such as the relationship with the properties of the tactile surface
You can select as appropriate.
Also, other layer regions are in direct contact with the layer region C.
If provided, the characteristics of the other layer regions and other
The relationship with the properties of the contact interface with the layer region is also considered.
The carbon atom content is selected accordingly.
The amount of carbon atoms contained in layer region C is
depending on the characteristics required for the photoconductive member used.
silicon atoms and gel.
The sum of manium atoms and carbon atoms (hereinafter referred to as “T”)
(SiGeC)) is preferably 0.001
~50 at%, more preferably 0.002-40 at%,
Optimally, it is desirable that the content be between 0.003 and 30 at%.
stomach.
In the present invention, the layer region C is the first layer ()1
Occupies the entire area of 02 or the first layer ()
Even if it does not occupy the entire area of 102, the layer thickness of layer region C
T0The percentage of the layer thickness T of the first layer ( ) 102 of
If the carbon content is large enough, the carbon contained in the layer region N
The upper limit of the content of elementary atoms is sufficiently lower than the above value.
It is desirable that the
In the present invention, the layer thickness T of layer region C0is the first
The ratio of the layer ( ) 102 to the layer thickness T is
In the case where it is more than two-fifths, in the layer area C
The upper limit of the amount of nitrogen atoms contained is T
(SiGeC), preferably 30 atomic % or less,
More preferably 20 atom% or less, optimally 10 atoms
% or less.
In the present invention, a layer region containing carbon atoms
C is on the support 101 side or/and the third side as described above.
There are relatively many carbon atoms near the second layer () 103 side.
Those with localized region B containing high concentration
It is desirable that the
The density between the support 101 and the first layer ( ) 102
To further improve adhesion and improve acceptance potential.
It can be raised.
The localized region B is the support of the first layer ( ) 102.
Surfaces on the holder 101 side and the second layer ( ) 103 side
It is desirable that it be provided within 5μ from the surface.
In the present invention, the localized region B is the first
of the layer () 102 from the support 101 or from the second
Layer area up to 5μ thick from the surface of layer () 103 side
Area LTIn some cases, it is referred to as all of
LTSometimes it is considered a part of.
localized region B to layer region LTpart or all of
It depends on the requirements of the photoreceptive layer 104 to be formed.
It is determined as appropriate according to the characteristics to be used.
Localized region B is the carbon atom contained therein.
Distribution concentration C of carbon atoms as the distribution state in the layer thickness direction
Maximum value C of (C)naxbut preferably less than 500 atomic ppm
above, more preferably above 800 atomic ppm, optimally
The distribution state can be such that it is more than 1000 atomic ppm.
It is desirable that the layers be formed in such a manner that the
That is, in the present invention, the first layer () 10
The layer region C containing carbon atoms in 2 is a support layer.
Is it the body 101 side or the surface of the second layer () 103?
The maximum value C of the distribution concentration within 5μ at the layer thickness ofnaxexist
It is desirable that it be formed so as to
In the present invention, if necessary, the first layer ()
The halogen atom contained in 102 is specifically
Examples include fluorine, chlorine, bromine, and iodine.
In particular, mention fluorine and chlorine as suitable.
I can do it.
In the photoconductive member of the present invention, germanium
First layer region (G) 105 containing atoms or/and
and a second layer region containing no germanium atoms.
(S) 106 contains a substance D that controls the conduction characteristics.
By containing the layer region (G) or/and
The conduction properties of the layer region (S) can be controlled arbitrarily as desired.
You can control it. In the present invention, the conduction characteristics
The layer region PN containing the substance D that controls the sex is
Even if it is provided in part or all of the first layer ( ) 102
good. Or layer area PN is layer area (G) or
It may be provided in part or all of (S).
The substance D that controls such conduction characteristics is
List the so-called impurities in the semiconductor field.
In the present invention, silicon atoms or
Gives p-type conductivity to germanium atoms
p-type impurity that provides n-type conduction characteristics and n-type impurity that provides n-type conduction characteristics.
I can name things. Specifically, p-type impurity
As a substance, atoms belonging to group of the periodic table (group
atoms), such as boron (B), aluminum (Al),
Gallium (Ga), Indium (In), Thallium
(Tl), etc., and those that are particularly preferably used are:
B, Ga. In addition, as an n-type impurity,
Atoms belonging to group of the periodic table (group atoms), examples
Examples: phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), vinyl
smas (Bi), etc., and are particularly preferably used.
are P and As.
In the present invention, the first layer ( ) 102 contains
The content of substance D that governs the conductive properties is
conductive properties required for the first layer ( ) 102;
Alternatively, the first layer ( ) 102 is placed in direct contact with the
Characteristics at the contact interface with the supported support 101
Select as appropriate based on the organic relationship, such as the relationship with
Rukoto can.
In addition, the substance D that controls the conduction characteristics is the first substance D.
For inclusion in layer () 102, the first layer
Contained locally in the desired layer region in ( ) 102
In particular, when supporting the first layer ( ) 102
When contained in the body side end layer region, the layer region
the properties of other layer regions provided in direct contact with the
Relationship with characteristics at the contact interface with other layer regions
The content of substance D that controls the conduction properties is also taken into consideration.
The amount is selected accordingly.
In the present invention, the first layer ( ) 102 contains
The content of substance D that controls the conductive properties of
preferably 0.01 to 5×10FourAtomic ppm, yo
Preferably 0.5 to 1×10FourAtomic ppm, optimally 1~
5×103Preferably in atomic ppm.
In the present invention, the substance D that controls the conduction properties
Content of the substance D in the contained layer region PN
but preferably 30 atomic ppm or more, more preferably 50 atomic ppm or more
Above atomic ppm, optimally above 100 atomic ppm.
In this case, the substance D controlling the conduction properties is the first
Locally contained in some layer regions of the layer ( ) 102
It is desirable that the first layer ( ) 102
It is desirable to have it unevenly distributed in the end layer region E on the side of the support.
stomach.
Among the above, the support side end of the first layer ( ) 102
So that the content in the sublayer area E is higher than the above value.
Containing a substance D that controls the conduction characteristics
For example, if the substance D is the p-type impurity mentioned above,
In the case of , the free surface 107 of the photoreceptive layer 104 is
If the support 101 side is charged to + polarity,
The transfer of electrons injected into the photoreceptive layer 104 from
It can be effectively prevented, and the conduction properties can be effectively prevented.
When the dominant substance is the above n-type impurity, light
The free surface 107 of the receptive layer 104 is charged with − polarity.
When subjected to treatment, the photoreceptive layer 1 is removed from the support 101 side.
Effectively prevents the movement of holes injected into 04
Rukoto can.
In this way, one side is placed in the support side end layer region E.
A field containing substance D that controls polar conduction characteristics
In this case, the remaining layer area of the first layer () 102,
That is, the portion excluding the support side end layer region (E)
In the layer region (Z) there are
It may contain a substance of the same polarity, or it may contain a substance of the same polarity.
The substance that controls the conduction properties is added to the end layer region on the side of the support.
(E) in a much smaller amount than the actual amount contained in
It may also be included.
In such a case, the material contained in the layer region (Z)
As the content of substance D that governs the conduction characteristics,
is the substance contained in the support side end layer region E.
be determined as desired depending on the polarity and content of
However, preferably 0.001 to 1000
small ppm, more preferably 0.05-500 atomic ppm, optimal
It is desirable that the content be 0.1 to 200 atomic ppm.
In the present invention, the support side end layer region E and the layer
Region (Z) contains a substance that controls the same kind of conductivity
In the case where the layer area (Z) of the material is
The content is preferably 30 atomic ppm or less
It is desirable to do so. In addition to the above cases,
In the present invention, in the first layer ( ) 102, one
Contains a substance that controls conductivity and has a polarity of
one polar layer region and the other polar conductivity.
in direct contact with the layer containing the substance.
to provide a so-called depletion layer in the contact layer region.
You can also do it. Clogging, e.g. first layer ( ) 102
Therein, the layer region containing the p-type impurity and the layer region containing the p-type impurity.
in direct contact with the layer region containing n-type impurities.
A depletion layer is formed by forming a so-called p-n junction.
Can be set up.
In the present invention, composed of a-Ge (Si, H, X)
For example, the first layer region (G) 105 to be
Discharge method, sputtering method, or ion spray
For vacuum deposition methods that utilize discharge phenomena such as the Teing method.
It is formed as a result. For example, using the glow discharge method
A first layer composed of a-Ge (Si, H, X)
To form the region (G) 105, basically germanium
For supplying germanium atoms that can supply nium atoms
Supplying raw material gas and silicon atoms as needed
Possible raw material gas for supplying silicon atoms, hydrogen atoms
Raw material gas for introduction and/or for introduction of halogen atoms
The raw material gas is placed in a deposition chamber where the internal pressure can be reduced.
Glow is introduced into the deposition chamber at the desired gas pressure.
to cause an electrical discharge, and to
a-Ge(Si,H,X) on a given support surface.
What is necessary is to form a layer consisting of. Also, germanium
First layer region (G) 105 with atoms in a non-uniform distribution state
Distribution concentration of germanium atoms to be included in
while controlling a-Ge according to the desired rate of change curve.
A layer consisting of (Si, H, X) may be formed.
In addition, in the sputtering method, for example, Ar,
Based on inert gas such as He or other gases
composed of silicon atoms in a mixed gas atmosphere of
target, or the target and the germanium
Using two targets composed of Ni atoms
or of silicon atoms and germanium atoms
Use mixed targets to
germanium diluted with diluent gas such as He or Ar.
Raw material gas for supplying hydrogen atoms, and hydrogen if necessary
Spray gas for introducing atoms and/or halogen atoms.
Introduce the desired gas into the deposition chamber for tuttering.
The first layer region is formed by forming a lasma atmosphere.
Region (G) 105 is formed. This sputtering method
to make the distribution of germanium atoms uneven.
In case, the raw material gas for supplying germanium atoms is
control the gas flow rate of the gas according to the desired rate of change curve.
However, sputtering the target mentioned above
That's fine.
In the case of ion plating, for example,
Crystalline silicon or single crystal silicon and polycrystalline germanium
aluminum or single crystal germanium as evaporation sources, respectively.
This evaporation source is housed in the evaporation port as a resistor.
Thermal method or electron beam method (EB method)
etc. to heat and evaporate the flying evaporated matter to the desired gas.
Except for passing through a spasm atmosphere,
First, by doing the same as in the case of the talling method.
A layer region (G) 105 can be formed.
For supplying silicon atoms used in the present invention
As a material that can be used as a raw material gas, SiHFour,
Si2H6, Ti3H8,SiFourHTengaseous state or gas such as
Silicon hydride (silanes), which can be
In particular, during layer creation work.
Ease of handling, good silicon atom supply efficiency, etc.
In SiHFour,SiH6, are listed as preferable.
Ru.
Can be used as raw material gas for supplying germanium atoms
As a substance, GeHFour, Ge2H6, Ge3H8,
GeFourHTen, GeFiveH12, Ge6H14, Ge7H16, Ge8H18,
Ge9H20Gaseous or gasifiable hydrogenation, such as
Germanium is listed as an effective use.
In particular, ease of handling during layer preparation work, gelatin
GeHFour,
Ge2H6, Ge3H8are listed as preferred
Ru.
For introducing halogen atoms used in the present invention
Many halogenated gases are effective as raw material gases for
For example, halogen gas, halogen
compounds, interhalogens, halogen-substituted
Gaseous or gasifiable materials such as silane derivatives
Preferred examples include rogene compounds. Also, furthermore
The constituent elements are silicon atoms and halogen atoms.
Halogen atoms in a gaseous state or capable of being gasified
Silicon hydride compounds containing
It can be mentioned in Ming.
Halogen compounds that can be suitably used in the present invention
Specifically, the substances include fluorine, chlorine, bromine,
Iodine halogen gas, BrF, ClF, ClF3,
BrFFive,BrF3,IF3,IF7, ICl, IBr, etc.
Intermediate compounds can be mentioned.
Silicon compounds containing halogen atoms, so-called halogens
Examples of silane derivatives substituted with carbon atoms include
For example, Si2FFour,Si2F6, SiClFour, SiBrFouretc.
Silicon rogenide is preferred.
I can do it.
Adopts silicon compounds containing such halogen atoms
The characteristic light guide of the present invention is produced by the glow discharge method.
When forming electrical parts, germanium protons
Can supply silicon atoms together with raw material gas
Eliminates the use of silicon hydride gas as a raw material gas
also contains a halogen atom on the desired support 101
Forming a first layer region (G) 105 made of a-SiGe
I can do it.
According to the glow discharge method,
When manufacturing the first layer region (G) 105, basically
is, for example, a raw material gas for supplying silicon atoms.
Raw materials for supplying silicon halide and germanium atoms
Germanium hydride as a gas, Ar, H, He, etc.
of gas, etc. to a predetermined mixing ratio and gas flow rate.
A deposition chamber in which a first layer region (G) 105 is formed.
of these gases by causing a glow discharge.
By forming a plasma atmosphere, the desired
A first layer region (G) 105 is formed on the support 101.
However, it is possible to control the introduction ratio of hydrogen atoms.
In order to make it even easier, we added further information to these gases.
Also hydrogen gas or silicon compound gas containing hydrogen atoms.
A layer may be formed by mixing desired amounts.
In addition, each gas can be used not only as a single species but also in a predetermined mixing ratio.
It is safe to use a mixture of multiple types.
Ru.
Sputtering method, ion plating method
First layer region (G) 105 formed in any case
In order to introduce a halogen atom into the
silicon compound or the above-mentioned halogen atom-containing silicon compound
A plasma of the gas is generated by introducing a gas into the deposition chamber.
It is good to create an atmosphere.
In addition, hydrogen atoms are introduced into the first layer region (G) 105.
In this case, the raw material gas for hydrogen atom introduction, e.g.
Ba, H2, or the above-mentioned silanes or/and water
For sputtering gases such as chemically oxidized germanium.
into the deposition chamber to create a plasma atmosphere of the gases.
All you have to do is form it.
In the present invention, raw materials for introducing halogen atoms
The halogen compounds or halogens listed above as gases
Silicon compounds containing gen are used as effective ones.
In addition, HF, HCl, HBr,
Hydrogen halides such as HI, SiH2F2,SiH2I2,
SiH2Cl2, SiHCl3,SiH2Br2,SiHBr3etc. halogen
Substituted silicon hydride, and GeHF3, GeH2F2,
GeH3F, GeHCl3, GeH2Cl2, GeH3Cl,
GeHBr3, GeH2Br2, GeH3Br, GeHI3,
GeH2I2, GeH3Hydrogenated halogenated germanium such as I
Halogen containing hydrogen atoms as one of its constituent elements, such as
GeFFour, GeClFour, GeBrFour, GeIFour, GeFFour,
GeCl2, GeBr2, GeI2germanium halides such as
There are also substances that are in a gaseous state or can be gasified, such as
As a starting material for forming the effective first layer region (G) 105.
I can list the following.
Among these substances, halides containing hydrogen atoms
When forming the first layer region (G) 105, a halogen is added in the layer.
Electrical or photoelectric properties upon introduction of gen atoms
Hydrogen atoms, which are extremely effective in controlling
Therefore, in the present invention, a suitable source for introducing halogen is
used as a fee.
Hydrogen atoms are structurally added to the first layer region (G) 105.
In addition to the above, H2, or SiHFour,
Si2H6,Si3H8,SiFourHTenGerma silicon hydride etc.
germanium or gel to supply nium atoms
Manium compound or GeHFour, Ge2H6,
Ge3H8, GeFourHTen, GeFiveH12, Ge6H14, Ge7H16,
Ge8H18, Ge9H20germanium hydride and silica, etc.
Silicon or siliconization to supply con atoms
and the compound coexist in the deposition chamber to generate electric discharge.
It can also be done by
In a preferred embodiment of the invention, the first
The amount of hydrogen atoms contained in the layer region (G) 105,
or amount of halogen atoms, or hydrogen atoms and halogen
The sum of the amounts of atoms (H+X) is preferably 0.01 to
40 at%, more preferably 0.05-30 at%, optimally
is preferably 0.1 to 25 at%.
Hydrogen atoms contained in the first layer region (G) 105
or/and to control the amount of halogen atoms, e.g.
For example, support temperature or/and hydrogen atoms or halo
of the starting materials used to contain the gen atoms.
Controls the amount introduced into the deposition system, the discharge force, etc.
Just do it.
In the present invention, it is composed of a-Si(H,X).
The second layer region (S) 106 is
Inside the starting material () for forming layer region (G) 105
The output gas becomes the raw material gas for supplying germanium atoms.
Starting material excluding emitting material [Second layer region (S) 1
Using the starting materials for forming 06 ()], the first
The same method as in the case of forming the layer region (G) 105 of
It can be formed according to the conditions.
That is, in the present invention, a structure composed of a-Si(H,X)
The second layer region (S) 106 made of
- Discharge method, sputtering method, or ion preparative method
Vacuum deposition method that utilizes discharge phenomena such as taing method
formed by. For example, the glow discharge method
Therefore, the second layer region composed of a-Si(H,X)
In order to form the region (S) 106, basically the above-mentioned
Silicon atom supply that can supply silicon atoms
Hydrogen atoms are introduced as necessary along with the raw material gas for
and/or raw material gas for introducing halogen atoms
is introduced into a deposition chamber whose interior can be depressurized, and the
Create a glow discharge in the stacking chamber and place it in a predetermined position in advance.
a-Si(H,
What is necessary is to form a layer consisting of X). Also, spats
When forming by the taring method, for example, Ar, He
or based on inert gases such as
composed of silicon atoms in a mixed gas atmosphere
When sputtering a target, hydrogen atoms or
/ and sputtering gas for introducing halogen atoms.
It is sufficient to introduce it into the deposition chamber for processing.
In the present invention, the second layer region formed
(S) The amount of hydrogen atoms contained in 106, or
Amount of halogen atoms, or hydrogen atoms and halogen atoms
The sum of the amounts (H+X) is preferably 1 to 40 atoms
%, more preferably 5 to 30 atomic %, optimally 5 to 25
It is preferable to express it in atomic percent.
In the present invention, carbon is added to the first layer ( ) 102.
To provide the layer region (C) containing atoms, the first
In forming the layer 102, a starting material for introducing carbon atoms is used.
Starting material for forming the first layer ( ) 102 as described above
used with a substance to deposit its amount into the layer formed.
It is sufficient to contain it in a controlled manner.
Glow discharge method is used to form layer region C
In this case, for forming the first layer ( ) 102 described above.
selected as desired from among the starting materials of
A starting material for the introduction of carbon atoms is added to. the
As a starting material for introducing carbon atoms such as
A gaseous substance whose constituent atoms are at least carbon atoms.
or the large size of gasified substances that can be gasified.
Any of the following can be used.
For example, a raw material gas whose constituent atoms are silicon atoms
, a raw material gas whose constituent atoms are carbon atoms, and the necessary
Construct hydrogen atoms or halogen atoms depending on
Mix with the raw material gas to form atoms at the desired mixing ratio.
or use silicon atoms as constituent atoms.
The raw material gas is composed of carbon atoms and hydrogen atoms.
The raw material gas containing atoms is also mixed in the desired manner.
or by mixing silicon atoms as constituents.
The raw material gas and silicon atoms, carbon atoms and
and hydrogen atoms as raw material gases.
can be used in combination.
Also, separately, silicon atoms and hydrogen atoms are
Carbon atoms are added to the raw material gas as constituent atoms.
A mixture of raw material gases may be used.
It is effective as a raw material gas for introducing carbon atoms.
, the constituent atoms are carbon atoms and hydrogen atoms.
For example, saturated hydrocarbons having 1 to 5 carbon atoms, carbon atoms
Ethylene hydrocarbons having 2 to 5 carbon atoms, carbon atoms having 2 to 4 carbon atoms
Examples include cetylenic hydrocarbons.
Specifically, methane is a saturated hydrocarbon.
(CHFour), ethane (C2H6), propane (C3H8), n
-butane (n-CFourHTen), pentane (CFiveH12),workman
Ethylene (C2HFour),
Propylene (C3H6), butene-1 (CFourH8), Butte
N-2 (CFourH8) Isobutylene (CFourH8), penten
(CFiveHTen), and acetylene hydrocarbons include acetylene hydrocarbons.
Chyrene (C2H2), methylacetylene (C3HFour), b
Chin (CFourH6) etc.
In addition to these, silicon atoms, carbon atoms, and hydrogen atoms
As a raw material gas whose constituent atoms are Si and
(CH3)Four, Si(C2HFive)FourList the alkyl silicides such as
be able to.
In the present invention, carbon atoms are present in the layer region C.
In order to further enhance the effect obtained, carbon atoms are
In addition, further oxygen atoms or/and nitrogen atoms
It can contain.
Oxygen atoms for introducing oxygen atoms into the layer region (C)
For example, oxygen (O2),
Ozone (O3), nitric oxide (NO), nitrogen dioxide
(NO2), nitrogen monoxide (N2O), nitrogen sesquioxide
(N2O3), trinitrogen tetraoxide (N2OFour), nitrogen pentoxide
(N2OFive), nitrogen trioxide (NO3), silicon atoms and acids
For example, the constituent atoms are elementary atoms and hydrogen atoms.
Disiloxane (H3SiOSiH3), trisiloxane
(H3SiOSiH2OSiH3) and other lower siloxanes.
can be given.
Nitrogen atom conductor used in forming layer region (C)
Effectively used as a necessary raw material gas
The starting material to be used is an atom containing nitrogen atoms.
Or an example where the constituent atoms are nitrogen atoms and hydrogen atoms.
For example, nitrogen (N2), ammonia (NH3), hydrazi
(H2NNH2), hydrogen azide (HN3), Azika Asia
Ammonium (NHFourN3) etc. gaseous or gaseous
Nitrogenization of nitrogen, nitrides, azides, etc.
Compounds can be mentioned. In addition, nitrogen atoms
In addition to the introduction of halogen atoms, it is also possible to introduce halogen atoms.
From this point of view, nitrogen trifluoride (F3N), nitrogen tetrafluoride
(FFourN2) and other halogenated nitrogen compounds.
Can be done.
By sputtering method, carbon atoms containing
To form the first layer ( ) 102, a single crystal
or polycrystalline silicon wafer or graphite
wafer, or silicon atoms and carbon atoms
Target mixed wafers
As a result, these are spattered in various gas atmospheres.
This can be done by ringing.
For example, if you target silicon wafers,
carbon atoms and optionally hydrogen atoms.
or/and a source for introducing halogen atoms.
Dilute the feed gas with diluent gas as necessary to
These gases are introduced into a deposition chamber for puttering.
Forming a gas plasma to remove the silicon wafer
All you have to do is sputter.
Also, separately, silicon atoms and carbon atoms are
as separate targets or with silicon atoms.
Use a single target with mixed carbon atoms
Possibly dilution as a sputtering gas
in a gaseous atmosphere or at least hydrogen atoms or
is/and contains a halogen atom as a constituent atom.
by sputtering in a gas atmosphere.
It will be done. As a raw material gas for introducing carbon atoms
is the raw material gas shown in the glow discharge example mentioned above.
The raw material gas for introducing carbon atoms inside is sputtering.
It can also be used as an effective gas in the case of
In the present invention, formation of the first layer ( ) 102
At this time, a layer region (C) containing carbon atoms is provided.
In this case, the distribution concentration of carbon atoms contained in the layer region (C)
By changing the degree C (C) in the layer thickness direction, the desired layer thickness can be obtained.
Layer region with directional distribution state (depthprofile)
(C) In the case of a glow discharge, the distribution
For introducing carbon atoms to change the concentration C (C)
Change the starting material gas and its gas flow rate to the desired rate of change.
Introduce the material into the deposition chamber while changing it accordingly according to the curve.
This is accomplished by entering the
For normal use, e.g. manually or with an externally driven motor
The gas flow system is
Open the specified needle valve in the middle.
It is sufficient to perform an operation to gradually change the value. At this time, the flow
The rate of change in quantity need not be linear, e.g.
A rate of change curve designed in advance using a controller etc.
You can also get lines.
Form layer region (C) by sputtering method
In this case, the distribution concentration C (C) of carbon atoms in the layer thickness direction is
By changing the thickness direction of the carbon atoms,
To form a depth profile, first
As with the glow discharge method, the carbon source is
The starting material for child introduction is used in a gaseous state, and the gas
Adjust the gas flow rate when introducing the material into the deposition chamber as desired.
This is done by changing the parameters as appropriate.
Second, the target for sputtering,
For example, a mixture of silicon atoms and carbon atoms
If a target is used, silicon atoms and
Adjust the mixing ratio with carbon atoms in the direction of the target layer thickness.
This can be achieved by changing the
Ru.
In the first layer ( ) 102,
substances such as group atoms or group atoms
In order to introduce structurally, group elements must be introduced during layer formation.
Starting material for introduction of atoms or starting material for introduction of group atoms
The emitting material is placed in a gaseous state in the deposition chamber in the second layer region.
Introduced with starting materials to form (S)106
Just do it. Such an output for introducing group atoms
Possible sources include gas at room temperature and pressure.
or at least easily gaseous under layer-forming conditions.
It is desirable to adopt something that can be converted into a Like that
Specifically, as a starting material for introducing group atoms,
B for introducing boron atoms2H6, BFourHTen, BFiveH9,
BFiveH11, B6HTen, B6H12, B6H14Boron hydride, such as
BF3, BCl3,BBr3Boron halides such as
It will be done. In addition, AlCl3, GeClFour,Ge(CH3)Four,
InCl3, TlCl3, etc. can also be mentioned.
As a starting material for the introduction of group atoms,
It is effectively used for introducing phosphorus atoms.
So, PH3,P2HFour, etc. Phosphorus hydride, PHFourI, P.F.3,
P.F.Five, PCl3, PClFive, PBr3, PBrFive, P.I.3etc. halogen
Examples include phosphorus chloride. In addition, AsH3,AsF3,
AsCl3, AsBr3,AsFFive, SbH3, SbF3, SbFFive,
SbCl3, SbClFive, BiH3, BiCl3, BiBr3, etc.
Listed as effective starting materials for the introduction of group atoms
Rukoto can.
In the present invention, the first layer ( ) 102 is composed of
The support material contains a substance that controls the conduction properties.
The layer region (PN) unevenly distributed on the 101 side
The layer thickness is the layer area (PN) and the layer area.
The first layer ( ) 102 formed on (PN)
Depending on the characteristics required for the other layer areas that make up the
It will be determined as appropriate according to your wishes, but
The lower limit is preferably 30 Å or more, more preferably
is preferably 40 Å or more, optimally 50 Å or more.
Yes. Also, contained in the layer region (PN)
The content of substances that control conduction properties is 30 atomic ppm or more.
If it is above, the upper limit of the layer area (PN) and
is preferably 10 μ or less, preferably 8 μ or less,
Optimally, it is desirable that the thickness be 5μ or less.
In the photoconductive member 100 shown in FIG.
is the second layer formed on the first layer ( ) 102
Layer ( ) 103 has a free surface 107 and is mainly resistant to
Humidity, continuous repeated use characteristics, electrical pressure resistance, usage
Achieves the objectives of the present invention in terms of environmental characteristics and durability.
It is established for the purpose of
In addition, in the present invention, 1 of the first layer ()
02 and the second layer ( ) 103
Each material has a common component: silicon atoms
Since it has both phases ()102 and
Chemical stability at the laminated interface of ()103
have been sufficiently ensured.
The second layer ( ) 103 in the present invention is made of silicon.
Con atoms, nitrogen atoms, and hydrogen atoms if necessary.
or/and an amorphous material containing a halogen atom.
(Hereafter, “a-(SixN1-x)y(H,X)1-y”.
However, 0<x, y<1).
a-(SixN1-x)y(H,X)1-yThe second consists of
The layer ( ) 103 is formed by glow discharge method, spa
By tuttering method, electron beam method, etc.
will be accomplished. These manufacturing methods depend on manufacturing conditions and equipment.
The load level of this injection, the manufacturing scale, and the photoconductor produced
Appropriate selection depending on factors such as desired properties of the component
A light guide with the desired characteristics is
It is relatively easy to control the manufacturing conditions for manufacturing electrical parts.
It is easy to use, and together with silicon atoms, nitrogen atoms and
and halogen atoms, the second layer () 1
It has the advantage of being easy to introduce during 2003.
Glow discharge method or sputtering method is preferred.
Appropriately adopted.
Furthermore, in the present invention, glow discharge method and spa
The second method can be used in combination with the tuttering method within the same equipment system.
A layer ( ) 103 may also be formed.
The second layer ( ) 103 is formed by glow discharge method.
To form a-(SixN1-x)y(H,X)1-yformation
Add dilution gas and predetermined amount of raw material gas as necessary.
A support 101 is installed after mixing at a mixing ratio.
The gas introduced into the vacuum deposition chamber is
gas plasma by creating a low discharge
The material already formed on the support 101 is
a-(SixN1-x)y
(H,X)1-yAll you have to do is deposit it.
In the present invention, a-(SixN1-x)y(H,X)1-y
The raw material gas for formation is silicon atoms, nitrogen
At least among atoms, hydrogen atoms, and halogen atoms
gaseous substance or gasification consisting of one atom
Most of the substances that can be gasified are
can be used.
Silicon atom, nitrogen atom, hydrogen atom, halogen
As one of the atoms, silicon atom is a constituent atom.
For example, when using a raw material gas that
A raw material gas consisting of atoms and nitrogen atoms as constituent atoms.
Source gas to be made into constituent atoms and hydrogen atoms if necessary
Raw material gas or/and halogen whose constituent atoms are
The desired mixture with the raw material gas whose constituent atoms are
or use silicon atoms mixed in
Raw material gas as constituent atoms, nitrogen atoms and hydrogen
Raw material gas or/and nitrogen whose constituent atoms are
Raw materials whose constituent atoms are elementary atoms and halogen atoms
and gas, also at the desired mixing ratio.
or raw materials whose constituent atoms are silicon atoms.
Gases and silicon, nitrogen, and hydrogen atoms
Raw material gas or silico whose three constituent atoms are
It consists of three atoms: nitrogen atom, nitrogen atom, and halogen atom.
Mixing with raw material gas to form atom atoms.
Can be done.
Also, separately, silicon atoms and hydrogen atoms are
Nitrogen atoms are added to the raw material gas as constituent atoms.
It is also possible to use a mixture of raw material gases.
A raw material gas whose constituent atoms are carbon atoms and halogen atoms.
A raw material gas containing nitrogen atoms is mixed into the gas.
You may also use it.
Contained in the second layer ( ) 103 in the present invention
Suitable halogen atoms are fluorine and salt.
fluorine, bromine, and iodine, especially fluorine and chlorine.
It's a beautiful thing.
In the present invention, the second layer ( ) 103 is formed
It can also be a raw material gas that can be effectively used to
It is a gas state at normal temperature and pressure.
or substances that can be easily gasified.
Ru.
Comprising the second layer ( ) 103 and the above amorphous material.
Layer forming methods include glow discharge method,
Sputtering method, ion implantation
method, ion plating method, electrobeam
Laws etc. These manufacturing methods are
factors, level of capital investment, manufacturing scale,
Depends on factors such as the desired characteristics of the photoconductive material used.
It is selected and adopted as appropriate based on the desired characteristics.
Control of manufacturing conditions for manufacturing photoconductive members with
is relatively easy and can be combined with silicon atoms.
Elementary atoms, hydrogen atoms and halogen atoms as necessary
What is introduced into the second layer ( ) 103 to be produced is
There is a glow discharge method that has advantages such as being easy to perform.
Alternatively, a sputtering method is preferably employed.
Furthermore, in the present invention, glow discharge method and spa
The second method can be used in combination with the tuttering method within the same equipment system.
A layer ( ) 103 may also be formed.
a-SiN(H,X) by glow discharge method
To form the second layer ( ) 103 composed of
is basically a silicon that can supply silicon atoms.
Raw material gas for supplying nitrogen atoms and raw material for introducing nitrogen atoms
gas and/or for the introduction of hydrogen atoms if necessary.
And the raw material gas for introducing halogen atoms is
into a deposition chamber that can be reduced in pressure, and
It causes a glow discharge and is placed in a predetermined position beforehand.
a-SiN on a predetermined first layer ( ) 102
Forming a second layer ( ) 103 consisting of (H,X)
Just let it happen.
In addition, the second layer () 10
3, it can be done as follows, for example:
Ru.
Firstly, inert gases such as Ar, He, etc.
is a mixed gas atmosphere based on these gases.
A target composed of silicon atoms is spun inside.
Raw material gas for introducing nitrogen atoms during tuttering
for hydrogen atom introduction or/and as necessary.
and sputtering together with raw material gas for introducing halogen atoms.
It is best to introduce it into the vacuum deposition chamber where the ring is performed.
stomach.
Second, it can be used as a target for sputtering.
Te Si3NFourA target consisting of
Target composed of silicon atoms and Si3NFourIt's okay
Two pieces of the target made or the silicon raw material
Child and Si3NFourYou can use a target made up of
Nitrogen source into the second layer ( ) 103 formed by
Children can be introduced. At this time, the nitrogen
If used together with raw material gas for atom introduction, the
in the second layer () 103 by controlling the flow rate.
The amount of nitrogen atoms introduced can be controlled arbitrarily.
It's easy.
Nitrogen atoms introduced into the second layer ( ) 103
The content of the raw material gas for introducing nitrogen atoms is
control the flow rate when introduced into the nitrogen
Nitrogen source contained in the target for elementary atom introduction
Adjust the proportion of children when creating the target.
or by doing both,
It can be arbitrarily controlled as desired.
For supplying silicon atoms used in the present invention
SiH is the starting material that becomes the raw material gas forFour,
Si2H6,Si3H8,SiFourHTenin a gaseous state such as
Silicon hydride (silanes) that can be converted into carbon is used.
In particular, it is easy to handle the layer creation work.
In terms of silicon atom supply efficiency, SiHFour,
Si2H6are listed as preferred. These etc.
Starting materials allow for appropriate selection of layer formation conditions.
The second layer ()1 formed by selecting
Hydrogen atoms can also be introduced into 03 along with silicon atoms.
Ru.
An effective source of raw material gas for supplying silicon atoms.
In addition to the silicon hydride mentioned above, halogen
Silicon compounds containing gen atoms, so-called halogen atoms
silane derivatives substituted with, specifically e.g.
SiFFour,Si2F6, SiClFour, SiBrFourSilicon halides such as
can be mentioned as preferred.
Furthermore, SiH2F2,SiH2I2,SiH2Cl2, SiHCl2,
SiH2Br2,SiHBr2halogen-substituted silicon hydrides, such as
hydrogen sources in a gaseous state or capable of being gasified, such as
Halides that have halogens as one of their constituents are also effective.
Silicon atoms for forming the second layer ( ) 103
It can be mentioned as a starting material for supply.
Using silicon compounds containing these halogen atoms
In this case, as mentioned above, the layer formation conditions should be
The second layer ( ) 10 formed by
Introducing halogen atoms along with silicon atoms into 3.
can do.
Halogens containing hydrogen atoms among the above starting materials
The silicon oxide compound is used to form the second layer () 103.
At the same time as introducing halogen atoms into the layer,
Hydrogen is extremely effective in controlling optical and photoelectric properties.
Since atoms are also introduced, this is a preferable method in the present invention.
Used as a starting material for the introduction of halogen atoms
Ru.
In the present invention, forming the second layer ( ) 103
Raw material gas for introducing halogen atoms used in
Effective starting materials include those listed above.
In addition, for example, halogen of fluorine, chlorine, bromine, and iodine
Gengas, BrF, ClF, ClF3,BrFFive,BrF3,
IF3,IF7, interhalogen compounds such as ICl, IBr, HF,
Hydrogen halides such as HCl, HBr, HI, etc.
I can do it.
used when forming the second layer ( ) 103
It can be used as a raw material gas for introducing nitrogen atoms.
The starting materials effectively used in
atoms or composed of nitrogen atoms and hydrogen atoms.
For example, nitrogen (N2),ammonia
(NH3), hydrazine (H2NNH2), hydrogen azide
(HN3), ammonium azide (NHFourN3) etc.
gaseous or gasifiable nitrogen, nitrides and
Nitrogen compounds such as dilides can be mentioned. child
In addition to the introduction of nitrogen atoms, halogen atoms
As a starting material, it is possible to introduce
is nitrogen trifluoride (F3N), nitrogen tetrafluoride (FFourN2)etc
Examples include halogenated nitrogen compounds.
In the present invention, the second layer ( ) 103 is
-When forming by discharge method or sputtering method
The diluent gases used include so-called rare gases, e.g.
For example, He, Ne, Ar, etc. are listed as suitable ones.
be able to.
The second layer ( ) 103 in the present invention is
Care must be taken to ensure that the required properties are provided as desired.
Formed intentionally.
That is, silicon atoms, nitrogen atoms,
constitute hydrogen atoms and/or halogen atoms.
Substances that are made into atoms have a structural structure depending on the conditions of their creation.
takes forms ranging from crystals to amorphous, and
In terms of gas and physical properties, it ranges from conductivity to semiconductivity, and furthermore,
It exhibits properties ranging from insulating to photoconductive.
Due to its quality, it exhibits non-photoconductive properties. Therefore, the present invention
In this case, a-
(SixN1-x)y(H,X)1-yin place so that a
The creation conditions are strictly selected according to the wishes.
Ru.
For example, the second layer ( ) 103 has an electrical voltage resistance.
If the main purpose is to improve thex
N1-x)y(H,X)1-yis electrically insulated in the operating environment.
Created as an amorphous material with pronounced sexual behavior.
We also aim to improve the characteristics of continuous repeated use and the usage environment.
A second layer () 103 is established with the main purpose of
If the electrical insulation is
It is moderated to a certain extent and has a certain degree of resistance to the irradiated light.
a-(SixN1-x)y
(H,X)1-yis created.
On the surface of the first layer ( ) 102, a-(Six
N1-x)y(H,X)1-yThe second layer consisting of ()10
Support temperature during layer formation when forming 3
is important with the structure and properties of the layers formed.
This is a significant factor. In the present invention, the desired characteristics
a-(SixN1-x)y(H,X)1-yis desired
The temperature of the support at the time of layer formation is
It is desirable to have strict control. In the present invention
The second objective is to achieve the desired objective effectively.
Optimum range as appropriate according to the method of forming the layer ( ) 103
A support temperature of is selected to form the second layer ( ) 10
3 is carried out, but the support temperature at the time of layer formation is
is preferably 20-400℃, more preferably 50-350℃
℃, ideally 100 to 300℃.
It is.
To form the second layer () 103, the layers constituting the
Delicate control of the composition ratio of atoms and control of layer thickness are
Because it is relatively easy compared to other methods,
It is advantageous to use the low discharge method or sputtering method.
However, with these layer forming methods, the second layer () 103
When forming a
The discharge power during layer formation is the same as the a-(Six
N1-x)y(H,X)1-yimportant factors that influence the characteristics of
one of.
Characteristics for achieving the object of the present invention
a-(SixN1-x)y(H,X)1-yis more productive
As a discharge power condition to be effectively created
is preferably 1.0~300W, more preferably 2.0~
250W, ideally 5.0~200W.
It's a good thing.
The gas pressure in the deposition chamber is preferably 0.01 to 1 Torr,
More preferably, it is about 0.1 to 0.5 Torr.
Delicious.
In the present invention, the second layer ( ) 103 is created
Desired support temperature and discharge power for
Examples of numerical ranges include the values in the ranges mentioned above.
Ru. However, these layer creation filters are independent
of the desired characteristics, rather than those that can be determined separately.
a-(SixN1-x)y(H,X)1-yThe second layer consists of
Reciprocal organic association so that ()103 is formed
It is desirable that the optimum value be determined based on the characteristics.
Second layer () 1 in the photoconductive member of the present invention
The amount of nitrogen atoms contained in 03 is the same as that of the second layer.
() 103, the purpose of the present invention is
A second layer ()1 that achieves the desired properties
This is an important factor in the formation of 03.
of the nitrogen atoms contained in the second layer ( ) 103 of
The amount of the amorphous material constituting the second layer ( ) 103 is
Depending on the type of material and its characteristics,
It can be determined by
That is, the general formula a-(SixN1-x)y(H,
X)1-yAmorphous materials shown in can be broadly classified into silicon
Amorphous material composed of silicon atoms and nitrogen atoms
(Hereinafter referred to as “a-SiaN1-a”. However, 0<a<
1, composed of silicon atoms, nitrogen atoms, and hydrogen atoms.
The amorphous material (hereinafter referred to as “a-(SibN1-b)c
H1-c”. However, 0<b, c<1), silico
nitrogen atom, halogen atom and as necessary
An amorphous material composed of hydrogen atoms (hereinafter referred to as "a")
−(SibN1-d)e(H,X)1-e”. However, 0<
d and e<1).
In the present invention, the second layer ( ) 103 is a-
SiaN1-aThe second layer ()10
The amount of nitrogen atoms contained in 3 is preferably 1×
Ten-3~60 at%, more preferably 1-50 at%, most preferably
It is desirable that the content be suitably 10 to 45 at%.
be. That is, the previous a-SiaN1-aDo it with the display
For example, a is preferably 0.4 to 0.99999, more preferably
0.5-0.99, optimally 0.55-0.9.
In the present invention, the second layer ( ) 103 is a-
(SibN1-b)cH1-cThe second layer consists of
The amount of nitrogen atoms contained in ()103 is preferably
Or 1×10-3~55 atomic%, more preferably
is 1 to 55 atom%, optimally 10 to 55 atom%.
is desirable. Furthermore, the content of hydrogen atoms
The amount is preferably 1 to 40 at%, more preferably
Preferably 2 to 35 atom%, optimally 5 to 30 atom%.
It is desirable that hydrogen atoms be included in these ranges.
The photoconductive member formed when there is a
It can be fully applied as it is excellent in terms of aspects.
That is, the previous a-(SibN1-b)cH1-cb and
If done in c display, b is preferably 0.45 to 0.99999,
More preferably 0.45 to 0.99, optimally 0.45 to 0.9.
c is preferably 0.6 to 0.99, more preferably 0.65
~0.98, optimally 0.7-0.95.
The second layer ( ) 103 is a-(SidN1-d)e(H,
X)1-e, the second layer ()1
The content of nitrogen atoms contained in 03 is as follows:
Preferably 1×10-3~60 atom%, more preferably
It is considered to be 1 to 60 atom%, optimally 10 to 55 atom%.
is desirable. Furthermore, the halogen atom
The content is preferably 1 to 20 at%, more
Preferably 1 to 18 at%, optimally 2 to 15 at%.
It is desirable that halogen sources be
The photoconductive member made when there is a child content is
It can be fully applied in practice. difference
Furthermore, the content of hydrogen atoms may be added as necessary.
The amount is preferably 19 atomic % or less, more preferably 19 atomic % or less.
It is desirable that the content be 13 atomic % or less.
be.
That is, the previous a-(SidN1-d)e(H,X)1-eof
If expressed as d and e, d is preferably 0.4~
0.99999, more preferably 0.4-0.99, optimally 0.45
~0.9, and e is preferably 0.8~0.99999, and more
Preferably 0.82 to 0.99, optimally 0.85 to 0.98
This is desirable.
The layer thickness of the second layer ( ) 103 in the present invention
The scope is defined to effectively achieve the objectives of the present invention.
This is one of the important factors. This layer thickness is
according to the intended purpose so as to effectively achieve the purpose.
can be determined as appropriate and desired. Furthermore, this layer
The thickness is determined by the nitrogen atoms contained in the layer ( ) 103.
The relationship between the amount of
Depending on the characteristics required for each layer area,
Determined as appropriate based on organic relevance and as desired.
It is necessary to Additionally, this layer thickness can be
Consideration is also given to economic efficiency, including performance and mass production.
It is desirable that
The layer thickness of the second layer ( ) 103 in the present invention
is preferably 0.003 to 30μ, more preferably
The desired value is 0.004 to 20μ, optimally 0.005 to 10μ.
Delicious.
As the support 101 used in the present invention
may be electrically conductive or electrically insulating. conductive
Examples of the support include NiCr, stainless steel,
Al, Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd
Metals such as these or alloys thereof can be mentioned.
As the electrically insulating support, polyester, polyester, etc.
polyethylene, polycarbonate, cellulose, aluminum
acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polycarbonate
Polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, etc.
synthetic resin film or sheet, glass, ceramic
Mixture, paper, etc. are usually used. These electricity
The insulating support preferably has at least one of the
The surface is conductive treated, and the conductive treated surface side
Preferably, other layers are provided.
For example, if it is glass, NiCr,
Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt,
Pd, In2O2, SnO2, ITO (In2O3+SnO2) etc.
Conductivity is imparted by providing a thin film of
or synthetic resin film such as polyester film.
For ilms, NiCr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni,
Gold such as Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, etc.
Vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering
Provided on the surface with a ring etc., or attached with the metal mentioned above.
The surface is laminated to make it conductive.
Granted.
The shape of the support body 101 may be cylindrical or belt.
It can be obtained in any shape such as a shape or a plate shape, and as desired,
Although its shape is determined, for example, the light guide shown in FIG.
Using the electric member 100 as an image forming member for electrophotography
In the case of continuous high-speed copying, an endless
It is preferable to have a root-like or cylindrical shape. Support 1
The thickness of 01 is such that the desired photoconductive member is formed.
Although it is determined as appropriate to
When functionality is required, the function as a support is
As long as it is within the range where it can be fully utilized, it is as thin as possible.
It will be done. However, in such cases, the manufacturing of the support and
In terms of handling, mechanical strength, etc., the support 101
The thickness is preferably 10μ or more.
Next, an outline of an example of the method for manufacturing a photoconductive member of the present invention will be described.
Let me explain about the abbreviation.
FIG. 16 shows an example of a photoconductive member manufacturing apparatus.
In the figure, the gas cylinders indicated by 1102 to 1106
is a raw material gas for forming the photoconductive member of the present invention.
For example,
102 is SiH diluted with HeFourGas (purity
99.999%, below SiHFour/He is abbreviated. ) cylinder, 11
03 is GeH diluted with HeFourGas (purity 99.999
%, hereinafter GeHFour/He is abbreviated. ) cylinder, 1104
is C2HFourDilution gas (99.99% purity) cylinder, 110
5 is He gas (99.999% purity) cylinder, 1106
is H2It is a gas cylinder (99.999% purity).
To allow these gases to flow into the reaction chamber 1101
is the valve 112 of the gas cylinders 1102 to 1106
2-1126, leak valve 1135 is closed
Also, check that the inflow valves 1112~
1116, outflow valve 1117-1121, auxiliary
Check that valves 1132 and 1133 are open.
First, open the main valve 1134 and turn off the
The reception room 1101 and each gas pipe are evacuated. Next
The reading of vacuum gauge 1136 is about 5×10-6To Torr
At the point when the auxiliary valves 1132 and 1133 leak
Close valves 1171-1121.
Next, a cylindrical base 1137 as a support
An example of forming a photoreceptive layer on top is as follows:
SiH from gas cylinder 1102Four/He gas, gas
GeH from cylinder 1103Four/He gas, gas cylinder
C from Be11042HFourgas, valve 1122;
1123 and 1124 are opened and the outlet pressure gauge 112
7, 1128, 1129 pressure 1Kg/cm2adjusted to
and inlet valves 1112, 1113, 1114.
By gradually opening the mass flow control
Inflow into La 1107, 1108, 1110 respectively.
let Subsequently, the outflow valves 1117, 111
8,1119, gradually open the auxiliary valve 1132
the respective gases are caused to flow into the reaction chamber 1101.
SiH at this timeFour/He gas flow rate and GeHFour/He gas
Flow rate and C2HFourThe ratio to the gas flow rate will be the desired value.
Sea urchin outflow valves 1117, 1118, 1119
Adjust the pressure inside the reaction chamber 1101 to the desired value.
While checking the reading of vacuum gauge 1136,
Adjust the opening of the in-valve 1134. and base
The temperature of the body 1137 is increased by the heater 1138.
that the temperature is set in the range of 50-400℃
After checking, set the power supply 1140 to the desired power.
A glow discharge is generated in the reaction chamber 1101, and the same
according to a pre-designed rate of change curve
GeHFour/He gas and manual or external drive motor
The valves 1118 to 1120 are
Perform operations to change the opening of C as appropriate.2HFourgas
By adjusting the flow rate of the
Distribution concentration of germanium and carbon atoms
Control C(C).
Maintain the glow discharge for the desired time as described above.
to form a first layer region on the substrate 1137 to a desired layer thickness.
(G) Form 105. First layer area (G) to desired layer thickness
At the stage when 105 is formed, the outflow valve 1
When 116 is completely closed, and if necessary, the discharge
Similar conditions and procedures were followed except for changing conditions.
The first layer region is maintained by maintaining the glow discharge for the desired time.
Substantially containing germanium atoms on region (G) 105
Forming a second layer region (S) 106 that is not
I can do that.
First layer region (G) 105 and second layer region
(S) 106 contains substance D that controls conductivity.
In order to have the first layer region (G) 105 and the second layer region (G) 105,
For example, when forming the layer region (S) 106 of2H6,
PH3A gas for introducing into the deposition chamber 1101
It is good to do this in addition to.
Thus, on the substrate 1137 the first layer ( ) 1
02 is formed.
First layer formed to desired layer thickness as described above
Forming a second layer ( ) 103 on ( ) 102
In order to form the first layer 102(),
For example, SiHFourgas, NH3
Dilute each gas with diluent gas such as He as necessary.
It is then supplied into the reaction chamber 1101 and adjusted to the desired conditions.
Therefore, it is sufficient to generate glow discharge.
Contains halogen atoms in second layer () 103
For example, SiFFourgas and NH3gas, or
SiH on thisFourAdd gas and repeat as above.
A second layer ( ) 103 may be formed.
Gas outflow valve required when forming each layer
Needless to say, close all outflow valves except for
Also, when forming each layer, there is no difference in the formation of the previous layer.
The used gas is inside the reaction chamber 1101 and the outflow valve 1
Gases leading from 117 to 1121 into the reaction chamber 1101
To avoid any residue remaining in the piping,
Close the valves 1117 to 1121, and close the auxiliary valve 11.
32, open 1133 and main valve 1134.
It is necessary to fully open the system and evacuate the system to high vacuum.
Do it accordingly.
Nitrogen atoms contained in the second layer ( ) 103
For example, when using glow discharge, the amount of SiHFourGa
and NH3The gas introduced into the reaction chamber 1101
The ratio of flow rates applied can be varied as desired, or
When forming layers by sputtering, the target
When forming a silicon wafer and a silicon nitride wafer
Change the spatter area ratio or silicon
By changing the mixing ratio of powder and silicon nitride powder,
Control as desired by molding the gate
You can. Contained in the second layer ( ) 103
The amount of halogen atoms introduced is determined by the amount of halogen atoms introduced.
raw material gas for, e.g. SiFFourThe gas is in the reaction chamber 1101
This is achieved by adjusting the flow rate when introduced into the
be done.
Also, while forming layers, make sure that the layer formation is uniform.
For measurement, the base 1137 is rotated by a motor 1139.
It is desirable to rotate at a constant speed.
Examples will be described below.
Example 1
The manufacturing equipment shown in Fig. 16 is used as a support.
The strips shown in Table 1 were applied to the cylindrical Al substrate.
Sample as an image forming member for electrophotography (Sample No.
11-1 to 17-6) were prepared respectively (Table 2).
Germanium atom content distribution concentration in each sample
The degree is shown in Figure 17, and the distribution concentration of carbon atoms is
It is shown in FIG.
Each sample obtained in this way was exposed to a charged exposure experimental device.
and corona discharge for 0.3 seconds (sec) at 5.0KV.
and immediately irradiated with a light image. The light image is tungsten
Transmission type using a light source with a light intensity of 2 lux・sec
It was irradiated through a test chart.
Immediately thereafter, use a charged developer (toner and
sample (imaging member) table
By cascading the planes, the sample (image
A good toner image was obtained on the surface of the forming member. trial
The toner image on the paper is transferred using 5.0KV corona charging.
When transferred onto photographic paper, no solution was found in any sample.
Clear, high-density images with excellent image power and good gradation reproducibility
The image was obtained.
In the above, a tungsten lamp is used as the light source.
810nm GaAs semiconductor laser (10mW) instead
The same procedure was carried out except that the electrostatic image was formed using
Under the toner image forming conditions, apply toner for each sample.
- When we evaluated the image quality of the transferred images, we found that none of the
Even for samples, it has excellent resolution and good gradation reproducibility.
Clear, high-quality images were obtained.
Example 2
The manufacturing equipment shown in Fig. 16 produces a cylinder shape.
An electrophotographic image was formed on an Al substrate under the conditions shown in Table 3.
Samples as forming members (Sample Nos. 21-1 to 27-6)
were created for each (Table 4).
Germanium atom content distribution concentration in each sample
The degree is shown in Figure 17, and the content distribution concentration of carbon atoms
is shown in FIG.
For each of these samples,
When I conducted an image evaluation test by Mr.
The materials also gave high quality toner transfer images. Also, each
Tested the sample 200,000 times in an environment of 38℃ and 80%RH.
After repeated use tests, we found that none of the
No deterioration in image quality was observed in the sample.
Example 3
The manufacturing equipment shown in Fig. 16 is used to produce a cylinder shape.
An electrophotographic image was formed on an Al substrate under the conditions shown in Table 5.
Samples as forming members (Sample Nos. 31-1 to 37-6)
(Table 6).
Germanium atom content distribution in each sample
The concentration is shown in Figure 17, and the carbon atom content distribution concentration is shown in Figure 17.
The degree is shown in FIG.
For each of these samples,
When I conducted an image evaluation test by Mr.
The materials also gave high quality toner transfer images. Also, each
Tested the sample 200,000 times in an environment of 38℃ and 80%RH.
After repeated use tests, we found that none of the
No deterioration in image quality was observed in the sample.
Example 4
By the manufacturing equipment shown in Fig. 16, the cylinder
For electrophotography under the conditions shown in Table 7 on an Al substrate of
Samples as image forming members (Sample Nos. 41-1 to 47-
6) were prepared respectively (Table 8).
Germanium atom content distribution in each sample
The concentration is shown in Figure 17, and the carbon atom content distribution concentration is shown in Figure 17.
The degree is shown in FIG.
For each of these samples,
When I conducted an image evaluation test by Mr.
The materials also gave high quality toner transfer images. Also, each
Tested the sample 200,000 times in an environment of 38℃ and 80%RH.
After repeated use tests, we found that none of the
No deterioration in image quality was observed in the sample.
Example 5
The conditions for creating layer () 103 are shown in Table 9.
Samples No. 11-1 and 12- of Example 1 except for
1. Electrophotography according to the same conditions and procedures as 13-1.
Each of the image forming members for use (sample Nos. 11-1-1 to 11
-1-8, 12-1-1 to 12-1-8, 13-1-1
24 samples (13-1-8) were created.
The structure of each electrophotographic image forming member thus obtained
Install each separately on a copying machine and record it in each example.
Corresponds to each example under the same conditions as listed.
For each of the electrophotographic imaging members,
Through comprehensive image quality evaluation of transferred images and repeated continuous use.
The durability was evaluated.
Comprehensive image quality evaluation of transferred images of each sample and repetition
Table 10 shows the results of durability evaluation after continuous use.
vinegar.
Example 6
When forming the layer ( ) 103, the silicon wafer and
The target area ratio of silicon nitride and silicon nitride wafers was changed.
Therefore, silicon atoms and nitrogen in layer ( ) 103
The test of Example 1 was performed except that the content ratio of atoms was changed.
Image forming member
I created each of them. The image formation thus obtained
For each member, as described in Example 1,
Image creation, development, and cleaning processes are repeated approximately 50,000 times.
After returning it, I performed an image evaluation and found that it was as shown in Table 11.
We obtained the following results.
Example 7
When forming layer ( ) 103, SiHFourgas and NH3Ga
By changing the flow rate ratio of the
The reason is to change the content ratio of silicon atoms and nitrogen atoms.
Other than that, the method was exactly the same as that for sample No. 12-1 in Example 1.
Each of the imaging members was prepared by.
For each image forming member thus obtained, Examples
The process up to transfer was repeated approximately 50,000 times using the method described in 1.
After repeating the process, image evaluation was performed and Table 12
I got results like this.
Example 8
When forming layer ( ) 103, SiHFourgas,
SiFFourgas, NH3By changing the gas flow rate ratio, the layer ()
Content of silicon atoms and nitrogen atoms in 103
Sample No. 13-1 of Example 1 except for changing the ratio.
each of the imaging members in exactly the same manner as
It was created. Regarding each image forming member thus obtained,
Imaging, developing line, and cleaning as described in Example 1
After repeating the process approximately 50,000 times, image evaluation was performed.
As a result, we obtained the results shown in Table 13.
Example 9
Example except for changing the layer thickness of layer ( ) 103
The image was formed using exactly the same method as Sample No. 11-1 in 1.
Each of the component parts was created. As mentioned in Example 1
Repeat the process of image creation, development, and cleaning.
The results shown in Table 14 were obtained.
【表】【table】
【表】
に調整して流量比を変化させた。
The flow rate ratio was changed by adjusting as shown in [Table].
【表】【table】
【表】
に調整して流量比を変化させた。
The flow rate ratio was changed by adjusting as shown in [Table].
【表】【table】
【表】
に調整して流量比を変化させた。
[Table] The flow rate ratio was changed by adjusting.
【表】【table】
【表】
に調整して流量比を変化させた。
[Table] The flow rate ratio was changed by adjusting.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】
◎:非常に良好 ○:良好 △:実用に充分耐える
×:画像欠陥を生ずる
[Table] ◎: Very good ○: Good △: Sufficient for practical use ×: Image defects occur
【表】
◎:非常に良好 ○:良好 △:実用に充分耐える
×:画像欠陥を生ずる
[Table] ◎: Very good ○: Good △: Sufficient for practical use ×: Image defects occur
【表】
◎:非常に良好 ○:良好 △:実用に充分耐える
×:画像欠陥を生ずる
[Table] ◎: Very good ○: Good △: Sufficient for practical use
×: Image defects occur.
【表】
以上の本発明の実施例に於ける層作成条件を以
下に示す。
基体温度:ゲルマニウム原子(Ge)含有層
…約200℃
ゲルマニウム原子(Ge)非含有層
…約250℃
放電周波数:13.56MHz
反応時反応室内圧:0.3Torr[Table] The layer forming conditions in the above examples of the present invention are shown below. Substrate temperature: Germanium atom (Ge)-containing layer: approx. 200℃ Germanium atom (Ge)-free layer: approx. 250℃ Discharge frequency: 13.56MHz Reaction chamber pressure during reaction: 0.3Torr
第1図は、本発明の光導部材の層構成を説明す
る為の模式的層構成図、第2図乃至第10図は、
夫々、第一の層()中のゲルマニウム原子の分
布状態を説明する為の説明図、第11図は炭素原
子が含有される層領域の構成図、第12図乃至第
15図は、夫々、第一の層()中の炭素原子の
分布状態を説明するための説明図、第16図は、
本発明で使用された装置の模式的説明図、第17
図、第18図は夫々本発明の実施例における各原
子の含有分布濃度状態を示す分布状態図である。
100…光導電部材、101…支持体、102
…第一の層()、103…第二の層()、10
4…光受容層。
FIG. 1 is a schematic layer configuration diagram for explaining the layer configuration of the light guide member of the present invention, and FIGS. 2 to 10 are
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the distribution state of germanium atoms in the first layer (), FIG. 11 is a configuration diagram of a layer region containing carbon atoms, and FIGS. 12 to 15 are, respectively, FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining the distribution state of carbon atoms in the first layer ().
Schematic explanatory diagram of the device used in the present invention, No. 17
18 are distribution state diagrams showing the content distribution concentration state of each atom in the example of the present invention. 100...Photoconductive member, 101...Support, 102
...First layer (), 103...Second layer (), 10
4...Photoreceptive layer.
Claims (1)
して1〜10×105原子ppmのゲルマニウム原子を
含む非晶質材料で構成された層厚30Å〜50μの第
一の層領域(G)および該第一の層領域(G)上に設けら
れ、シリコン原子を母体とする(ゲルマニウム原
子を含まない)非晶質材料で構成された層厚0.5
〜90μの第二の層領域(S)を有する層厚1〜
100μの光導電性を示す第一の層、ならびに該第
一の層上に設けられ、シリコン原子と窒素原子と
を含む非晶質材料で構成され、窒素原子の含有量
が1×10-3〜60原子%であつて、層厚0.003〜30μ
の第二の層からなる光受容層と、で構成された電
子写真用光導電部材であつて、 前記第一の層は、炭素原子を含有するとともに
前記支持体側から順にその層厚方向における炭素
原子の分布濃度がそれぞれC(1),C(3),C(2)とさ
れた層厚0.003〜100μの第1の領域1、層厚0.003
〜80μの第3の領域3、層厚0.003〜100μの第2の
領域2を有するとともに、前記C(1),C(3),C(2)
がC(3)>C(1)、C(3)>C(2)で、かつC(1),C(2)の
少なくとも一方は0でないか、またはC(1),C(2)
が異なることを特徴とする電子写真用光導電部
材。 2 前記第一の層領域(G)および前記第二の層領域
(S)の少なくともいずれか一方に水素原子が含
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。 3 前記第一の層領域(G)および前記第二の層領域
(S)の少なくともいずれか一方にハロゲン原子
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。 4 前記第一の層領域(G)中におけるゲルマニウム
原子の分布状態が不均一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。 5 前記第一の層領域(G)中におけるゲルマニウム
原子の分布状態が均一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。 6 前記第一の層領域(G)中に伝導性を支配する物
質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。 7 前記伝導性を支配する物質が周期律表第族
に属する原子である特許請求の範囲第6項に記載
の電子写真用光導電部材。 8 前記伝導性を支配する物質が周期律表第族
に属する原子である特許請求の範囲第6項に記載
の電子写真用光導電部材。[Scope of Claims] 1. A support for a photoconductive member for electrophotography, and an amorphous material provided on the support and containing germanium atoms in an amount of 1 to 10 x 10 5 atomic ppm based on the sum of silicon atoms. A first layer region (G) with a layer thickness of 30 Å to 50 μ made of a material and an amorphous material provided on the first layer region (G) and having silicon atoms as a matrix (does not contain germanium atoms) Layer thickness 0.5 made up of material
Layer thickness 1~ with second layer area (S) of ~90μ
A first layer exhibiting photoconductivity of 100μ, and an amorphous material provided on the first layer containing silicon atoms and nitrogen atoms, with a nitrogen atom content of 1×10 -3 ~60 atomic%, layer thickness 0.003~30μ
a photoconductive layer for electrophotography, wherein the first layer contains carbon atoms and carbon atoms in the layer thickness direction from the support side. A first region 1 with a layer thickness of 0.003 to 100μ, where the distribution concentration of atoms is C(1), C(3), and C(2), respectively, and a layer thickness of 0.003
It has a third region 3 with a thickness of ~80μ and a second region 2 with a layer thickness of 0.003 to 100μ, and has the above-mentioned C(1), C(3), C(2).
is C(3)>C(1), C(3)>C(2), and at least one of C(1), C(2) is not 0, or C(1), C(2)
A photoconductive member for electrophotography, characterized in that: 2. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein at least one of the first layer region (G) and the second layer region (S) contains hydrogen atoms. 3. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein at least one of the first layer region (G) and the second layer region (S) contains a halogen atom. 4. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the distribution state of germanium atoms in the first layer region (G) is non-uniform. 5. Claim 1, wherein the distribution state of germanium atoms in the first layer region (G) is uniform.
A photoconductive member for electrophotography as described in 1. 6. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the first layer region (G) contains a substance that controls conductivity. 7. The photoconductive member for electrophotography according to claim 6, wherein the substance controlling the conductivity is an atom belonging to Group 3 of the periodic table. 8. The photoconductive member for electrophotography according to claim 6, wherein the substance controlling the conductivity is an atom belonging to Group 3 of the periodic table.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58245312A JPS60140255A (en) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | Photoconductive material for electrophotography |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58245312A JPS60140255A (en) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | Photoconductive material for electrophotography |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60140255A JPS60140255A (en) | 1985-07-25 |
| JPH0211897B2 true JPH0211897B2 (en) | 1990-03-16 |
Family
ID=17131796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58245312A Granted JPS60140255A (en) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | Photoconductive material for electrophotography |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60140255A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4737429A (en) * | 1986-06-26 | 1988-04-12 | Xerox Corporation | Layered amorphous silicon imaging members |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP58245312A patent/JPS60140255A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60140255A (en) | 1985-07-25 |