JPH0220982B2 - - Google Patents

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JPH0220982B2
JPH0220982B2 JP58170381A JP17038183A JPH0220982B2 JP H0220982 B2 JPH0220982 B2 JP H0220982B2 JP 58170381 A JP58170381 A JP 58170381A JP 17038183 A JP17038183 A JP 17038183A JP H0220982 B2 JPH0220982 B2 JP H0220982B2
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JP
Japan
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layer region
atoms
region
photoconductive member
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Keishi Saito
Yukihiko Oonuki
Shigeru Oono
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Canon Inc
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Publication date
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Priority to US06/648,267 priority patent/US4600671A/en
Priority to DE19843433473 priority patent/DE3433473A1/en
Publication of JPS6060651A publication Critical patent/JPS6060651A/en
Publication of JPH0220982B2 publication Critical patent/JPH0220982B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

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

Description

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

本発明は、光(ここでは広義の光で、紫外光
線、可視光線、赤外光線、X線、γ線等を示す)
の様な電磁波に感受性のある電子写真用光導電部
材に関する。 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
電材料にアモルフアスシリコン(以後、a−Siと
表記す)があり、例えば、独国公開第2746967号
公報、同第2855718号公報には電子写真用像形成
部材として、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計る必要がある
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計ろうとす
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
部材は長時間繰り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
ゴースト現象が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。 従つてa−Si材料そのものの特性改良が計られ
る一方で電子写真用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。 本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、a
−Siに就て電子写真用像形成部材に使用される光
導電部材としての適用性とその応用性という観点
から総括的に鋭意研究検討を続けた結果、シリコ
ン原子を母体とする非晶質材料、殊にシリコン原
子を母体とし、水素原子(H)又はハロゲン原子
(X)のいずれか一方を少なくとも含有するアモ
ルフアス材料、所謂水素化アモルフアスシリコ
ン、ハロゲン化アモルフアスシリコン、或いはハ
ロゲン含有水素化アモルフアスシリコン〔以後こ
れ等の総称的表記として「a−Si(H,X)」を使
用する〕から構成され、光導電性を示す光受容層
を有する光導電部材の層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基いている。 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
ど観測されない電子写真用光導電部材(以下「光
導電部材」と称する。)を提供することを主たる
目的とする。 本発明の別の目的は、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
れると共に干渉阻止に優れ、且つ光応答の速い光
導電部材を提供することである。 本発明の他の目的は、電子写真用の像形成部材
として適用させた場合、通常の電子写真法が極め
て有効に適用され得る程度に、静電像形成の為の
帯電処理の際の電荷保持能が充分ある光導電部材
を提供することである。 本発明の更に他の目的は、濃度が高く、ハーフ
トーンが鮮明に出て且つ解像度の高い、高品質画
像を得る事が容易に出来る電子写真用の光導電部
材を提供することである。 本発明の更にもう1つの目的は、高光感度性、
高SN比特性を有する光導電部材を提供すること
でもある。 本発明の光導電部材は、光導電部材用の支持体
と、該支持体上に、1〜10×105atomic 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の層領域(G)と、シリコン原子
を含む(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の層領域(S)とが
前記支持体側より順に設けられた層構成の層厚1
〜100μの光導電性を示す光受容層とから成り、
該光受容層は、0.001〜50atomic%の窒素原子を
含有する層領域(N)を有し、該層領域(N)に
於ける窒素原子の層厚方向の分布濃度線が、光受
容層の上部端面方向に滑らかに連続して増大し、
窒素原子の分布濃度の最大値が500atomic ppm
以上とされる領域を有する事を特徴とする。 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、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。 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、且つ干渉阻止に優れ、光応答が速
い。 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に模式的に示した模
式的構成図である。 第1図に示す光導電部材100は、光導電部材
用としての支持体101の上に、光受容層102
を有し、該光受容層102は自由表面105を一
方の端面に有している。 光受容層102は、支持体101側よりa−
Ge(Si,H,X)で構成された第1の層領域
(G)103、a−Si(H,X)で構成され、光導
電性を有する第2の層領域(S)104とが順に
積層された層構造を有する。 第1の層領域(G)103中に含有されるゲル
マニウム原子は、該第1の層領域(G)103中
に万偏無く均一に分布する様に含有されても良い
し、或いは、層厚方向には万偏無く含有されては
いるが分布濃度は不均一であつても良い。而乍ら
いずれの場合にも支持体の表面と平行な面内方向
に於いては、均一な分布で万偏無く含有されるの
が面内方向に於ける特性の均一化を計る点からも
必要である。殊に、光受容層102の層厚方向に
は万偏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10
2の表面105側)の方に対して前記支持体10
1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1の
層領域(G)103中に含有される。 本発明の光導電部材においては、前記した様に
第1の層領域(G)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、支持体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1の層領域(G)上に設
けられる第2の層領域(S)中には、ゲルマニウ
ム原子は含有されておらず、この様な層構造に光
受容層を形成することによつて、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
波長の光に対して光感度が優れている光導電部材
とし得るものである。 又、好ましい実施態様例の1つに於いては、第
1の層領域(G)中に於けるゲルマニウム原子の
分布状態は全層領域にゲルマニウム原子が連続的
に万偏無く分布し、ゲルマニウム原子の層厚方向
の分布濃度Cが支持体側より第2の層領域(S)
に向つて減少する変化が与えられているので、第
1の層領域(G)と第2の層領域(S)との間に
於ける親和性に優れ、且つ後述する様に、支持体
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、半導体レーザ等を
使用した場合の、第2の層領域(S)では殆んど
吸収し切れない長波長側の光を第1の層領域
(G)に於いて、実質的に完全に吸収することが
出来、支持体面からの反射による干渉を防止する
ことが出来る。 又、本発明の光導電部材に於いては、第1の層
領域(G)中にシリコン原子を含有させる場合に
は、該第1の層領域(G)と第2の層領域(S)
とを構成する非晶質材料の夫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、積層界面
に於いて化学的な安定性の確保が充分成されてい
る。 第2図乃至第10図には、本発明における光導
電部材の第1の層領域(G)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、横軸はゲルマニ
ウム原子の分布濃度Cを、縦軸は、第1の層領域
(G)の層厚を示し、tBは支持体側の第1の層領
域(G)の端面の位置を、tTは支持体側とは反対
側の第1の層領域(G)の端面の位置を示す。即
ち、ゲルマニウム原子の含有される第1の層領域
(G)はtB側よりtT側に向つて層形成がなされる。 第2図には、第1の層領域(G)中に含有され
るゲルマニウム原子の層厚方向の分布状態の第1
の典型例が示される。 第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1の層領域(G)が形成される表面
と該第1の層領域(G)の表面とが接する界面位
置tBより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ゲルマニ
ウム原子が形成される第1の層領域(G)に含有
され、位置t1よりは濃度C2より界面位置tTに至る
まで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、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、位置tBより位置t2まではゲ
ルマニウム原子の分布濃度Cは濃度C6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、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、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とされる。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、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、位置tBより位置tT
に至るまで、ゲルマニウム原子の分布濃度Cは濃
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、位置tBより位置t5に至るま
ではゲルマニウム原子の分布濃度C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、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
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
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1の層領
域(G)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側においては、前記分布濃度Cは支持体側に
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1の層領域(G)に設けら
れている場合は、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光受容層
を構成する第1の層領域(G)は、好ましくは上
記した様に支持体側の方か、又は、これとは逆に
自由表面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
5μ以内に設けられるのが望ましいものである。 本発明においては、上記局在領域(A)は、界
面位置tBより5μ厚までの全層領域(LT)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、形成される光受容層に要
求される特性に従つて適宜決められる。 局在領域(A)はその中に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1000atomic ppm以
上、より好適には5000atomic ppm以上、最適に
は1×104atomic 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
含有される層領域(G)は、支持体側からの層厚
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1の層領域(G)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1〜10×105atomic ppm、より
好ましくは100〜9.5×105atomic ppm、最適には
500〜8×105atomic ppmとされるのが望まし
い。 本発明に於いて第1の層領域(G)と第2の層
領域(S)との層厚は、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1の層領域(G)の層厚
TBは、好ましくは、30Å〜50μ、より好ましくは
40Å〜40μ、最適には50Å〜30μとされるのが望
ましい。 又、第2の層領域(S)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1の層領域(G)の層厚TBと第2の層領域
(S)の層厚Tの和(TB+T)としては、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)の数値範囲としては、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例に於いては、
上記の層厚TB及び層厚Tとしては、好ましくは
TB/T≦1なる関係を満足する際に、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1の層領域(G)中に含有
されるゲルマニウム原子の含有量が1×
105atomic ppm以上の場合には、第1の層領域
(G)の層厚TBとしては、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。 本発明において、必要に応じて光受容層を構成
する第1の層領域(G)又は/及び第2の層領域
(S)中に含有されるハロゲン原子(X)として
は、具体的にはフツ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙
げられ、殊にフツ素、塩素を好適なものとして挙
げることが出来る。 本発明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、支持体と光受容層との間の
密着性の改良を図る目的の為に、光受容層中に
は、窒素原子が含有される層領域(N)が設けら
れる。光受容層中に含有される窒素原子は、光受
容層の全層領域に万偏なく含有されても良いし、
或いは、光受容層の一部の層領域のみに含有させ
て偏在させても良い。 本発明に於いて、層領域(N)に於ける窒素原
子の分布状態は分布濃度C(N)が、支持体の表
面と平行な面内方向に於いては、均一であつて
も、第2図乃至第10図を用いて説明したゲルマ
ニウム原子の分布状態と同様に分布濃度C(N)
が層厚方向には不均一である。 第11図乃至第16図には、光受容層全体とし
ての窒素原子の分布状態の典型的例が示される。
これ等の図に於いて横軸は窒素原子の層厚方向の
分布濃度C(N)を、縦軸は光導電性を示す光受
容層の層厚を示し、tBは支持体側の光受容層の端
面(下部端面)の位置を、tTは支持体側とは反対
側の光受容層の端面(上部端面)の位置を夫々示
す。詰り、光受容層はtB側よりtT側に向つて層形
成される。 第11図に示した例では、位置tBから位置t9
での層領域には窒素原子は含有されず、位置t9
ら光受容層の自由表面位置tTの層領域に於いてt9
側よりtT側に向つて次第に窒素原子の分布濃度C
(N)が増加し、tTに至つて窒素原子の分布濃度
C(N)は濃度C21に至る。 第12図に示した例では、位置tBから自由表面
tTまでの光受容層の全層領域に窒素原子が含有さ
れており、分布濃度C(N)はtBで零で、それよ
り徐々に滑らかに単調的にtTまで増加し、tTに至
つて濃度C22となつている。 第13図に示した例では、位置tBからt10までの
層領域では窒素原子の分布濃度C(N)は零から
C23まで単調的に増加し、位置t10からtTまでの層
領域に於いては窒素原子の分布濃度C(N)は濃
度C23で一定である。 第14図に示した例では、位置tBからt11までの
層領域に於いては窒素原子の分布濃度C(N)が
C24からC25にゆるやかに減少し、位置t11からt12
までの層領域では分布濃度C(N)は濃度C25で一
定で位置t12からtTまでの層領域では窒素原子の分
布濃度C(N)がC25からC26に至るまで連続的に
増加している。 第15図に示した例では、窒素原子の含有され
る層領域(N)を2つ有する場合が示される。即
ち、位置tBからt13までの層領域に於いては窒素原
子の分布濃度C(N)はC27から零まで減少し、位
置t13からt14までの層領域には窒素原子は含まれ
ておらず、位置t14からtTまでの層領域に於いては
分布濃度C(N)が零からC28に単調的に増加して
いる。 第16図の例の場合には、位置tBからt15までの
層領域に於いては、窒素原子の分布濃度C(N)
がC29と一定であり、位置t15からtTまでの層領域
に於いては、初め徐々にゆつくり増加し、その後
急峻に増してtTでC30に至つている。 本発明に於いて、光受容層に設けられる窒素原
子の含有されている層領域(N)は、光感度と暗
抵抗の向上を主たる目的とする場合には、光受容
層の全層領域を占める様に設けられ、光受容層の
自由表面からの電荷の注入を防止するためには、
自由表面近傍に設けられ、支持体と光受容層との
間の密着性の強化を図るのを主たる目的とする場
合には、光受容層の支持体側端部層領域(E)を
占める様に設けられる。 上記の第一の場合、層領域(N)中に含有され
る窒素原子の含有量は、高光感度を維持する為に
比較的少なくされ、2番目の場合、光受容層の自
由表面からの電荷の注入を防ぐために表面近傍に
多くされ、第3の場合には、支持体との密着性の
強化を確実に図る為に比較的多くされるのが望ま
しい。 又、上記三者を同時に達成する目的の為には、
支持体側に於いて比較的高濃度に分布され、光受
容層の中央に於いて比較的低濃度に分布させ光受
容層の自由表面側の表面層領域には、窒素原子を
多くした様な酸素原子の分布状態を層領域(O)
中に形成すれば良い。 本発明に於いて、光受容層に設けられる層領域
(N)に含有される窒素原子の含有量は、層領域
(N)自体に要求される特性、或いは該層領域
(N)が支持体に直に接触して設けられる場合に
は、該支持体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(N)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、窒素原子の含有量が適宜選択
される。 層領域(N)中に含有される窒素原子の量は、
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、好ましくは、
0.001〜50atomic%、より好ましくは0.002〜
40atomic%、最適には0.003〜30atomic%とされ
るのが望ましい。 本発明に於いて、層領域(N)が光受容層の全
域を占めるか、或いは、光受容層の全域を占めな
くとも、層領域(N)の層厚TOの光受容層の層
厚Tに占める割合が充分多い場合には、層領域
(N)に含有される窒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。 本発明の場合には、層領域(N)の層厚TO
光受容層の層厚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(N)中に含有
される窒素原子の量の上限としては、好ましくは
30atomic%以下、より好ましくは20atomic%以
下、最適には10atomic%以下とされるのが望ま
しい。 本発明において、光受容層を構成する酸素原子
の含有される層領域(N)は、上記した様に支持
体側及び自由表面近傍の方に窒素原子が比較的高
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、支持体と光受容層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の向上を図ることが
出来る。 上記局在領域(B)は、第11図乃至第16図
に示す記号を用いて説明すれば、界面位置tBまた
は自由表面tTより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、界
面位置tBまたは自由表面tTより5μ厚までの全層領
域(LT)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窒素原子
の層厚方向の分布状態として窒素原子の分布濃度
C(N)の最大値Cnaxが、好ましくは500atomic
ppm以上、好適には800atomic ppm以上、最適
には1000atomic 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、窒素原子の含有され
る層領域(N)は、支持体側または自由表面から
の層厚で5μ以内(tBまたはtTから5μ厚の層領域)
に分布濃度C(N)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、a−Ge(Si,H,X)で構成
される第1の層領域(G)を形成するには例えば
グロー放電法、スパツタリング法、或いはイオン
プレーテイング法等の放電現象を利用する真空堆
積法によつて成される。例えば、グロー放電法に
よつて、a−Ge(Si,H,X)で構成される第1
の層領域(G)を形成するには、基本的にはゲル
マニウム原子(Ge)を供給し得るGe供給用の原
料ガスと、必要に応じて、シリコン原子(Si)を
供給し得るSi供給用の原料ガス、水素原子(H)
導入用の原料ガス又は/及びハロゲン原子(X)
導入用の原料ガスを、内部が減圧にし得る堆積室
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)から成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、スパツタリング法で
形成する場合には、例えばAr,He等の不活性ガ
ス又はこれ等のガスをベースとした混合ガスの雰
囲気中でSiで構成されたターゲツト、或いは、該
ターゲツトとGeで構成されたターゲツトの二枚
を使用して、又はSiとGe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Ge供給用の原料ガスを、又、
必要に応じて水素原子(H)又は/及びハロゲン
原子(X)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成される。ゲルマニウム原子
の分布を不均一にする場合には、例えば前記Ge
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。 本発明において使用されるSi供給用の原料ガス
と成り得る物質としては、SiH4,Si2H6,Si3H8
Si4H10等のガス状態の又はガス化し得る水素化硅
素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙
げられ、殊に、層作成作業時の取扱い易さ、Si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。 Ge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、Ge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SiF4,Si2F6,SiCl,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、Ge供給用の原料ガ
スと共にSi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、所望の支持体上にハ
ロゲン原子を含むa−SiGeから成る第1の層領
域(G)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
1の層領域(G)を作成する場合、基本的には、
例えばSi供給用の原料ガスとなるハロゲン化硅素
とGe供給用の原料ガスとなる水素化ゲルマニウ
ムとAr,H2,He等のガス等を所定の混合比とガ
ス流量になる様にして第1の層領域(G)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、所望の支持体上に第1の層領域(G)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計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。 イオンプレーテイング法に依つてa−Ge(Si,
H,X)から成る第1の層領域(G)を形成する
には、例えば多結晶シリコン又は単結晶シリコン
と多結晶ゲルマニウム又は単結晶ゲルマニウムと
を夫々蒸発源として蒸着ボートに収容し、この蒸
発源を抵抗加熱法、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に通過させる事で行う
事が出来る。 この際、スパツタリング法、イオンプレーテイ
ング法の何れの場合にも形成される層中にハロゲ
ン原子を導入するには、前記のハロゲン化合物又
は前記のハロゲン原子を含む硅素化合物のガスを
堆積室中に導入して該ガスのプラズマ雰囲気を形
成してやれば良いものである。 又、水素原子を導入する場合には、水素原子導
入用の原料ガス、例えば、H2、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
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,GeF2,GeCI2,GeBr2,GeI2等のハロゲン
化ゲルマニウム、等々のガス状態の或いはガス化
し得る物質も有効な第1の層領域(G)形成用の
出発物質として挙げる事が出来る。 これ等の物質の中水素原子を含むハロゲン化
物、第1の層領域(G)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1の層領域(G)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Ge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
の水素化ゲルマニウムとSi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、形成される光受
容層を構成する第1の層領域(G)中に含有され
る水素原子(H)の量、又はハロゲン原子(X)
の量、又は水素原子とハロゲン原子の量の和(H
+X)は好ましくは0.01〜40atomic%、より好適
には0.05〜30atomic%、最適には0.1〜25atomic
%とされるのが望ましい。 第1の層領域(G)中に含有される水素原子
(H)又は/及びハロゲン原子(X)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
(H)、或いはハロゲン原子(X)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2の層領域(S)を形成するには、前記した
第1の層領域(G)形成用の出発物質()の中
より、Ge供給用の原料ガスとなる出発物質を除
いた出発物質〔第2の層領域(S)形成用の出発
物質()〕を使用して、第1の層領域(G)を
形成する場合と、同様の方法と条件に従つて行う
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2の層領域(S)を形成するには例え
ばグロー放電法、スパツタリング法、或いはイオ
ンプレーテイング法等の放電現象を利用する真空
堆積法によつて成される。例えば、グロー放電法
によつて、a−Si(H,X)で構成される第2の
層領域(S)を形成するには、基本的には前記し
たシリコン原子(Si)を供給し得るSi供給用の原
料ガスと共に、必要に応じて水素原子(H)導入
用の又は/及びハロゲン原子(X)導入用の原料
ガスを、内部が減圧にし得る堆積室内に導入し
て、該堆積室内にグロー放電を生起させ、予め所
定位置に設置されてある所定の支持体表面上にa
−Si(H,X)からなる層を形成させれば良い。
又、スパツタリング法で形成する場合には、例え
ばAr,He等の不活性ガス又はこれ等のガスをベ
ースとした混合ガスの雰囲気中でSiで構成された
ターゲツトをスパツタリングする際、水素原子
(H)又は/及びハロゲン原子(X)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、形成される光受容層を構成す
る第2の層領域(S)中に含有される水素原子
(H)の量、又はハロゲン原子(X)の量、又は
水素原子とハロゲン原子の量の和(H+X)は、
好ましくは、1〜40atomic%、より好適には5
〜30atomic%、最適には5〜25atomic%とされ
るのが望ましい。 本発明に於いて、光受容層に窒素原子の含有さ
れた層領域(N)を設けるには、光受容層の形成
の際に窒素原子導入用の出発物質を前記した層形
成用の出発物質と共に使用して、形成される層中
にその量を制御し乍ら含有してやれば良い。 層領域(N)を形成するのにグロー放電法を用
いる場合には、前記した光受容層形成用の出発物
質の中から所望に従つて選択されたものに窒素原
子導入用の出発物質が加えられる。その様な窒素
原子導入用の出発物質としては、少なくとも窒素
原子を構成原子とするガス状の物質又はガス化し
得る物質をガス化し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(Si)を構成原子とする原
料ガスと、窒素原子(N)を構成原子とする原料
ガスと、必要に応じて水素原子(H)又は及びハ
ロゲン原子(X)を構成原子とする原料ガスとを
所望の混合比で混合して使用するか、又は、シリ
コン原子(Si)を構成原子とする原料ガスと、窒
素原子(N)及び水素原子(H)を構成原子とす
る原料ガスとを、これも又所望の混合比で混合す
るか、或いは、シリコン原子(Si)を構成原子と
する原料ガスと、シリコン原子(Si)、窒素原子
(N)及び水素原子(H)の3つを構成原子とす
る原料ガスとを混合して使用することが出来る。 又、別には、シリコン原子(Si)と水素原子
(H)とを構成原子とする原料ガスに窒素原子
(N)を構成原子とする原料ガスを混合して使用
しても良い。 層領域(N)を形成する際に使用される窒素原
子(N)導入用の原料ガスに成り得るものとして
有効に使用される出発物質は、Nを構成原子とす
る或いはNとHとを構成原子とする例えば窒素
(N2),、アンモニア(NH3)、ヒドラジン
(H2NNH2)、アジ化水素(HN3)、アジ化アンモ
ニウム(NH4N3)等のガス状の又はガス化し得
る窒素、窒化物及びアジ化物等の窒素化合物を挙
げることが出来る。この他に、窒素原子(N)の
導入に加えて、ハロゲン原子(X)の導入も行え
るという点から、三弗化窒素(F3N)、四弗化窒
素(F4N2)等のハロゲン化窒素化合物を挙げる
ことが出来る。 本発明に於いては、層領域(N)中には窒素原
子で得られる効果を更に助長させる為に、窒素原
子に加えて、更に酸素原子を含有することが出来
る。 酸素原子を層領域(N)に導入する為の酸素原
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)五二化窒素
(N2O5)、三酸化窒素(NO3)、シリコン原子
(Si)と酸素原子(O)と水素原子(H)とを構
成原子とする、例えば、ジシロキサン
(H3SiOSiH3)、トリシロキサン
(H3SiOSiH2OSiH3)等の低級シロキサン等を挙
げることができる。 スパツタリング法によつて、窒素原子を含有す
る層領域(N)を形成するには、単結晶又は多結
晶のSiウエーハー又はSi3N4ウエーハー、又はSi
とSi3N4が混合されて含有されているウエーハー
をターゲツトとして、これ等を種々のガス雰囲気
中でスパツタリングすることによつて行えば良
い。 例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
すれば、窒素原子と必要に応じて水素原子又は/
及びハロゲン原子を導入する為の原料ガスを、必
要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツタ用の堆
積室中に導入し、これ等のガスのガスプラズマを
形成して前記Siウエーハーをスパツタリングすれ
ば良い。 又、別には、SiとSi3N4とは別々のターゲツト
として、又はSiとSi3N4の混合した一枚のターゲ
ツトを使用することによつて、スパツタ用のガス
としての稀釈ガスの雰囲気中で又は少なくとも水
素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)を構
成原子として含有するガス雰囲気中でスパツタリ
ングすることによつて成される。酸素原子導入用
の原料ガスとしては、先述したグロー放電の例で
示した原料ガスの中の酸素原子導入用の原料ガス
が、スパツタリングの場合にも有効なガスとして
使用され得る。 本発明に於いて、光受容層の形成の際に、窒素
原子の含有される層領域(N)を設ける場合、該
層領域(N)に含有される窒素原子の分布濃度C
(N)を層厚方向に変化させて、所望の層厚方向
の分布状態(depth profile)を有する層領域
(N)を形成するには、グロー放電の場合には、
分布濃度C(N)を変化させるべき窒素原子導入
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乍ら、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
漸次変化させる操作を行えば良い。このとき、例
えばマイコン等を用いて、あらかじめ設計された
変化率曲線に従つて流量を制御し、所望の含有率
曲線を得ることもできる。 層領域(N)をスパツタリング法によつて形成
する場合、窒素原子の層厚方向の分布濃度C(N)
を層厚方向で変化させて、窒素原子の層厚方向の
所望の分布状態(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、窒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SiとSi3N4との混合されたターゲツトを使
用するのであれば、SiとSi3N4との混合比を、タ
ーゲツトの層厚方向に於いて、予め変化させてお
くことによつて成される。 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1の層領域(G)又は/及び
ゲルマニウム原子の含有されない第2の層領域
(S)には、伝導特性を制御する物質(C)を含
有させることにより、該層領域(G)又は/及び
該層領域(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。 本発明に於いては、伝導特性を制御する物質
(C)の含有される層領域(PN)は、光受容層
の一部又は全層領域に設けて良い。或いは、層領
域(PN)は層領域(G)又は層領域(S)の一
部又は全層領域に設けても良い。 伝導特性を制御する物質(C)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、Si又はGe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、B(硼
素)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)、In(イ
ンジウム)、Tl(タリウム)等があり、殊に好適
に用いられるのは、B,Gaである。 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、P(燐)、As(砒
素)、Sb(アンチモン)、Bi(ビスマス)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、光受容層に含有される伝導特
性を制御する物質(C)の含有量は、該光受容層
に要求される伝導特性、或いは該光受容層に直に
接触して設けられる他の層や支持体の特性や、該
他の層や支持体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、前記の伝導特性を制御する物質を光受容層
中に含有させるのに、該光受容層の所望される層
領域に局在的に含有させる場合、殊に、光受容層
の支持体側端部層領域(E)に含有させる場合に
は、該層領域(E)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、伝導特性を制
御する物質の含有量が適宜選択される。 本発明に於いて、層領域(PN)中に含有され
る伝導特性を制御する物質(C)の含有量として
は、好ましくは、0.01〜5×104atomic ppm、よ
り好適には0.5〜1×104atomic ppm、最適には
1〜5×103atomic 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
(C)が含有される層領域(PN)に於ける該物
質(C)の含有量が好ましくは30atomic ppm以
上、より好適には50atomic ppm以上、最適には
100atomic ppm以上の場合には、前記物質(C)
は、光受容層の一部の層領域に局所的に含有させ
るのが望ましく、殊に光受容層の支持体側端部層
領域(E)に偏在する様に含有させるのが望まし
い。 上記の中、光受容層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
の伝導特性を支配する物質(C)を含有させるこ
とによつて、例えば該含有させる物質(C)が前
記のp型不純物の場合には、光受容層の自由表面
が極性に帯電処理を受けた際に支持体側から光
受容層中へ注入される電子の移動を効果的に阻止
することが出来、又、前記含有させる物質が前記
のn型不純物の場合には、光受容層の自由表面が
極性に帯電処理を受けた際に、支持体側から光
受容層中へ注入される正孔の移動を効果的に阻止
することが出来る。 この様に、前記端部層領域(E)に一方の極性
の伝導特性を支配する物質を含有させる場合に
は、光受容層の残りの層領域、即ち、前記端部層
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、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(C)の含有量と
しては、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〜
1000atomic ppm、より好適には0.05〜
500atomic ppm、最適には0.1〜200atomic ppm
とされるのが望ましい。 本発明に於いて、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、層領域(Z)に於ける含有量として
は、好ましくは、30atomic 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、光受容層中に、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、該接触領域に所
謂空乏層を設けることも出来る。詰り、例えば、
光受容層中に、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。 光受容層中に伝導特性を制御する物質(C)、
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2の層領域を形成する為の
他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、BF2,BCl2,BBr3等の
ハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、
AlCl2,GaCl2,Ga(CH33,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、PH2,P2H4等の水素化燐、PH4I,PF3
PF5,PCl3,PCl5,PBr3,PBr5,DI3等のハロゲ
ン化燐が挙げられる。この他、AsH3,AsF3
AsCl3,AsBr3,AsF5,SbH2,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。 本発明において使用される支持体としては、導
電性でも電気絶縁性であつても良い。導電性支持
体としては、例えば、NiCr、ステンレス、Al,
Cr,Mo,Au,Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pd等の
金属又はこれ等の合金が挙げられる。 電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポ
リエチレン、ポリカーボネート、セルローズ、ア
セテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド等
の合成樹脂のフイルム又はシート、ガラス、セラ
ミツク、紙等が通常使用される。これ等の電気絶
縁性支持体は、好適には少なくともその一方の表
面を導電処理され、該導電処理された表面側に他
の層が設けられるのが望ましい。 例えば、ガラスであれば、その表面にNiCr,
Al,Cr,Mo,Au,Ir,Nb,Ta,V,Ti,Pt,
Pd,In2O3,SnO2,ITO(In2O3+SnO2)等から
成る薄膜を設けることによつて導電性が付与さ
れ、或いはポリエステルフイルム等の合成樹脂フ
イルムであれば、NiCr,Al,Ag,Pb,Zn,Ni,
Au,Cr,Mo,Ir,Nb,Ta,V,Ti,Pt等の金
属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタ
リング等でその表面に設け、又は前記金属でその
表面をラミネート処理してその表面に導電性が付
与される。支持体の形状としては、円筒状、ベル
ト状、板状等任意の形状とし得、所望によつて、
その形状は決定されるが、例えば、第1図の光導
電部材100を電子写真用像形成部材として使用
するのであれば連続高速複写の場合には、無端ベ
ルト状又は円筒状とするのが望ましい。支持体の
厚さは、所望通りの光導電部材が形成される様に
適宜決定されるが、光導電部材として可撓性が要
求される場合には、支持体としての機能が充分発
揮される範囲内であれば可能な限り薄くされる。
而乍ら、この様な場合支持体の製造上及び取扱い
上、機械的強度等の点から、通常は10μ以上とさ
れる。 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17図に光導電部材の製造装置の一例を示
す。 図中の1102〜1106のガスボンベには、
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110
2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、1103はHe
で稀釈されたGeH4ガス(純度99.999%、以下
GeH4/Heを略す。)ボンベ、1104はNH3
ス(純度99.99%)ボンベ、1105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112〜1106のバルブ1122
〜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1112〜1
116、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1117〜1121を閉じる。 次にシリンダー状基体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11
02よりSiH4/Heガス、ガスボンベ1103よ
りGeH4/Heガス、ガスボンベ1104より
NH3ガスをバルブ1122,1123,112
4を開いて出口圧ゲージ1127,1128,1
129の圧を1Kg/cm2に調整し、流入バルブ11
12,1113,1114を徐々に開けて、マス
フロコントローラ1107,1108,1109
内に夫々流入させる。引き続いて流出バルブ11
17,1118,1119、補助バルブ1132
を徐々に開いて夫々のガスを反応室1101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NH3ガス流量との比が所
望の値になるように流出バルブ1117,111
8,1119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された後、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NH3ガス
の流量を手動あるいは外部駆動モータ等の方法に
よつてバルブ1118バルブ1120の開口を漸
次変化させる操作を行なつて形成される層中に含
有させるゲルマニウム原子及び窒素原子の分布濃
度を制御する。 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1の層領域
(G)を形成する。所望層厚に第1の層領域(G)
が形成された段階に於いて、流出バルブ1118
を完全に閉じること、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1の層領域
(G)上にゲルマニウム原子の実質的に含有され
ない第2の層領域(S)を形成することが出来
る。 第1の層領域(G)および第2の層領域(S)
中に、伝導性を支配する物質(C)を含有させる
には、第1の層領域(G)および第2の層領域
(S)の形成の際に例えばB2H6,PH3等のガスを
堆積室1101の中に導入するガスに加えてやれ
ば良い。 層形成を行つている間は層形成の均一化を図る
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17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.11−1〜17−3)
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18図に、又、窒素原子の含有分布濃度は
第19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0.3sec間コロナ帯電を行い、
直ちに光像を照射した。光像はタングステンラン
プ光源を用い、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)を像形成部材表面にカスケード
することによつて、像形成部材表面上に良好なト
ナー画像を得た。像形成部材上のトナー画像を、
5.0KVのコロナ帯電で転写紙上に転写した所、
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、光源を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、上記と同
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.21−1〜27−3)
を夫々作成した(第4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18図に、又、窒素原子の含有分布濃度は
第19図に示される。 これ等の試料の夫々に就て、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。又、各試料に
就て38℃、80%RHの環境に就いて20万回の繰返
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。
The present invention relates to light (here, light in a broad sense, including ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, X-rays, γ-rays, etc.)
The present invention relates to photoconductive members for electrophotography that are sensitive to electromagnetic waves such as. As a photoconductive material for forming a photoconductive layer in a solid-state imaging device, an electrophotographic image forming member in the image forming field, or a document reading device, it is highly sensitive,
Must have a high signal-to-noise ratio [photocurrent (Ip)/dark current (Id)], have absorption spectral characteristics that match the spectral characteristics of the irradiated electromagnetic waves, have fast photoresponsiveness, and have the desired dark resistance value. At times, solid-state imaging devices are required to have characteristics such as being non-polluting to the human body and being able to easily process afterimages within a predetermined time.
Particularly in the case of an electrophotographic image forming member incorporated into an electrophotographic apparatus used in an office as a business machine, the above-mentioned non-polluting property during use is an important point. Based on these points, amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) is a photoconductive material that has recently attracted attention. As an image forming member for electrophotography, application to a photoelectric conversion/reading device is described in DE 2933411. However, conventional photoconductive members having photoconductive layers composed of a-Si have poor electrical, optical, and photoconductive properties such as dark resistance, photosensitivity, and photoresponsiveness, as well as moisture resistance. The reality is that there are points that can be further improved in terms of usage environment characteristics and stability over time, and it is necessary to improve overall characteristics. For example, when applied to an electrophotographic image forming member, when trying to achieve high photosensitivity and high dark resistance at the same time, in the past, it was often observed that residual potential remained during use. When a conductive member is used repeatedly for a long period of time, fatigue accumulates due to repeated use, resulting in the so-called ghost phenomenon that causes afterimages, or when used repeatedly at high speeds, responsiveness gradually decreases. There were many cases where spots appeared. Furthermore, a-Si has a relatively smaller absorption coefficient in the long wavelength region than in the short wavelength region of the visible light region, which makes it difficult to match with semiconductor lasers currently in practical use. However, when a commonly used halogen lamp or fluorescent lamp is used as a light source, there is still room for improvement in that the light on the longer wavelength side cannot be used effectively. In addition, if the irradiated light is not absorbed sufficiently in the photoconductive layer and the amount of light that reaches the support increases, the support itself will absorb the light that passes through the photoconductive layer. When the reflectance is high, interference due to multiple reflections occurs within the photoconductive layer, which is one of the causes of "blurring" of images. This effect becomes greater as the irradiation spot is made smaller in order to increase the resolution, and is a major problem especially when a semiconductor laser is used as the light source. Therefore, while efforts are being made to improve the properties of the a-Si material itself, when designing photoconductive members for electrophotography,
It is necessary to devise ways to solve all of the problems mentioned above. The present invention has been made in view of the above points, and includes a
-As a result of extensive research and study on Si from the viewpoint of its applicability and applicability as a photoconductive member used in electrophotographic image forming members, we have discovered that Si is an amorphous material whose matrix is silicon atoms. , in particular, an amorphous material having a silicon atom as its base material and containing at least either a hydrogen atom (H) or a halogen atom (X), so-called hydrogenated amorphous silicon, halogenated amorphous silicon, or halogen-containing hydrogenated amorphous material. The layer structure of a photoconductive member made of a-Si (hereinafter referred to as "a-Si (H, The photoconductive members designed and manufactured under such specific specifications not only show extremely superior properties in practical use, but also surpass in every respect when compared with conventional photoconductive members. This is based on the discovery that it has extremely excellent properties as a photoconductive member for electrophotography, and that it has excellent absorption spectrum properties on the long wavelength side. The present invention has stable electrical, optical, and photoconductive properties at all times, is suitable for all environments with almost no restrictions on usage environments, and has excellent photosensitivity on the long wavelength side and is extremely resistant to light fatigue. The main object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography (hereinafter referred to as "photoconductive member") which is long-lasting, does not cause any deterioration phenomenon even after repeated use, and has no or almost no residual potential observed. Another object of the present invention is to provide a photoconductive member that has high photosensitivity in the entire visible light range, is particularly good in matching with semiconductor lasers, has excellent interference prevention, and has a fast photoresponse. Another object of the present invention is to maintain charge retention during charging processing for electrostatic image formation to such an extent that ordinary electrophotography can be applied very effectively when applied as an image forming member for electrophotography. It is an object of the present invention to provide a photoconductive member having sufficient performance. Still another object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography that can easily produce high-quality images with high density, clear halftones, and high resolution. Yet another object of the present invention is high photosensitivity,
Another object of the present invention is to provide a photoconductive member having high signal-to-noise ratio characteristics. The photoconductive member of the present invention includes a support for the photoconductive member, and a layer having a thickness of 30 Å to 50 μ and made of an amorphous material containing germanium atoms in an amount of 1 to 10×10 5 atomic ppm on the support. A layer structure in which a layer region (G) and a layer region (S) with a layer thickness of 0.5 to 90 μ made of an amorphous material containing silicon atoms (not containing germanium atoms) are provided in order from the support side. Layer thickness 1
It consists of a photoreceptive layer that exhibits photoconductivity of ~100μ,
The photoreceptive layer has a layer region (N) containing 0.001 to 50 atomic% of nitrogen atoms, and the distribution concentration line of nitrogen atoms in the layer region (N) in the layer thickness direction is the same as that of the photoreceptor layer. It increases smoothly and continuously in the direction of the upper end surface,
The maximum distribution concentration of nitrogen atoms is 500 atomic ppm
It is characterized by having the above area. The photoconductive member of the present invention designed to have the above-mentioned layer structure can solve all of the problems described above, and has extremely excellent electrical, optical, and photoconductive properties. Indicates pressure resistance and usage environment characteristics. In particular, when applied as an electrophotographic image forming member, there is no influence of residual potential on image formation, its electrical properties are stable, it is highly sensitive, and it is highly sensitive.
It has a high signal-to-noise ratio, has excellent light fatigue resistance and repeated use characteristics, and can stably and repeatedly produce high-quality images with high density, clear halftones, and high resolution. Furthermore, the photoconductive member of the present invention has high photosensitivity in the entire visible light range, is particularly excellent in matching with semiconductor lasers, is excellent in interference prevention, and has a fast optical response. Hereinafter, the photoconductive member of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically shown to explain the layer configuration of a photoconductive member according to a first embodiment of the present invention. The photoconductive member 100 shown in FIG.
The photoreceptive layer 102 has a free surface 105 on one end surface. The light-receiving layer 102 is a-
A first layer region (G) 103 composed of Ge (Si, H, X) and a second layer region (S) 104 composed of a-Si (H, X) and having photoconductivity. It has a layered structure laminated in sequence. The germanium atoms contained in the first layer region (G) 103 may be contained so as to be uniformly distributed in the first layer region (G) 103, or the germanium atoms may be contained in the first layer region (G) 103 so as to be uniformly distributed, or Although it is contained evenly in the direction, the distribution concentration may be non-uniform. However, in any case, in the in-plane direction parallel to the surface of the support, it is important to ensure that the content is uniform and evenly distributed in order to make the properties uniform in the in-plane direction. is necessary. In particular, it is evenly contained in the layer thickness direction of the light-receiving layer 102 and the support 101
(the side opposite to the side where the photoreceptive layer 10 is provided)
2) toward the support 10 (surface 105 side of
Either make it so that it is more distributed on the 1st side, or
Alternatively, it is contained in the first layer region (G) 103 so as to have the opposite distribution state. In the photoconductive member of the present invention, as described above, the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region (G) is as described above in the layer thickness direction, and the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region (G) is as described above. It is desirable that the distribution be uniform in the in-plane direction parallel to the surface of the . In the present invention, germanium atoms are not contained in the second layer region (S) provided on the first layer region (G), and a light-receiving layer is not provided in such a layer structure. By forming such a photoconductive member, it is possible to obtain a photoconductive member that has excellent photosensitivity to light of all wavelengths from relatively short wavelengths to relatively long wavelengths, including the visible light region. Further, in one of the preferred embodiments, the distribution state of germanium atoms in the first layer region (G) is such that germanium atoms are continuously and evenly distributed in the entire layer region, and germanium atoms The distribution concentration C in the layer thickness direction is from the support side to the second layer region (S)
Since a change is given that decreases toward By extremely increasing the distribution concentration C of germanium atoms in the second layer region (S), when a semiconductor laser or the like is used, light on the long wavelength side, which is almost completely absorbed in the second layer region (S), can be absorbed into the second layer region (S). In the first layer region (G), substantially complete absorption can be achieved, and interference due to reflection from the support surface can be prevented. In addition, in the photoconductive member of the present invention, when silicon atoms are contained in the first layer region (G), the first layer region (G) and the second layer region (S)
Since each of the amorphous materials constituting the two has a common constituent element of silicon atoms, chemical stability is sufficiently ensured at the laminated interface. 2 to 10 show typical examples in which the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region (G) of the photoconductive member in the present invention is non-uniform in the layer thickness direction. It will be done. 2 to 10, the horizontal axis represents the distribution concentration C of germanium atoms, the vertical axis represents the layer thickness of the first layer region (G), and t B represents the first layer region (G) on the support side. t T indicates the position of the end surface of the first layer region (G) on the side opposite to the support side. That is, in the first layer region (G) containing germanium atoms, layers are formed from the t B side toward the t T side. FIG. 2 shows the first distribution state of germanium atoms contained in the first layer region (G) in the layer thickness direction.
A typical example is shown. In the example shown in FIG. 2, from the interface position t B where the surface where the first layer region (G) containing germanium atoms is formed and the surface of the first layer region (G) contact, t 1 Up to the position t1, the distribution concentration C of germanium atoms takes a constant value C1 and is contained in the first layer region (G) in which germanium atoms are formed, and from the position t1 the concentration C2 decreases to the interface. It is gradually and continuously decreased until reaching position tT . Interface position t T
The distribution concentration C of germanium atoms is C 3
It is said that In the example shown in FIG. 3, the distribution concentration C of the contained germanium atoms is from the position t B to the position t T
A distribution state is formed in which the concentration gradually and continuously decreases from C 4 until reaching C 5 at position t T . In the case of Fig. 4, the distribution concentration C of germanium atoms is constant at a concentration C6 from position t B to position t 2 , and gradually and continuously between position t 2 and position t T. At position t T , the distribution concentration C
is substantially zero (substantially zero here means less than the detection limit amount). In the case of Fig. 5, the distribution concentration C of germanium atoms is gradually decreased continuously from the concentration C 8 from position t B to position t T , and becomes substantially zero at position t T. . In the example shown in FIG. 6, the distribution concentration C of germanium atoms between position t B and position t 3 is as follows:
The concentration C is a constant value of 9 , and at the position t T the concentration
It is said to be C 10 . Between the position t 3 and the position t T , the distribution concentration C is linearly decreased from the position t 3 to the position t T . In the example shown in FIG. 7, the distribution concentration C takes a constant value of concentration C 11 from position t B to position t 4 ,
From position t4 to position tT , the distribution state is such that the concentration decreases linearly from C12 to C13 . In the example shown in FIG. 8, from position t B to position t T
Up to , the distribution concentration C of germanium atoms decreases linearly from the concentration C 14 to substantially zero. In FIG. 9, the distribution concentration C of germanium atoms from position t B to position t 5 is the concentration C 15
The concentration C is linearly decreased to 16 , and the position t 5
An example is shown in which the concentration C 16 is kept at a constant value between and the position t T . In the example shown in FIG. 10, the distribution concentration C of germanium atoms is a concentration C 17 at the position t B , and is gradually decreased from this concentration C 17 until reaching the position t 6 , and then at t 6 . Near the position, the concentration decreases rapidly to a concentration C18 at position t6 . Between position t 6 and position t 7 , the concentration is decreased rapidly at first, then slowly and gradually decreased to reach C 19 at position t 7 , and then between position t 7 and position t 8 Then, it is gradually decreased very slowly to reach the concentration C 20 at position t 8 . Between position t8 and position tT , the concentration is reduced from C20 to substantially zero according to a curve shaped as shown in the figure. As described above with reference to FIGS. 2 to 10, some typical examples of the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region (G) in the layer thickness direction, in the present invention, On the support side, there is a part where the distribution concentration C of germanium atoms is high, and on the interface tT side, the distribution state of germanium atoms has a part where the distribution concentration C is considerably lower than that on the support side. A case in which it is provided in the layer region (G) is cited as one of the preferred examples. The first layer region (G) constituting the photoreceptive layer constituting the photoconductive member in the present invention is preferably on the support side as described above, or on the contrary, on the free surface side. On the other hand, it is desirable to have a localized region (A) containing germanium atoms at a relatively high concentration. For example, if the localized region (A) is explained using the symbols shown in FIGS. 2 to 10, the localized region ( A) is
It is desirable that the distance be within 5μ. In the present invention, the localized region (A) may be the entire layer region (L T ) up to 5μ thick from the interface position t B , or may be a part of the layer region (L T ). In some cases, it may be done. Whether the localized region (A) is a part or all of the layer region (L T ) is appropriately determined depending on the characteristics required of the photoreceptive layer to be formed. The localized region (A) has a distribution state of germanium atoms contained therein in the layer thickness direction, and the maximum distribution concentration C nax of germanium atoms is preferably 1000 atomic ppm or more with respect to the sum with silicon atoms, and more It is desirable that the layer be formed in such a manner that the concentration can be preferably distributed at 5000 atomic ppm or more, most preferably 1×10 4 atomic ppm or more. That is, in the present invention, in the layer region (G) containing germanium atoms, the maximum value C nax of the distribution concentration exists within 5 μm in layer thickness from the support side (layer region 5 μ thick from t B) . It is preferable that it be formed in a similar manner. In the present invention, the content of germanium atoms contained in the first layer region (G) may be appropriately determined as desired so as to effectively achieve the object of the present invention. preferably 1 to 10×10 5 atomic ppm, more preferably 100 to 9.5×10 5 atomic ppm, optimally
It is desirable that the content be 500 to 8×10 5 atomic ppm. In the present invention, the layer thickness of the first layer region (G) and the second layer region (S) is one of the important factors for effectively achieving the object of the present invention. Considerable care must be taken in the design of the photoconductive member to ensure that the photoconductive member has the desired properties. In the present invention, the layer thickness of the first layer region (G)
T B is preferably between 30 Å and 50 μ, more preferably
It is desirable that the thickness be 40 Å to 40 μ, most preferably 50 Å to 30 μ. Further, the layer thickness T of the second layer region (S) is preferably 0.5 to 90μ, more preferably 1 to 80μ, and optimally 2 to 50μ. The sum (T B +T) of the layer thickness T B of the first layer region (G) and the layer thickness T of the second layer region (S) is based on the characteristics required for both layer regions and the overall photoreceptive layer. It is determined as desired when designing the layers of the photoconductive member, based on the organic relationship between the required properties and the properties required. In the photoconductive member of the present invention, the above (T B
The numerical range of +T) is preferably 1 to
100μ, more preferably 1-80μ, optimally 2-50μ
It is desirable that this is done. In a more preferred embodiment of the present invention,
The above layer thickness T B and layer thickness T are preferably
When satisfying the relationship T B /T≦1, it is desirable to select appropriate numerical values for each. In selecting the numerical values of the layer thickness T B and the layer thickness T in the above case, it is more preferable that T B /T≦0.9,
Optimally, it is desirable that the values of layer thickness T B and layer thickness T be determined so that the relationship T B /T≦0.8 is satisfied. In the present invention, the content of germanium atoms contained in the first layer region (G) is 1×
In the case of 10 5 atomic ppm or more, the layer thickness T B of the first layer region (G) is desirably made quite thin, preferably 30 μ or less, more preferably 30 μ or less.
It is desirable that the thickness be 25μ or less, optimally 20μ or less. In the present invention, specifically, the halogen atoms (X) contained in the first layer region (G) and/or second layer region (S) constituting the photoreceptive layer as necessary include: Examples include fluorine, chlorine, bromine, and iodine, with fluorine and chlorine being particularly preferred. In the photoconductive member of the present invention, the photoreceptive layer contains a , a layer region (N) containing nitrogen atoms is provided. The nitrogen atoms contained in the photoreceptive layer may be evenly contained in the entire layer area of the photoreceptor layer, or
Alternatively, it may be contained and unevenly distributed only in a part of the layer region of the photoreceptive layer. In the present invention, the distribution state of nitrogen atoms in the layer region (N) is such that even if the distribution concentration C(N) is uniform in the in-plane direction parallel to the surface of the support, Similar to the distribution state of germanium atoms explained using FIGS. 2 to 10, the distribution concentration C(N)
is non-uniform in the layer thickness direction. FIGS. 11 to 16 show typical examples of the distribution of nitrogen atoms in the entire photoreceptive layer.
In these figures, the horizontal axis shows the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms in the layer thickness direction, the vertical axis shows the layer thickness of the photoreceptive layer exhibiting photoconductivity, and tB shows the photoreceptor on the support side. t T indicates the position of the end face (lower end face) of the layer, and t T indicates the position of the end face (upper end face) of the photoreceptive layer on the side opposite to the support side. The photoreceptive layer is formed from the tB side toward the tT side. In the example shown in FIG. 11, no nitrogen atoms are contained in the layer region from position tB to position t9 , and in the layer region from position t9 to free surface position tT of the photoreceptor layer t9
The distribution concentration C of nitrogen atoms gradually increases from the t side to the T side.
(N) increases and reaches t T , and the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms reaches the concentration C 21 . In the example shown in Figure 12, from position t B to the free surface
Nitrogen atoms are contained in the entire layer region of the photoreceptor layer up to t T , and the distribution concentration C(N) is zero at t B , and increases gradually and smoothly and monotonically up to t T. The concentration reaches C22 . In the example shown in Fig. 13, the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms in the layer region from position tB to t10 varies from zero to
The distribution concentration C(N) of nitrogen atoms increases monotonically up to C 23 and is constant at the concentration C 23 in the layer region from position t 10 to t T . In the example shown in Fig. 14, in the layer region from position t B to t 11 , the distribution concentration C (N) of nitrogen atoms is
Slowly decreasing from C 24 to C 25 , from position t 11 to t 12
In the layer region up to t, the distribution concentration C(N) is constant at a concentration C 25 , and in the layer region from position t 12 to t T , the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms is continuous from C 25 to C 26 . It has increased. In the example shown in FIG. 15, there are two layer regions (N) containing nitrogen atoms. That is, in the layer region from position tB to t13 , the distribution concentration C(N) of nitrogen atoms decreases from C27 to zero, and in the layer region from position t13 to t14 , nitrogen atoms are not included. In the layer region from position t14 to tT , the distribution concentration C(N) increases monotonically from zero to C28 . In the case of the example shown in FIG. 16, in the layer region from position t B to t 15 , the distribution concentration of nitrogen atoms C(N)
is constant at C 29 , and in the layer region from position t 15 to t T , it increases gradually and slowly at first, and then increases sharply and reaches C 30 at t T. In the present invention, when the main purpose of the layer region (N) containing nitrogen atoms provided in the photoreceptive layer is to improve photosensitivity and dark resistance, the entire layer region of the photoreceptive layer is In order to prevent charge injection from the free surface of the photoreceptive layer,
When it is provided near the free surface and the main purpose is to strengthen the adhesion between the support and the photoreceptive layer, it is provided so as to occupy the end layer region (E) of the photoreception layer on the side of the support. provided. In the first case above, the content of nitrogen atoms contained in the layer region (N) is relatively low in order to maintain high photosensitivity, and in the second case, the content of nitrogen atoms contained in the layer region (N) is kept relatively low in order to maintain high photosensitivity, and in the second case, the charge from the free surface of the photoreceptor layer is In the third case, it is desirable to use a relatively large amount near the surface in order to prevent the injection of particles, and in the third case, to ensure strong adhesion to the support. In addition, for the purpose of achieving the above three at the same time,
Oxygen containing a large number of nitrogen atoms is distributed at a relatively high concentration on the support side and at a relatively low concentration at the center of the photoreceptive layer. The distribution state of atoms is defined as layer region (O)
It should be formed inside. In the present invention, the content of nitrogen atoms contained in the layer region (N) provided in the photoreceptive layer depends on the characteristics required for the layer region (N) itself, or when the layer region (N) is a support. When provided in direct contact with the support, it can be appropriately selected depending on the organic relationship, such as the relationship with the properties at the contact interface with the support. In addition, when another layer region is provided in direct contact with the layer region (N), the relationship with the characteristics of the other layer region and the characteristics at the contact interface with the other layer region. The nitrogen atom content is appropriately selected with consideration given to the following. The amount of nitrogen atoms contained in the layer region (N) is
It can be determined as desired depending on the characteristics required of the photoconductive member to be formed, but preferably,
0.001~50atomic%, more preferably 0.002~
It is desirable that it be 40 atomic%, optimally 0.003 to 30 atomic%. In the present invention, whether the layer region (N) occupies the entire area of the photoreceptive layer or even if it does not occupy the entire area of the photoreceptor layer, the layer thickness of the photoreceptor layer is equal to the layer thickness T O of the layer region (N). When the proportion of T is sufficiently large, the upper limit of the content of nitrogen atoms in the layer region (N) is
It is desirable that it be sufficiently smaller than the above value. In the case of the present invention, the ratio of the layer thickness T O of the layer region (N) to the layer thickness T of the photoreceptive layer is two-fifths.
In such a case, the upper limit of the amount of nitrogen atoms contained in the layer region (N) is preferably
It is desirable that the content be 30 atomic % or less, more preferably 20 atomic % or less, and optimally 10 atomic % or less. In the present invention, the layer region (N) containing oxygen atoms constituting the photoreceptive layer is a localized region where nitrogen atoms are contained at a relatively high concentration on the support side and near the free surface, as described above. It is desirable that the photoreceptive layer has the region (B), and in this case, it is possible to further improve the adhesion between the support and the photoreceptive layer and to improve the receptive potential. The localized region (B) is desirably provided within 5 μm from the interface position t B or free surface t T , if explained using the symbols shown in FIGS. 11 to 16. In the present invention, the localized region (B) may be the entire layer region (L T ) up to 5μ thick from the interface position t B or free surface t T , or may be the layer region (L T ). Whether the localized region is a part or all of the layer region (L T ) is determined as appropriate depending on the characteristics required of the photoreceptive layer to be formed. In the localized region (B), the maximum value C nax of the distribution concentration C (N) of nitrogen atoms is preferably 500 atomic as the distribution state of the nitrogen atoms contained therein in the layer thickness direction.
It is desirable that the layer be formed in such a manner that the distribution can be such that the concentration is at least ppm, preferably at least 800 atomic ppm, most preferably at least 1000 atomic ppm. That is, in the present invention, the layer region (N) containing nitrogen atoms is within 5 μm in layer thickness from the support side or free surface (layer region 5 μ thick from t B or t T ).
It is desirable that the distribution density C(N) be formed such that the maximum value C nax exists at . In the present invention, a discharge phenomenon such as a glow discharge method, a sputtering method, or an ion plating method is used to form the first layer region (G) composed of a-Ge (Si, H, X). It is made by a vacuum deposition method. For example, by using the glow discharge method, the first
To form the layer region (G), basically, a raw material gas for Ge supply that can supply germanium atoms (Ge) and, if necessary, a raw material gas for Si supply that can supply silicon atoms (Si). raw material gas, hydrogen atoms (H)
Raw material gas or/and halogen atom (X) for introduction
A raw material gas for introduction is introduced at a desired gas pressure into a deposition chamber whose interior can be reduced in pressure, and a glow discharge is generated within the deposition chamber to cause a glow discharge to occur on the surface of a predetermined support that has been placed at a predetermined position. a-Ge(Si,H,
A layer consisting of X) may be formed. Furthermore, in order to contain germanium atoms in a non-uniform distribution state, a layer consisting of a-Ge (Si, H, X) must be formed while controlling the distribution concentration of germanium atoms according to a desired rate of change curve. Good. In addition, when forming by a sputtering method, for example, a target made of Si, or a target made of Si and Ge in an atmosphere of an inert gas such as Ar or He, or a mixed gas based on these gases. Using two of the prepared targets or a mixed target of Si and Ge, the source gas for supplying Ge diluted with a diluent gas such as He or Ar can be added as needed. ,
This is accomplished by introducing a gas for introducing hydrogen atoms (H) and/or halogen atoms (X) into a deposition chamber for sputtering as necessary to form a plasma atmosphere of a desired gas. In order to make the distribution of germanium atoms non-uniform, for example, the Ge
The target may be sputtered while controlling the gas flow rate of the raw material gas for supply according to a desired rate of change curve. Substances that can be used as raw material gas for supplying Si used in the present invention include SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 ,
Gaseous or gasifiable silicon hydride (silanes) such as Si 4 H 10 can be effectively used, especially because of its ease of handling during layer creation work and good Si supply efficiency. In this respect, SiH 4 and Si 2 H 6 are preferred. Substances that can be used as raw material gas for Ge supply include:
GeH 4 , Ge 2 H 6 , Ge 3 H 8 , Ge 4 H 10 , Ge 5 H 12 ,
Ge 6 H 14 , Ge 7 H 16 , Ge 8 H 18 , Ge 9 H 20 and other germanium hydrides in a gaseous state or that can be gasified are mentioned as those that can be effectively used, especially during layer formation work. GeH 4 , Ge 2 H 6 , and Ge 3 H 8 are preferred in terms of ease of handling, good Ge supply efficiency, and the like. Effective raw material gases for introducing halogen atoms used in the present invention include many halogen compounds, such as halogen gases, halides, interhalogen compounds, halogen-substituted silane derivatives, etc. Preferred examples include halogen compounds that can be converted into Further, a silicon hydride compound containing a halogen atom, which is in a gaseous state or can be gasified and whose constituent elements are a silicon atom and a halogen atom, can also be mentioned as an effective compound in the present invention. In the present invention, halogen compounds that can be suitably used include, specifically, halogen gases such as fluorine, chlorine, bromine, and iodine, BrF, ClF, ClF 3 ,
Examples include interhalogen compounds such as BrF 5 , BrF 3 , IF 3 , IF 7 , ICl, and IBr. Preferred examples of silicon compounds containing halogen atoms, so-called silane derivatives substituted with halogen atoms, include silicon halides such as SiF 4 , Si 2 F 6 , SiCl, and SiBr 4 . . When forming the characteristic photoconductive member of the present invention using a glow discharge method using such a silicon compound containing a halogen atom, the material gas that can supply Si together with the material gas for supplying Ge is used. The first layer region (G) made of a-SiGe containing halogen atoms can be formed on a desired support without using silicon hydride gas. When creating the first layer region (G) containing halogen atoms according to the glow discharge method, basically:
For example, silicon halide, which is a raw material gas for supplying Si, germanium hydride, which is a raw material gas for Ge supply, and gases such as Ar, H 2 , He, etc. are mixed at a predetermined mixing ratio and gas flow rate, and the first A first layer region (G) is deposited on the desired support by introducing a layer region (G) into a deposition chamber and generating a glow discharge to form a plasma atmosphere of these gases. However, in order to more easily control the introduction ratio of hydrogen atoms, a desired amount of hydrogen gas or a silicon compound gas containing hydrogen atoms may be mixed with these gases to form a layer. It may be formed. Moreover, each gas may be used not only as a single species but also as a mixture of multiple species at a predetermined mixing ratio. a-Ge (Si,
In order to form the first layer region (G) consisting of H, This can be done by heating and evaporating the source using a resistance heating method, an electron beam method (EB method), or the like, and passing the flying evaporated material into a desired gas plasma atmosphere. At this time, in order to introduce halogen atoms into the layer formed by either the sputtering method or the ion plating method, a gas of the above-mentioned halogen compound or a silicon compound containing the above-mentioned halogen atoms is introduced into the deposition chamber. It is sufficient to introduce the gas to form a plasma atmosphere of the gas. In addition, when introducing hydrogen atoms, a raw material gas for introducing hydrogen atoms, for example, H 2 or gases such as the above-mentioned silanes and/or germanium hydride, is introduced into the deposition chamber for sputtering. It is sufficient to form a plasma atmosphere of the gases. In the present invention, the above-mentioned halogen compounds or halogen-containing silicon compounds are effectively used as raw material gases for introducing halogen atoms, but in addition, HF, HCl,
Hydrogen halides such as HBr, HI, SiH 2 F 2 ,
Halogen-substituted silicon hydrides such as SiH 2 I 2 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiH 2 Br 2 , SiHBr 3 , and GeHF 3 ,
GeH 2 F 2 , GeH 3 F, GeHCl 3 , GeH 2 Cl 2 ,
GeH 3 Cl, GeHBr 3 , GeH 2 Br 2 , GeH 3 Br,
GeHI 3 , GeH 2 I 2 , GeH 3 I and other hydrogenated germanium halides, halides containing hydrogen atoms as one of their constituents, GeF 4 , GeCl 4 , GeBr 4 ,
Germanium halides such as GeI 4 , GeF 2 , GeCI 2 , GeBr 2 , GeI 2 and other gaseous or gasifiable substances may also be mentioned as useful starting materials for forming the first layer region (G). I can do it. Halides containing hydrogen atoms in these materials, when forming the first layer region (G), halogen atoms are introduced into the layer and hydrogen atoms, which are extremely effective in controlling electrical or photoelectric properties, are also introduced at the same time. Because it is done,
In the present invention, it is used as a suitable raw material for introducing halogen. In order to structurally introduce hydrogen atoms into the first layer region (G), in addition to the above, H 2 or SiH 4 ,
Silicon hydride such as Si 2 H 6 , Si 3 H 8 , Si 4 H 10 with germanium or a germanium compound for supplying Ge, or GeH 4 , Ge 2 H 6 , Ge 3 H 8 , Ge 4 H Ten ,
Germanium hydride such as Ge 5 H 12 , Ge 6 H 14 , Ge 7 H 16 , Ge 8 H 18 , Ge 9 H 20 and silicon or a silicon compound for supplying Si are allowed to coexist in the deposition chamber. This can also be done by causing electrical discharge. In a preferred example of the present invention, the amount of hydrogen atoms (H) or halogen atoms (X) contained in the first layer region (G) constituting the photoreceptive layer to be formed
or the sum of the amounts of hydrogen atoms and halogen atoms (H
+X) is preferably 0.01 to 40 atomic%, more preferably 0.05 to 30 atomic%, optimally 0.1 to 25 atomic%
It is preferable to set it as %. In order to control the amount of hydrogen atoms (H) and/or halogen atoms (X) contained in the first layer region (G), for example, the support temperature or/and the amount of hydrogen atoms (H) or halogen atoms can be controlled. The amount of the starting material used to contain (X) introduced into the deposition system, the discharge force, etc. may be controlled. In the present invention, in order to form the second layer region (S) composed of a-Si(H,X), the starting material () for forming the first layer region (G) described above is Form the first layer region (G) using the starting material [starting material for forming the second layer region (S) ()] excluding the starting material that becomes the raw material gas for supplying Ge from the inside. It can be carried out in the same manner and under the same conditions. That is, in the present invention, a discharge phenomenon such as a glow discharge method, a sputtering method, or an ion plating method is used to form the second layer region (S) composed of a-Si(H,X). It is made by a vacuum deposition method. For example, in order to form the second layer region (S) composed of a-Si (H, Along with the raw material gas for supplying Si, a raw material gas for introducing hydrogen atoms (H) and/or halogen atoms (X) as needed is introduced into a deposition chamber whose interior can be reduced in pressure. to generate a glow discharge, and a
A layer consisting of -Si(H,X) may be formed.
In addition, when forming by sputtering, hydrogen atoms (H ) or/and a gas for introducing halogen atoms (X) may be introduced into the deposition chamber for sputtering. In the present invention, the amount of hydrogen atoms (H) or the amount of halogen atoms (X) contained in the second layer region (S) constituting the photoreceptive layer to be formed, or the amount of hydrogen atoms and halogen The sum of the amounts of atoms (H+X) is
Preferably 1 to 40 atomic%, more preferably 5
It is desirable that the content be ~30 atomic%, optimally 5 to 25 atomic%. In the present invention, in order to provide the layer region (N) containing nitrogen atoms in the photoreceptive layer, when forming the photoreceptive layer, the starting material for introducing nitrogen atoms is used as the starting material for forming the layer described above. It may be used in conjunction with the above, and the amount thereof may be controlled and contained in the formed layer. When a glow discharge method is used to form the layer region (N), a starting material for introducing nitrogen atoms is added to a material selected as desired from among the starting materials for forming the photoreceptive layer described above. It will be done. As the starting material for introducing nitrogen atoms, most of the gaseous substances containing at least nitrogen atoms or gasified substances that can be gasified can be used. For example, a raw material gas containing silicon atoms (Si), a raw material gas containing nitrogen atoms (N), and hydrogen atoms (H) or halogen atoms (X) as necessary. Either a raw material gas is mixed at a desired mixing ratio, or a raw material gas whose constituent atoms are silicon atoms (Si) and a raw material gas whose constituent atoms are nitrogen atoms (N) and hydrogen atoms (H) are used. , also in a desired mixing ratio, or a raw material gas containing silicon atoms (Si) and three atoms of silicon atoms (Si), nitrogen atoms (N), and hydrogen atoms (H). It can be used in combination with a raw material gas having two constituent atoms. Alternatively, a raw material gas containing silicon atoms (Si) and hydrogen atoms (H) as constituent atoms may be mixed with a raw material gas containing nitrogen atoms (N). The starting material that can be effectively used as a raw material gas for introducing nitrogen atoms (N) used when forming the layer region (N) is one containing N as a constituent atom or containing N and H. Gaseous or gasified atoms such as nitrogen (N 2 ), ammonia (NH 3 ), hydrazine (H 2 NNH 2 ), hydrogen azide (HN 3 ), ammonium azide (NH 4 N 3 ), etc. Nitrogen compounds such as nitrogen, nitrides and azides can be mentioned. In addition to this, in addition to introducing nitrogen atoms (N), halogen atoms (X) can also be introduced, so nitrogen trifluoride (F 3 N), nitrogen tetrafluoride (F 4 N 2 ), etc. Mention may be made of halogenated nitrogen compounds. In the present invention, the layer region (N) may further contain oxygen atoms in addition to nitrogen atoms in order to further enhance the effect obtained by nitrogen atoms. Examples of raw material gases for introducing oxygen atoms into the layer region (N) include oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), nitrogen monoxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), Nitrogen monoxide (N 2 O), nitrogen sesquioxide (N 2 O 3 ), trinitrogen tetraoxide (N 2 O 4 ), nitrogen pentaoxide (N 2 O 5 ), nitrogen trioxide (NO 3 ), silicon atoms ( Examples include lower siloxanes such as disiloxane (H 3 SiOSiH 3 ) and trisiloxane (H 3 SiOSiH 2 OSiH 3 ), which have constituent atoms of Si), oxygen atoms (O), and hydrogen atoms (H). Can be done. To form the layer region (N) containing nitrogen atoms by the sputtering method, a monocrystalline or polycrystalline Si wafer or a Si 3 N 4 wafer, or a Si
This can be carried out by targeting a wafer containing a mixture of Si 3 N 4 and Si 3 N 4 and sputtering them in various gas atmospheres. For example, if a Si wafer is used as a target, nitrogen atoms and optionally hydrogen atoms or/and
The raw material gas for introducing halogen atoms is diluted with a diluting gas as necessary and introduced into a deposition chamber for sputtering, and a gas plasma of these gases is formed to sputter the Si wafer. Good. Alternatively, by using Si and Si 3 N 4 as separate targets, or by using a mixed target of Si and Si 3 N 4 , a dilution gas atmosphere can be created as a sputtering gas. This is accomplished by sputtering in a gas atmosphere containing at least hydrogen atoms (H) and/or halogen atoms (X) as constituent atoms. As the raw material gas for introducing oxygen atoms, the raw material gas for introducing oxygen atoms among the raw material gases shown in the glow discharge example described above can be used as an effective gas also in the case of sputtering. In the present invention, when a layer region (N) containing nitrogen atoms is provided when forming a photoreceptive layer, the distribution concentration C of nitrogen atoms contained in the layer region (N) is
In the case of glow discharge, in order to form a layer region (N) having a desired depth profile by changing (N) in the layer thickness direction,
This is accomplished by introducing a starting material gas for introducing nitrogen atoms whose distributed concentration C(N) is to be changed into a deposition chamber while appropriately changing the gas flow rate according to a desired rate of change curve. Ru. For example, the opening of a predetermined needle valve provided in the middle of the gas flow path system may be gradually changed by any commonly used method such as manually or by using an externally driven motor. At this time, for example, a microcomputer or the like may be used to control the flow rate according to a pre-designed change rate curve to obtain a desired content rate curve. When the layer region (N) is formed by sputtering, the distribution concentration of nitrogen atoms in the layer thickness direction C(N)
In order to form a desired depth profile of nitrogen atoms in the layer thickness direction by changing the depth profile in the layer thickness direction, first, as in the case of the glow discharge method, the starting point for introducing nitrogen atoms is This is accomplished by using the substance in a gaseous state and appropriately varying the gas flow rate at which the gas is introduced into the deposition chamber as desired. Second, the target for sputtering,
For example, if a mixed target of Si and Si 3 N 4 is used, the mixing ratio of Si and Si 3 N 4 can be changed in advance in the layer thickness direction of the target. will be accomplished. In the photoconductive member of the present invention, the first layer region (G) containing germanium atoms and/or the second layer region (S) not containing germanium atoms contains a substance that controls conduction properties. By containing (C), the conductive properties of the layer region (G) and/or the layer region (S) can be arbitrarily controlled as desired. In the present invention, the layer region (PN) containing the substance (C) that controls conduction properties may be provided in a part or all of the photoreceptive layer. Alternatively, the layer region (PN) may be provided in a part or all of the layer region (G) or the layer region (S). Examples of the substance (C) that controls conduction characteristics include impurities that are used in the semiconductor field, and in the present invention, for Si or Ge, p
Examples include a p-type impurity that provides type conduction characteristics, and an n-type impurity that provides n-type conduction characteristics. Specifically, p-type impurities include atoms belonging to a group of the periodic table (group atoms), such as B (boron), Al (aluminum), Ga (gallium), In (indium), and Tl (thallium). Among them, B and Ga are particularly preferably used. Examples of n-type impurities include atoms belonging to a group of the periodic table (group atoms), such as P (phosphorus), As (arsenic), Sb (antimony), Bi (bismuth), etc.
In particular, P and As are preferably used. In the present invention, the content of the substance (C) that controls conduction characteristics contained in the photoreceptive layer is determined by the amount of the substance (C) that controls the conduction characteristics required for the photoreception layer, or the substance (C) that is provided in direct contact with the photoreception layer. It can be selected as appropriate based on the organic relationship, such as the characteristics of other layers and supports to be used, and the relationship with the characteristics of the contact interface with the other layers and supports. In addition, when the substance for controlling the conduction properties is contained in the photoreceptive layer locally in a desired layer region of the photoreceptor layer, particularly at the edge of the photoreceptor layer on the side of the support. When it is contained in a sub-layer region (E), it may differ from the characteristics of another layer region provided in direct contact with the layer region (E) or the characteristics at the contact interface with the other layer region. The content of the substance that controls the conduction properties is selected appropriately, taking into consideration the relationship. In the present invention, the content of the substance (C) that controls conduction properties contained in the layer region (PN) is preferably 0.01 to 5×10 4 atomic ppm, more preferably 0.5 to 1 ×10 4 atomic ppm, optimally 1 to 5 × 10 3 atomic ppm. In the present invention, the content of the substance (C) in the layer region (PN) containing the substance (C) that controls conduction characteristics is preferably 30 atomic ppm or more, more preferably 50 atomic ppm or more, optimally
In the case of 100 atomic ppm or more, the substance (C)
is preferably contained locally in a part of the layer region of the light-receiving layer, and is particularly preferably contained unevenly in the support-side end layer region (E) of the light-receiving layer. Among the above, for example, by containing the substance (C) that controls the conduction characteristics in the support-side end layer region (E) of the photoreceptive layer in a content that is greater than or equal to the above-mentioned value. When the substance (C) to be contained is the above p-type impurity, it effectively inhibits the movement of electrons injected from the support side into the photoreceptive layer when the free surface of the photoreceptive layer is subjected to polar charging treatment. In addition, when the substance to be included is the above-mentioned n-type impurity, when the free surface of the photoreceptive layer is subjected to polar charging treatment, it can be prevented from being injected into the photoreceptor layer from the support side. The movement of holes can be effectively prevented. In this way, when the end layer region (E) contains a substance that controls conductivity of one polarity, the remaining layer region of the photoreceptive layer, that is, the end layer region (E) The removed layer region (Z) may contain a substance that controls the conduction characteristics of the other polarity, or a substance that controls the conduction characteristics of the same polarity may be added to the end layer region (E). It may be contained in an amount much smaller than the actual amount contained in. In such a case, the content of the substance (C) that controls the conduction characteristics contained in the layer region (Z) depends on the polarity and content of the substance contained in the end layer region (E). It is determined as appropriate depending on the desire, but preferably from 0.001 to
1000atomic ppm, more preferably 0.05~
500atomic ppm, optimally 0.1-200atomic ppm
It is desirable that this is done. In the present invention, when the end layer region (E) and the layer region (Z) contain the same type of substance governing conductivity, the content in the layer region (Z) is preferably , preferably 30 atomic ppm or less. In addition to the above-mentioned cases, in the present invention, the photoreceptive layer contains a layer region containing a substance controlling conductivity having one polarity, and a substance controlling conductivity having the other polarity. It is also possible to provide a so-called depletion layer in the contact region by directly contacting a layer region containing . Blockage, e.g.
The layer region containing the p-type impurity and the layer region containing the n-type impurity are provided in the photoreceptive layer so as to be in direct contact with each other to form a so-called p-n junction,
A depletion layer can be provided. a substance (C) that controls conduction properties in the photoreceptive layer;
For example, to structurally introduce a group atom or a group atom, a starting material for introducing a group atom or a starting material for introducing a group atom is added in a gaseous state to a second layer in a deposition chamber during layer formation. It may be introduced together with other starting materials for forming the layer region. As a starting material for introducing such a group atom, it is desirable to employ a material that is gaseous at room temperature and pressure, or that can be easily gasified at least under layer-forming conditions. As starting materials for introducing such group atom, specifically, for introducing boron atom,
B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 9 , B 5 H 11 , B 6 H 10 , B 6 H 12 ,
Examples include boron hydrides such as B 6 H 14 and boron halides such as BF 2 , BCl 2 , BBr 3 and the like. In addition,
AlCl 2 , GaCl 2 , Ga(CH 3 ) 3 , InCl 3 , TlCl 3 and the like may also be mentioned. In the present invention, effective starting materials for introducing group atoms include hydrogenated phosphorus such as PH 2 , P 2 H 4 , PH 4 I, PF 3 ,
Examples include phosphorus halides such as PF 5 , PCl 3 , PCl 5 , PBr 3 , PBr 5 and DI 3 . In addition, AsH 3 , AsF 3 ,
AsCl 3 , AsBr 3 , AsF 5 , SbH 2 , SbF 3 , SbF 5 ,
SbCl 3 , SbCl 5 , BiH 3 , BiCl 3 , BiBr 3 and the like can also be mentioned as effective starting materials for introducing group atoms. The support used in the present invention may be electrically conductive or electrically insulating. Examples of the conductive support include NiCr, stainless steel, Al,
Examples include metals such as Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, and Pd, and alloys thereof. As the electrically insulating support, films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose, acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, glass, ceramic, paper, etc. are usually used. Ru. Preferably, at least one surface of these electrically insulating supports is conductively treated, and another layer is preferably provided on the conductively treated surface side. For example, if it is glass, NiCr,
Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt,
Conductivity can be imparted by providing a thin film made of Pd, In 2 O 3 , SnO 2 , ITO (In 2 O 3 +SnO 2 ), etc., or if it is a synthetic resin film such as polyester film, NiCr, Al ,Ag,Pb,Zn,Ni,
A thin film of metal such as Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, etc. is provided on the surface by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, etc., or the surface is laminated with the above metal. Conductivity is imparted to the surface. The shape of the support may be any shape such as cylindrical, belt-like, or plate-like.
Although its shape is determined, for example, if the photoconductive member 100 of FIG. 1 is used as an electrophotographic image forming member, it is desirable to have an endless belt shape or a cylindrical shape in the case of continuous high-speed copying. . The thickness of the support is determined appropriately so that a desired photoconductive member is formed, but if flexibility is required as a photoconductive member, the support can sufficiently function as a support. It is made as thin as possible within this range.
However, in such cases, the thickness is usually set to 10μ or more in view of manufacturing and handling of the support, mechanical strength, etc. Next, an outline of an example of the method for manufacturing a photoconductive member of the present invention will be explained. FIG. 17 shows an example of a photoconductive member manufacturing apparatus. Gas cylinders 1102 to 1106 in the diagram include
The raw material gas for forming the photoconductive member of the present invention is sealed, for example, 110
2 is SiH 4 gas diluted with He (99.999% purity,
Hereinafter, it will be abbreviated as SiH 4 /He. ) cylinder, 1103 is He
GeH4 gas diluted with (purity 99.999% or less)
Abbreviation for GeH 4 /He. ) cylinder, 1104 is a NH 3 gas (purity 99.99%) cylinder, 1105 is a He gas (purity 99.999%) cylinder, and 1106 is a H 2 gas (purity 99.999%) cylinder. In order to flow these gases into the reaction chamber 1101, valves 1122 of gas cylinders 112 to 1106 are used.
~1126, confirm that leak valve 1135 is closed, and inlet valve 1112~1
116. After confirming that the outflow valves 1117 to 1121 and the auxiliary valves 1132 and 1133 are open, first open the main valve 1134 to exhaust the reaction chamber 1101 and each gas pipe. Next, when the reading on the vacuum gauge 1136 reaches approximately 5×10 -6 torr, the auxiliary valves 1132 and 1133 and the outflow valves 1117 to 1121 are closed. Next, to give an example of forming a light-receiving layer on the cylindrical substrate 1137, the gas cylinder 11
SiH 4 /He gas from 02, GeH 4 /He gas from gas cylinder 1103, GeH 4 /He gas from gas cylinder 1104
NH 3 gas valves 1122, 1123, 112
4 and outlet pressure gauges 1127, 1128, 1
Adjust the pressure of 129 to 1Kg/cm 2 and open the inflow valve 11.
12, 1113, 1114 gradually, and the mass flow controllers 1107, 1108, 1109
Let them flow into each other. Subsequently, the outflow valve 11
17, 1118, 1119, auxiliary valve 1132
are gradually opened to allow each gas to flow into the reaction chamber 1101. At this time, the SiH 4 /He gas flow rate and
The outflow valves 1117 and 111 are adjusted so that the ratio between the GeH 4 /He gas flow rate and the NH 3 gas flow rate becomes a desired value.
8 and 1119, and also adjust the opening of the main valve 1134 while checking the reading on the vacuum gauge 1136 so that the pressure inside the reaction chamber 1101 reaches the desired value. After confirming that the temperature of the substrate 1137 is set to a temperature in the range of 50 to 400°C by the heating heater 1138, the power source 1140 is set to the desired power to generate glow discharge in the reaction chamber 1101. At the same time, the openings of valve 1118 and valve 1120 are gradually changed according to a pre-designed rate of change curve by controlling the flow rates of GeH 4 /He gas and NH 3 gas manually or by using an external drive motor or the like. The distribution concentration of germanium atoms and nitrogen atoms contained in the formed layer is controlled. In the manner described above, glow discharge is maintained for a desired period of time to form a first layer region (G) on the substrate 1137 to a desired layer thickness. First layer region (G) to desired layer thickness
At the stage where the outflow valve 1118 is formed, the outflow valve 1118
A substantial amount of germanium atoms is formed on the first layer region (G) by maintaining the glow discharge for the desired time, following similar conditions and procedures, except for completely closing the cell and changing the discharge conditions as necessary. It is possible to form a second layer region (S) that does not contain any of the above. First layer region (G) and second layer region (S)
In order to contain a substance (C) that controls conductivity, for example, B 2 H 6 , PH 3 etc. is added during the formation of the first layer region (G) and the second layer region (S). The gas may be added to the gas introduced into the deposition chamber 1101. During layer formation, the base 1137 is preferably rotated at a constant speed by a motor 1139 in order to ensure uniform layer formation. Examples will be described below. Example 1 Samples (sample Nos. 11-1 to 17-3) as electrophotographic image forming members were prepared on a cylindrical Al substrate using the manufacturing apparatus shown in FIG. 17 under the conditions shown in Table 1.
(Table 2). The concentration distribution of germanium atoms in each sample is shown in FIG. 18, and the distribution concentration of nitrogen atoms is shown in FIG. Each sample obtained in this way was placed in a charging exposure experimental device and corona charged at 5.0KV for 0.3 seconds.
A light image was immediately irradiated. The optical image was generated using a tungsten lamp light source, and a light intensity of 2lux·sec was irradiated through a transmission type test chart. Immediately thereafter, a good toner image was obtained on the imaging member surface by cascading a chargeable developer (including toner and carrier) onto the imaging member surface. the toner image on the imaging member;
Transferred onto transfer paper with 5.0KV corona charging,
All samples had excellent resolution, and clear, high-density images with good gradation reproducibility were obtained. In the above, the toner image forming conditions were the same as above, except that an 810 nm GaAs semiconductor laser (10 mW) was used instead of a tungsten lamp as the light source, and an electrostatic image was formed. When the image quality of the toner-transferred images was evaluated, all samples had excellent resolution and clear, high-quality images with good gradation reproducibility were obtained. Example 2 Samples (sample Nos. 21-1 to 27-3) as electrophotographic image forming members were prepared on a cylindrical Al substrate using the manufacturing apparatus shown in FIG. 16 under the conditions shown in Table 3.
(Table 4). The concentration distribution of germanium atoms in each sample is shown in FIG. 18, and the distribution concentration of nitrogen atoms in each sample is shown in FIG. When each of these samples was subjected to the same image evaluation test as in Example 1, all of the samples provided high quality toner transfer images. In addition, when each sample was tested for repeated use 200,000 times in an environment of 38°C and 80% RH, no deterioration in image quality was observed in any of the samples.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 以上の本発明の実施例に於ける共通の層作成条
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] Common layer forming conditions in the above embodiments 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

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

第1図は、本発明の光導電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
夫々光受容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図乃至第16図は
夫々光受容層中の窒素原子の分布状態を説明する
ための説明図、第17図は、本発明で使用された
装置の模式的説明図で、第18図、第19図は
夫々本発明の実施例に於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、1
02……光受容層。
FIG. 1 is a schematic layer structure diagram for explaining the layer structure of the photoconductive member of the present invention, and FIGS. 2 to 10 are illustrations for explaining the distribution state of germanium atoms in the photoreceptive layer, respectively. 11 to 16 are explanatory views for explaining the distribution state of nitrogen atoms in the photoreceptive layer, respectively. FIG. 17 is a schematic explanatory view of the apparatus used in the present invention, and FIG. 19A and 19B are distribution state diagrams showing the content distribution concentration state of each atom in the embodiment of the present invention. 100...Photoconductive member, 101...Support, 1
02...Photoreceptive layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電子写真用光導電部材用の支持体と、該支持
体上に、1〜10×105atomic 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の層領域(G)と、シリコン原子を含む(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の層領域(S)とが前記支持体
側より順に設けられた層構成の層厚1〜100μの
光導電性を示す光受容層とから成り、該光受容層
は、0.001〜50atomic%の窒素原子を含有する層
領域(N)を有し、該層領域(N)に於ける窒素
原子の層厚方向の分布濃度線が、光受容層の上部
端面方向に滑らかに連続して増大し、窒素原子の
分布濃度の最大値が500atomic ppm以上とされ
る領域を有する事を特徴とする電子写真用光導電
部材。 2 層領域(G)及び層領域(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 層領域(G)及び層領域(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項及び同第2項に記載の電子写
真用光導電部材。 4 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 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 光受容層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 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 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 a layer having a thickness of 30 Å to 30 Å and made of an amorphous material containing germanium atoms in an amount of 1 to 10×10 5 atomic ppm on the support.
A layer in which a layer region (G) with a thickness of 50μ and a layer region (S) with a thickness of 0.5 to 90μ composed of an amorphous material containing silicon atoms (not containing germanium atoms) are provided in order from the support side. a photoreceptive layer exhibiting photoconductivity with a layer thickness of 1 to 100μ, the photoreceptor layer having a layer region (N) containing 0.001 to 50 atomic% of nitrogen atoms; ) has a region in which the distribution concentration line of nitrogen atoms in the layer thickness direction increases smoothly and continuously in the direction of the upper end surface of the photoreceptor layer, and the maximum value of the distribution concentration of nitrogen atoms is 500 atomic ppm or more. A photoconductive member for electrophotography, which is characterized by: 2. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein at least one of the layer region (G) and the layer region (S) contains hydrogen atoms. 3. The photoconductive member for electrophotography according to claims 1 and 2, wherein at least one of the layer region (G) and the 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 layer region (G) is non-uniform. 5. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the distribution state of germanium atoms in the layer region (G) is uniform. 6. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the photoreceptive layer contains a substance that controls conductivity. 7. The photoconductive member for electrophotography according to claim 6, wherein the substance governing 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 that controls conductivity is an atom belonging to Group 3 of the periodic table.
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