JPH0225172B2 - - Google Patents
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- JPH0225172B2 JPH0225172B2 JP58166148A JP16614883A JPH0225172B2 JP H0225172 B2 JPH0225172 B2 JP H0225172B2 JP 58166148 A JP58166148 A JP 58166148A JP 16614883 A JP16614883 A JP 16614883A JP H0225172 B2 JPH0225172 B2 JP H0225172B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
Landscapes
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
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
記する)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
部材としての応用、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。
しかしながら、従来のa−Siで構成された光導電
層を有する光導電部材は、暗抵抗値、光感度、光
応答性等の電気的、光学的、光導電的特性、及び
耐湿性等の使用環境特性の点、更には経時的安定
性の点において、総合的な特性向上を図る必要が
あるという、更に改良される可き点が存するのが
実情である。 例えば、電子写真用像形成部材に適用した場合
に、高光感度化、高暗抵抗化を同時に図ろうとす
ると、従来においては、その使用時において残留
電位が残る場合が度々観測され、この種の光導電
部材は長時間繰返し使用し続けると、繰返し使用
による疲労の蓄積が起つて、残像が生ずる所謂ゴ
ースト現象を発する様になる。或いは、高速で繰
返し使用すると応答性が次第に低下する等の不都
合な点が生ずる場合が少なくなかつた。 更には、a−Siは、可視光領域の短波長側に較
べて、長波長側の波長領域よりも長い波長領域の
吸収係数が比較的小さく、現在実用化されている
半導体レーザとのマツチングに於いて、また通常
使用されているハロゲンランプや蛍光灯を光源と
する場合、長波長側の光を有効に使用し得ていな
いという点に於いて、夫々改良される余地が残つ
ている。 又、別には照射される光が光導電層中に於い
て、充分吸収されずに、支持体に到達する光の量
が多くなると、支持体自体が光導電層を透過して
来る光に対する反射率が高い場合には、光導電層
内に於いて多重反射による干渉が起つて、画像の
「ボケ」が生ずる一要因となる。 この影響は、解像度を上げる為に、照射スポツ
トを小さくする程大きくなり、殊に半導体レーザ
を光源とする場合には大きな問題となつている。 更に、a−Si材料で光導電層を構成する場合に
は、その電気的、光導電的特性の改良を図るため
に、水素原子或いは弗素原子や塩素原子等のハロ
ゲン原子、及び電気伝導型の制御のために硼素原
子や燐原子等が、或いはその他の特性改良のため
に他の原子が、各々構成原子として光導電層中に
含有されるが、これ等の構成原子の含有の仕方如
何によつては、形成した層の電気的或いは光導電
的特性に問題が生ずる場合がある。 即ち、例えば、形成した光導電層中に光照射に
よつて発生したフオトキヤリアの該層中での寿命
が充分でないこと、或いは暗部において、支持体
側よりの電荷の注入の阻止が充分でないこと等が
生ずる場合が少なくない。 更には、層厚が十数μ以上になると層形成用の
真空堆積室より取り出した後、空気中での放置時
間の経過と共に、支持体表面からの層の浮きや剥
離、或いは層に亀裂が生ずる等の現象を引起し勝
ちであつた。この現象は、殊に支持体が通常、電
子写真分野に於いて使用されているドラム状支持
体の場合に多く起る等、経時的安定性の点に於い
て解決される可き点がある。 従つてa−Si材料そのものの特性改良が計られ
る一方で光導電部材を設計する際に、上記した様
な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
れる様に特定化して設計され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づいている。 本発明は電気的、光学的、光導電的特性が常時
安定していて、殆んど使用環境に制限を受けない
全環境型であり、長波長側の光感度特性に優れる
と共に耐光疲労に著しく長け、繰返し使用に際し
ても劣化現象を起さず、残留電位が全く又は殆ん
ど観測されない電子写真用光導電部材を提供する
ことを主たる目的とする。 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、且つ光応答の速い電子写真用光導電部材を提
供することである。 本発明の他の目的は、支持体上に設けられる層
と支持体との間や積層される層の各層間に於ける
密着性に優れ、構造配列的に緻密で安定的であ
り、層品質の高い電子写真用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であり、且つ多
湿雰囲気中でもその特性の低下が殆んど観測され
ない優れた電子写真特性を有する光導電部材を提
供することである。 本発明の更に他の目的は、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。 本発明の更にもう一つの目的は、高光感度性、
高SN比特性及び支持体との間に良好な電気的接
触性を有する電子写真用光導電部材を提供するこ
とである。 本発明の電子写真用光導電部材(以下単に光導
電部材と称する)は、光導電部材用の支持体と、
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の第
1の層領域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の第2の層領域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なり、前記第1の層領域に
0.01〜5×104atomic ppmの伝導性を支配する物
質が含有され、前記光受容層中には0.001〜
50atomic%の炭素原子が含有されている層領域
(C)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。 又、本発明の光導電部材は、支持体上に形成さ
れる光受容層が、層自体が強靭であつて、且つ支
持体との密着性に著しく優れており、高速で長時
間連続的に繰返し使用することができる。 更に、本発明の光導電部材は、全可視光域に於
いて光感度が高く、殊に半導体レーザとのマツチ
ングに優れ、且つ光応答が速い。 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側よりゲルマニウム原子と、必要に応じ
て、シリコン原子、水素原子、ハロゲン原子
(X)の中の少なくとも1つを含有する非晶質材
料(以後「a−Ge(Si,H,X,)」と略記する)
で構成された第1の層領域(G)103と、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の
層厚方向及び支持体101の表面と平行な面内方
向に連続的で均一に分布した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100に於いては、少なく
とも第1の層領域(G)103に伝導特性を支配
する物質(C)が含有されており、第1の層領域
(G)103に所望の伝導特性が与えられている。 本発明に於いては、第1の層領域(G)103
に含有される伝導特性を支配する物質(C)は、
第1の層領域(G)103の全層領域に万偏なく
均一に含有されても良く、第1の層領域(G)1
03の一部の層領域に偏在する様に含有されても
良い。 本発明に於いて伝導特性を支配する物質(C)
を第1の層領域(G)の一部の層領域に偏在する
様に第1の層領域(G)中に含有させる場合に
は、前記物質(C)の含有された層領域(PN)
は、第1の層領域(G)の端部層領域として設け
られるのが望ましいのである。殊に、第1の層領
域(G)の支持体側の端部層領域として前記層領
域(PN)が設けられる場合には、該層領域
(PN)中に含有される前記物質(C)の種類及
びその含有量を所望に応じて適宜選択することに
よつて支持体から光受容層中への特定の極性の電
荷の注入を効果的に阻止することが出来る。 本発明の光導電部材に於いては、伝導特性を制
御することの出来る物質(C)を、光受容層の一
部を構成する第1の層領域(G)中に、前記した
様に該層領域(G)の全域に万偏なく、或いは層
厚方向に偏在する様に含有させるものであるが、
更には、第1の層領域(G)上に設けられる第2
の層領域(S)中にも前記物質(C)を含有させ
ても良い。 第2の層領域(S)中に前記物質(C)を含有
させる場合には、第1の層領域(G)中に含有さ
れる前記物質(C)の種類やその含有量及びその
含有の仕方に応じて、第2の層領域(S)中に含
有させる物質(C)の種類やその含有量、及びそ
の含有の仕方が適宜決められる。 本発明に於いては、第2の層領域(S)中に前
記物質(C)を含有させる場合、好ましくは、少
なくとも第1の層領域(G)との接触界面を含む
層領域中に前記物質を含有させるのが望ましい。 本発明に於いては、前記物質(C)は第2の層
領域(S)の全層領域に万偏なく含有させても良
いし、或いは、その一部の層領域に均一に含有さ
せても良いものである。 第1の層領域(G)と第2の層領域(S)の両
方に伝導特性を支配する物質(C)を含有させる
場合、第1の層領域(G)に於ける前記物質
(C)が含有されている層領域と、第2の層領域
(S)に於ける前記物質(C)が含有されている
層領域とが、互いに接触する様に設けるのが望ま
しい。又、第1の層領域(G)と第2の層領域
(S)とに含有される前記物質(C)は、第1の
層領域(S)とに於いて同種類でも異種類であつ
ても良く、又、その含有量は各層領域に於いて同
じでも異つていても良い。 しかしながら、本発明に於いては、各層領域に
含有される前記物質(C)が両者に於いて同種類
である場合には、第1の層領域(G)中の含有量
を充分多くするか、又は、電気的特性の異なる種
類の物質(C)を、所望の各層領域に夫々含有さ
せるのが好ましい。 本発明に於いては、少なくとも光受容層を構成
する第1の層領域(G)中に、伝導特性を支配す
る物質(C)を含有させることにより、該物質
(C)の含有される層領域〔第1の層領域(G)
の一部又は全部の層領域のいずれでも良い〕の伝
導特性を所望に従つて任意に制御することが出来
るものであるが、この様な物質としては、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、形成される光受容層を構
成するa−Ge(Si H,X)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(アセチモン),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、伝導特性を制御する物質
(C)が含有される層領域(PN)に於けるその
含有量は該層領域(PN)に要求される伝導特
性、或いは該層領域(PN)が支持体に直に接触
して設けられる場合には、その支持体との接触界
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(PN)に直に接触して設けら
れる他の層領域や、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)の含有量を、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以上とすることによつて、例
えば前記の含有させる物質が前記の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の光受容層中への電
子の注入を効果的に阻止することが出来、又、前
記の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の正孔の注
入を効果的に阻止することが出来る。 上記のような場合には、前述したように、前記
層領域(PN)を除いた部分の層領域(Z)に
は、層領域(PN)に含有される伝導特性を支配
する物質(C)の伝導型の極性とは別の伝導型の
極性の伝導特性を支配する物質(C)を含有させ
ても良いし、或いは、同極性の伝導型を有する伝
導性を支配する物質(C)を、層領域(PN)に
含有させ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の含有量は、層領
域(PN)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、層領域(PN)及び層領域
(Z)に同種の伝導性を支配する物質(C)を含
有させる場合には、層領域(Z)に於ける含有量
は、好ましくは30atomic ppm以下とするのが望
ましい。 本発明に於いては、光受容層中に、一方の極性
の伝導型を有する伝導性を支配する物質を含有さ
せた層領域と、他方の極性の伝導型を有する伝導
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、該接触領域に所望空乏層を設
けることも出来る。つまり、例えば、光受容層中
に、前記p型不純物を含有する層領域とを直に接
触する様に設けて所謂p−n接合を形成して、空
乏層を設けることが出来る。 本発明に於いては、第一の層領域(G)上に設
けられる第2の層領域(S)中には、ゲルマニユ
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、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
子が連続的に分布しているので、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)にシリコン原子が含有される場合に
は、該第1の層領域(G)と第2の層領域(S)
とを構成する光受容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。 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、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)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づいて、光導電部材
の層設計の際に所望に従つて、適宜決定される。 本発明の光導電部材に於いては、上記の(TB
+T)の数値範囲は、好ましくは1〜100μ、よ
り好適には1〜80μ、最適には2〜50μとされる
のが望ましい。 本発明のより好ましい実施態様例に於いては、
上記の層厚TB及び層厚Tは、好ましくはTB/T
1となる関係を満足するように、夫々に対して
適宜適切な数値が選択されるのが望ましい。 上記の場合に於ける層厚TB及び層厚Tの数値
の選択に於いて、より好ましくは、TB/T≦0.9、
最適にはTB/T≦0.8なる関係が満足される様に
層厚TB及び層厚Tの値が決定されるのが望まし
いものである。 本発明に於いて、第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としては成可く薄くされるのが望
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
いものである。 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、炭素原子が含有される。光受容層中に含有さ
れる炭素原子は、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。 又、炭素原子の分布状態は分布濃度C(C)が、
光受容層の層厚方向に於いて、均一であつて不均
一であつても良い。 本発明に於いて、光受容層に設けられる炭素原
子の含有されている層領域(C)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、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。 前者の場合、層領域(C)中に含有される炭素
原子の含有量は、高光感度を維持する為に比較的
少なくされ、後者の場合には、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、前者と後者の両方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
せ、光受容層の自由表面側に於いて比較的低濃度
に分布させるのか、或いは、光受容層の自由表面
側の表層領域には、炭素原子を積極的には含有さ
せない様な炭素原子の分布状態を層領域(C)中
に形成すれば良い。 本発明に於いて、光受容層に設けられる層領域
(C)に含有される炭素原子の含有量は、層領域
(C)自体に要求される特性、或いは該層領域
(C)が支持体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(C)に直に接触して他の層領
域が設けられる場合には、該他の層領域の特性
や、該他の層領域との接触界面に於ける特性との
関係も考慮されて、炭素原子の含有量が適宜選択
される。 層領域(C)中に含有される炭素原子の量は、
形成される光導電部材に要求される特性に応じて
所望に従つて適宜決められるが、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(C)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(C)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
(C)に含有される炭素原子の含有量の上限は、
前記の値より充分少なくされるのが望ましい。 本発明の場合には、層領域(C)の層厚TOが
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(C)中に含有
される炭素原子の量の上限は、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。 第2図乃至第10図には、本発明における光導
電部材の層領域(C)中に含有される炭素原子の
層厚方向の分布状態の典型的例が示される。 第2図乃至第10図において、横軸は炭素原子
の分布濃度C(C)を、縦軸は層領域(C)の層
厚を示し、TBは支持体側の層領域(C)の端面
の位置を、tTは支持体側とは反対側の層領域
(C)の端面の位置を示す。即ち、炭素原子の含
有される層領域(C)はtB側よりtT側に向つて層
形成がなされる。 第2図には、層領域(C)中に含有される炭素
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、炭素原子の含有され
る層領域(C)が形成される支持体の表面と該層
領域(C)の表面とが接する界面位置tBよりt1の
位置までは、炭素原子の分布濃度C(C)がC1な
る一定の値を取りながら炭素原子が形成される層
領域(C)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においては炭素原子の分布濃度
C(C)はC3とされる。 第3図に示される例においては、含有される炭
素原子の分布濃度C(C)は位置tBより位置tTに
到るまで濃度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までは炭
素原子の分布濃度C(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(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、炭素原子の分布濃度C(C)
は位置tBより位置tTに到るまで、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、炭素原子の分布濃
度C(C)は、位置tB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
(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、炭素原子の分布濃度C(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
では炭素原子の分布濃度C(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、炭素原子の
分布濃度C(C)は位置tBにおいて濃度C17であ
り、位置t6に至るまではこの濃度C17より初めは
ゆつくりと減少され、t6の位置付近においては、
急激に減少されて位置t6では濃度C18とされる。 位置t6と位置t7との間においては、初め急激に
減少されて、その後は、緩かに徐々に減少されて
位置t7で濃度C19となり、位置t7と位置t8との間で
は、極めてゆつくりと徐々に減少されて位置t8に
おいて濃度C20に至たる。位置t8と位置tTの間にお
いては、位置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、層領域
(C)中に含有される炭素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、炭素原子の分布濃
度C(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(C)は支持体側に較べて可成
り低くされた部分を有する炭素原子の分布状態が
層領域(C)に設けられている。 本発明において、光受容層を構成する炭素原子
の含有される層領域(C)は、上記した様に支持
体側の方に炭素原子が比較的高濃度で含有されて
いる局在領域(B)を有するものとして設けられ
るのが望ましく、この場合には、支持体と光受容
層との間の密着性をより一層向上させることが出
来る。 上記局在領域(B)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。 本発明においては、上記局在領域(B)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(B)を層領域(LT)の一部とする
か又は全部とするかは、形成される光受容層に要
求される特性に従つて適宜決められる。 局在領域(B)はその中に含有される炭素原子
の層厚方向の分布状態として炭素原子の分布濃度
C(C)の最大値Cnaxが、好ましくは500atomic
ppm以上、より好適には800atomic ppm以上、
最適には1000atnmic 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、炭素原子の含有され
る層領域(C)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C(C)の
最大値Cnaxが存在する様に形成されるのが望まし
い。 本発明において、必要に応じて光受容層中な含
有されるハロゲン原子(X)としては、具体的に
はフツ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、殊に
フツ素、塩素を好適なものとして挙げることが出
来る。 本発明において、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、例えばゲルマ
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供給用の原料ガスと水素原子(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、
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
形成すると共に、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。 イオンプレーテイング法の場合には、例えば多
結晶シリコン又は単結晶シリコンと多結晶ゲルマ
ニウム又は単結晶ゲルマニウムとを、夫々蒸発源
として蒸着ボートに収容し、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を通過させる以外は、スパツ
タリング法の場合と同様にする事で行うことが出
来る。 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,Ge7E16,Ge8H16,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ものとしては、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いものとして挙げ
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,SiCl4,SiBr4等のハ
ロゲン化硅素が好ましいものとして挙げることが
出来る。 この様なハロゲン原子を含む硅素化合物を採用
してグロー放電法によつて本発明の特徴的な光導
電部材を形成する場合には、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。 グロー放電放に従つて、ハロゲン原子を含む第
1の層領域(G)を作成する場合、危本的には、
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。 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等
のハロゲン置換水素化硅素、及びGeHF3,
GeH2F2,GeH3F,GeHCl3,GeH2Cl2,
GeH3Cl,GeHBr3,GeH2Br2,GeH3Br,
GeHI3,GeH2I2,GeH3I等の水素原子を構成要
素の1つとするハロゲン化物、GeF4,GeCl4,
GeBr4,GeI4,GeF2,GeCl2,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
は、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等の水素化硅素と、Geを
供給する為のゲルマニウム又はゲルマニウム化合
物或いはGeH4,Ge2H6,Ge3H8,Ge4H10,
Ge5H12,Ge6H14,Ge7H16,Ge8H18,Ge9H20等
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、形成される光導
電部材の第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。 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、放電電力等を制
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こ
とが出来る。 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。 光受容層を構成する層領域(PN)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して前記物質
(C)の含有された層領域(PN)を形成するに
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
堆積室中に光受容層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
常圧でガス状のもの、又は少なくとも層形成条件
下で容易にガス化し得るものが採用されるのが望
ましい。その様な第族原子導入用の出発物質と
して具体的には硼素原子導入用としては、B2H6,
B4H10,B5H9,B5H11,B6H10,B6H12,B6H14
等の水素化硼素、BF3,BCl3,BBr3等のハロゲ
ン化硼素等が挙げられる。この他、AlCl3,
CaCl3,Ga(CH3)3,InCl3,TlCl3等も挙げるこ
とが出来る。 第族原子導入用の出発物質として、本発明に
おいて有効に使用されるのは、燐原子導入用とし
ては、PH3,P2H4等の水素化燐、PH4I,PF3,
PF5,PCl3,PCl5,PBr3,PBr5,PI3等のハロゲ
ン化燐が挙げられる。この他、AsH3,AsF3,
AsCl3,AsBr3,AsF5,SbF3,SbF5,SbCl3,
SbCl5,BiH3,BiCl3,BiBr3等も第族原子導
入用の出発物質の有効なものとして挙げることが
出来る。 本発明に於いて、光受容層に炭素原子の含有さ
れた層領域(C)を設けるには、光受容層の形成
の際に炭素原子導入用の出発物質を前記した光受
容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(C)を形成するのにグロー放電法を用
いる場合には、前記した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炭素原
子導入用の出発物質が加えられる。その様な炭素
原子導入用の出発物質としては、少なくとも炭素
原子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、炭素原子(C)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、炭
素原子(C)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)、炭素原子
(C)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炭素原子
(C)を構成原子とする原料ガスを混合して使用
しても良い。 CとHとを構成原子とするものとしては、例え
ば炭素数1〜5の飽和炭化水素、炭素数の2〜4
のエチレン系炭化水素、炭素数2〜4のアセチレ
ン系炭化水素等が挙げられる。 具体的には、飽和炭化水素としては、メタン
(CH4),エタン(C2H6),プロパン(C3H8),n
−ブタン(n−C4H10),ペンタン(C5H12),エ
チレン系炭化水素としては、エチレン(C2H4),
プロピレン(C3H6),ブテン−1(C4H8),ブテ
ン−2(C4H8),イソブチレン(C4H8),ペンテ
ン(C5H10),アセチレン系炭化水素としては、
アセチレン(C2H2),メチルアセチレン
(C3H4),ブチン(C4H6)等が挙げられる。 これ等の他にSiとCとを構成原子とする原料ガ
スとしてSi(CH3)4,Si(C2H5)4等のケイ化アルキ
ルを挙げることが出来る。 本発明に於いては、層領域(C)中には窒素原
子で得られる効果を更に助長させる為に炭素原子
に加えて、更に酸素子又は/及び窒素原子を含有
することが出来る。酸素原子を層領域(C)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),五二酸化窒素(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
げることが出来る。 層領域(C)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
るか或いは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(C4N2)等のハロゲン化窒素化合物を挙げる
ことが出来る。 スパツタリング法によつて、炭素原子を含有す
る層領域(C)を形成するには、単結晶又は多結
晶のSiウエーハー又はCウエーハー又はSiとCが
混合されて含有されているウエーハーをターゲツ
トとして、これ等を種々のガス雰囲気中でスパツ
タ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、炭素原子と必要に応じて水素原子又は/
及びハロゲン原子を導入する為の原料ガスを、必
要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツター用の
堆積室中に導入し、これ等のガスのガスプラズマ
を形成して前記Siウエーハーをスパツタリングす
れば良い。 又、別には、SiとCとは別々のターゲツトとし
て、又はSiとCの混合した一枚のターゲツトを使
用することによつて、スパツター用のガスとして
の稀釈ガスの雰囲気中で又は少なくとも水素原子
(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。炭素原子導入用の原料
ガスとしては、先述したグロー放電の例で示した
原料ガスの中の炭素原子導入用の原料ガスが、ス
パツタリングの場合にも有効なガスとして使用さ
れ得る。 本発明に於いて、光受容層の形成の際に、炭素
原子の含有される層領域(C)を設ける場合、該
層領域(C)に含有される炭素原子の分布濃度C
(C)を層厚方向に変化させて、所望の層厚方向
の分布状態(depth profile)を有す層領域(C)
を形成するには、グロー放電の場合には、分布濃
度C(C)を変化させるべき炭素原子導入用の出
発物質のガスを、そのガス流量を所望の変化率曲
線に従つて適宜変化させ乍ら、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、
流量の変化率は線形である必要はなく例えばマイ
コン等を用いて、あらかじめ設計された変化率曲
線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(C)をスパツタリング法によつて形成
する場合、炭素原子の層厚方向の分布濃度C(C)
を層厚方向で変化させて、炭素原子の層厚方向の
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、炭素原子導入用の出発物質をガス状態で使用
し、該ガスを堆積室中へ導入する際のガス流量を
所望に従つて適宜変化させることによつて成され
る。 第二には、スパツタリング用のターゲツトを例
えばSiとCとの混合されたターゲツトを使用する
のであれば、SiとC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。 本発明に於いて、形成される光受容層を構成す
る第二の層領域(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。 本発明において使用される支持体は、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,Pb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て得、所望によつ
て、その形状は決定されるが、例えば、第1図の
光導電部材100を電子写真用像形成部材として
使用するのであれば連続高速複写の場合には、無
端ベルト状又は円筒状とするのが望ましい。支持
体の厚さは、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、好ましくは10μ
以上とされる。 次に本発明の光導電部材の製造方法の一例の概
略について説明する。 第11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と略す。)ボンベ、1104はHeで稀
釈されたB2H6ガス(純度99.99%、以下B2H6/
Heと略す。)ボンベ、1105はC2H4ガス(純
度9.9999%)ボンベ、1106はH2ガス(純度
99.999%)ボンベである。 これらのガスを反応室1101に流入させるに
はガスボンベ1102〜1106のバルブ112
2〜1126、リークバルブ1135が閉じられ
ていることを確認し、又、流入バルブ1112〜
1116、流出バルブ1117〜1121、補助
バルブ1132,1133が開かれていることを
確認して、先づメイデバルブ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5×10-6toor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
B2H6/Heガス、ガスボンベ1105よりC2H4
ガスをバルブ1122〜1125を開いて出口圧
ゲージ1127〜1130の圧を1Kg/cm2に調整
し、流入バルブ1112〜1115を徐々に開け
て、マスフロコントローラ1107〜1110内
に夫々流入させる。引き続いて流出バルブ111
7〜1120、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B2H6/Heガス流量とC2H4ガス流量との比
が所望の値になるように流出バルブ1117〜1
120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113
8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
起させ所望時間グロー放電を維持して基体113
7上に所望層厚に、硼素原子(B)と炭素原子
(C)とが含有され、a−SiGe(H,X)で構成
された層領域(B,C)が形成される。 層領域(B,C)が所望層厚に形成された段階
に於いて、流出バルブ1118,1119,11
20の夫々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こと以外は、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
前記層領域(B,C)上に、硼素原子(B)、炭
素原子(C)及びゲルマニウム原子(Ge)が含
有されていない、a−Si(H,X)で構成された
層領域(S)が形成されて、光受容層の形成が終
了される。 上記の光受容層の形成の際に、該層形成開始
後、所望の時間が経過した段階で、堆積室への
B2H6/Heガス或いはC2H4ガスの流入を止める
ことによつて、硼素原子の含有された層領域
(B)及び炭素原子の含有された層領域(C)の
各層厚を任意に制御することが出来る。 又、所望の変化率曲線に従つて、堆積室110
1へのC2H4ガスのガス流量を制御することによ
つて層領域(C)中に含有される炭素原子の分布
状態を所望通りに形成することが出来る。 層形成を行つている間は層形成の均一化を計る
ため基本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11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表に示す条件で層形成を
行つて電子写真用像形成部材を得た。 こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験
装置に設置し5.0kV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)を像形成部材表面をカスケード
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、
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。 実施例 2 第11図に示した製造装置により、第2表に示
す条件にした以外は実施例1と同様にして、層形
成を行つて電子写真用像形成部材を得た。 こうして得られた像形成部材に就いて、帯電極
性と現像剤の荷電極性の夫々を実施例1と反対に
した以外は実施例1と同様の条件及び手順で転写
紙上に画像を形成したところ極めて鮮明な画質が
得られた。 実施例 3 第11図に示した製造装置により、第3表に示
す条件にした以外は実施例1と同様にして、層形
成を行つて電子写真用像形成部材を得た。 こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。 実施例 4 実施例1に於いて、GeH4/HeガスとSiH4/
Heガスのガス流量比を変えて第1層中に含有さ
れるゲルマニウム原子の含有量を第4表に示す様
に変えた以外は、実施例1と同様にして電子写真
用像形成部材を夫々作成した。 こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ第4表に示す結果が得られた。 実施例 5 実施例1において、第1層の層厚を第5表に示
す様に変える以外は、実施例1と同様にして各電
子写真用像形成部材を作成した。 こうして得られた各像形成部材に就いて、実施
例1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形
成したところ第5表に示す結果が得られた。 実施例 6 第11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6表乃至第8表に示す各条
件で層形成を行つて電子写真用像形成部材の夫々
(試料No.601,602,603)を得た。 こうして得られた像形成部材の夫々を、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)を各像形成部材表面をカスケー
ドすることによつて、各像形成部材表面上に良好
なトナー画像を得た。各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、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。 実施例 7 第11図に示した製造装置により、第9表及び
第10表に示す各条件にした以外は実施例1と同様
にして、層形成を行つて電子写真用像形成部材の
夫々(試料No.701,702)を得た。 こうして得られた像形成部材の夫々に就いて、
実施例1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像
を形成したところ極めて鮮明な画像が得られた。 実施例 8 第11図に示した製造装置により、第11表乃至
第15表に示す条件にした以外は実施例1と同様に
して、層形成を行つて電子写真用像形成部材の
夫々(試料No.801〜805)を得た。 こうして得られ像形成部材に就いて、実施例1
と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成し
たところ極めて鮮明な画質が得られた。 実施例 9 実施例1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、実施例
1と同様のトナー画像形成条件にして、実施例1
と同様の条件で作成した電子写真用像形成部材に
就いてトナー転写画像の画質評価を行つたとこ
ろ、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。
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
記する)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
部材としての応用、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。
しかしながら、従来のa−Siで構成された光導電
層を有する光導電部材は、暗抵抗値、光感度、光
応答性等の電気的、光学的、光導電的特性、及び
耐湿性等の使用環境特性の点、更には経時的安定
性の点において、総合的な特性向上を図る必要が
あるという、更に改良される可き点が存するのが
実情である。 例えば、電子写真用像形成部材に適用した場合
に、高光感度化、高暗抵抗化を同時に図ろうとす
ると、従来においては、その使用時において残留
電位が残る場合が度々観測され、この種の光導電
部材は長時間繰返し使用し続けると、繰返し使用
による疲労の蓄積が起つて、残像が生ずる所謂ゴ
ースト現象を発する様になる。或いは、高速で繰
返し使用すると応答性が次第に低下する等の不都
合な点が生ずる場合が少なくなかつた。 更には、a−Siは、可視光領域の短波長側に較
べて、長波長側の波長領域よりも長い波長領域の
吸収係数が比較的小さく、現在実用化されている
半導体レーザとのマツチングに於いて、また通常
使用されているハロゲンランプや蛍光灯を光源と
する場合、長波長側の光を有効に使用し得ていな
いという点に於いて、夫々改良される余地が残つ
ている。 又、別には照射される光が光導電層中に於い
て、充分吸収されずに、支持体に到達する光の量
が多くなると、支持体自体が光導電層を透過して
来る光に対する反射率が高い場合には、光導電層
内に於いて多重反射による干渉が起つて、画像の
「ボケ」が生ずる一要因となる。 この影響は、解像度を上げる為に、照射スポツ
トを小さくする程大きくなり、殊に半導体レーザ
を光源とする場合には大きな問題となつている。 更に、a−Si材料で光導電層を構成する場合に
は、その電気的、光導電的特性の改良を図るため
に、水素原子或いは弗素原子や塩素原子等のハロ
ゲン原子、及び電気伝導型の制御のために硼素原
子や燐原子等が、或いはその他の特性改良のため
に他の原子が、各々構成原子として光導電層中に
含有されるが、これ等の構成原子の含有の仕方如
何によつては、形成した層の電気的或いは光導電
的特性に問題が生ずる場合がある。 即ち、例えば、形成した光導電層中に光照射に
よつて発生したフオトキヤリアの該層中での寿命
が充分でないこと、或いは暗部において、支持体
側よりの電荷の注入の阻止が充分でないこと等が
生ずる場合が少なくない。 更には、層厚が十数μ以上になると層形成用の
真空堆積室より取り出した後、空気中での放置時
間の経過と共に、支持体表面からの層の浮きや剥
離、或いは層に亀裂が生ずる等の現象を引起し勝
ちであつた。この現象は、殊に支持体が通常、電
子写真分野に於いて使用されているドラム状支持
体の場合に多く起る等、経時的安定性の点に於い
て解決される可き点がある。 従つてa−Si材料そのものの特性改良が計られ
る一方で光導電部材を設計する際に、上記した様
な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
れる様に特定化して設計され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づいている。 本発明は電気的、光学的、光導電的特性が常時
安定していて、殆んど使用環境に制限を受けない
全環境型であり、長波長側の光感度特性に優れる
と共に耐光疲労に著しく長け、繰返し使用に際し
ても劣化現象を起さず、残留電位が全く又は殆ん
ど観測されない電子写真用光導電部材を提供する
ことを主たる目的とする。 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、且つ光応答の速い電子写真用光導電部材を提
供することである。 本発明の他の目的は、支持体上に設けられる層
と支持体との間や積層される層の各層間に於ける
密着性に優れ、構造配列的に緻密で安定的であ
り、層品質の高い電子写真用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であり、且つ多
湿雰囲気中でもその特性の低下が殆んど観測され
ない優れた電子写真特性を有する光導電部材を提
供することである。 本発明の更に他の目的は、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。 本発明の更にもう一つの目的は、高光感度性、
高SN比特性及び支持体との間に良好な電気的接
触性を有する電子写真用光導電部材を提供するこ
とである。 本発明の電子写真用光導電部材(以下単に光導
電部材と称する)は、光導電部材用の支持体と、
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の第
1の層領域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の第2の層領域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なり、前記第1の層領域に
0.01〜5×104atomic ppmの伝導性を支配する物
質が含有され、前記光受容層中には0.001〜
50atomic%の炭素原子が含有されている層領域
(C)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。 又、本発明の光導電部材は、支持体上に形成さ
れる光受容層が、層自体が強靭であつて、且つ支
持体との密着性に著しく優れており、高速で長時
間連続的に繰返し使用することができる。 更に、本発明の光導電部材は、全可視光域に於
いて光感度が高く、殊に半導体レーザとのマツチ
ングに優れ、且つ光応答が速い。 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側よりゲルマニウム原子と、必要に応じ
て、シリコン原子、水素原子、ハロゲン原子
(X)の中の少なくとも1つを含有する非晶質材
料(以後「a−Ge(Si,H,X,)」と略記する)
で構成された第1の層領域(G)103と、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の
層厚方向及び支持体101の表面と平行な面内方
向に連続的で均一に分布した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100に於いては、少なく
とも第1の層領域(G)103に伝導特性を支配
する物質(C)が含有されており、第1の層領域
(G)103に所望の伝導特性が与えられている。 本発明に於いては、第1の層領域(G)103
に含有される伝導特性を支配する物質(C)は、
第1の層領域(G)103の全層領域に万偏なく
均一に含有されても良く、第1の層領域(G)1
03の一部の層領域に偏在する様に含有されても
良い。 本発明に於いて伝導特性を支配する物質(C)
を第1の層領域(G)の一部の層領域に偏在する
様に第1の層領域(G)中に含有させる場合に
は、前記物質(C)の含有された層領域(PN)
は、第1の層領域(G)の端部層領域として設け
られるのが望ましいのである。殊に、第1の層領
域(G)の支持体側の端部層領域として前記層領
域(PN)が設けられる場合には、該層領域
(PN)中に含有される前記物質(C)の種類及
びその含有量を所望に応じて適宜選択することに
よつて支持体から光受容層中への特定の極性の電
荷の注入を効果的に阻止することが出来る。 本発明の光導電部材に於いては、伝導特性を制
御することの出来る物質(C)を、光受容層の一
部を構成する第1の層領域(G)中に、前記した
様に該層領域(G)の全域に万偏なく、或いは層
厚方向に偏在する様に含有させるものであるが、
更には、第1の層領域(G)上に設けられる第2
の層領域(S)中にも前記物質(C)を含有させ
ても良い。 第2の層領域(S)中に前記物質(C)を含有
させる場合には、第1の層領域(G)中に含有さ
れる前記物質(C)の種類やその含有量及びその
含有の仕方に応じて、第2の層領域(S)中に含
有させる物質(C)の種類やその含有量、及びそ
の含有の仕方が適宜決められる。 本発明に於いては、第2の層領域(S)中に前
記物質(C)を含有させる場合、好ましくは、少
なくとも第1の層領域(G)との接触界面を含む
層領域中に前記物質を含有させるのが望ましい。 本発明に於いては、前記物質(C)は第2の層
領域(S)の全層領域に万偏なく含有させても良
いし、或いは、その一部の層領域に均一に含有さ
せても良いものである。 第1の層領域(G)と第2の層領域(S)の両
方に伝導特性を支配する物質(C)を含有させる
場合、第1の層領域(G)に於ける前記物質
(C)が含有されている層領域と、第2の層領域
(S)に於ける前記物質(C)が含有されている
層領域とが、互いに接触する様に設けるのが望ま
しい。又、第1の層領域(G)と第2の層領域
(S)とに含有される前記物質(C)は、第1の
層領域(S)とに於いて同種類でも異種類であつ
ても良く、又、その含有量は各層領域に於いて同
じでも異つていても良い。 しかしながら、本発明に於いては、各層領域に
含有される前記物質(C)が両者に於いて同種類
である場合には、第1の層領域(G)中の含有量
を充分多くするか、又は、電気的特性の異なる種
類の物質(C)を、所望の各層領域に夫々含有さ
せるのが好ましい。 本発明に於いては、少なくとも光受容層を構成
する第1の層領域(G)中に、伝導特性を支配す
る物質(C)を含有させることにより、該物質
(C)の含有される層領域〔第1の層領域(G)
の一部又は全部の層領域のいずれでも良い〕の伝
導特性を所望に従つて任意に制御することが出来
るものであるが、この様な物質としては、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、形成される光受容層を構
成するa−Ge(Si H,X)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(アセチモン),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、伝導特性を制御する物質
(C)が含有される層領域(PN)に於けるその
含有量は該層領域(PN)に要求される伝導特
性、或いは該層領域(PN)が支持体に直に接触
して設けられる場合には、その支持体との接触界
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(PN)に直に接触して設けら
れる他の層領域や、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)の含有量を、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以上とすることによつて、例
えば前記の含有させる物質が前記の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の光受容層中への電
子の注入を効果的に阻止することが出来、又、前
記の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の正孔の注
入を効果的に阻止することが出来る。 上記のような場合には、前述したように、前記
層領域(PN)を除いた部分の層領域(Z)に
は、層領域(PN)に含有される伝導特性を支配
する物質(C)の伝導型の極性とは別の伝導型の
極性の伝導特性を支配する物質(C)を含有させ
ても良いし、或いは、同極性の伝導型を有する伝
導性を支配する物質(C)を、層領域(PN)に
含有させ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の含有量は、層領
域(PN)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、層領域(PN)及び層領域
(Z)に同種の伝導性を支配する物質(C)を含
有させる場合には、層領域(Z)に於ける含有量
は、好ましくは30atomic ppm以下とするのが望
ましい。 本発明に於いては、光受容層中に、一方の極性
の伝導型を有する伝導性を支配する物質を含有さ
せた層領域と、他方の極性の伝導型を有する伝導
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、該接触領域に所望空乏層を設
けることも出来る。つまり、例えば、光受容層中
に、前記p型不純物を含有する層領域とを直に接
触する様に設けて所謂p−n接合を形成して、空
乏層を設けることが出来る。 本発明に於いては、第一の層領域(G)上に設
けられる第2の層領域(S)中には、ゲルマニユ
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、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
子が連続的に分布しているので、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)にシリコン原子が含有される場合に
は、該第1の層領域(G)と第2の層領域(S)
とを構成する光受容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。 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、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)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づいて、光導電部材
の層設計の際に所望に従つて、適宜決定される。 本発明の光導電部材に於いては、上記の(TB
+T)の数値範囲は、好ましくは1〜100μ、よ
り好適には1〜80μ、最適には2〜50μとされる
のが望ましい。 本発明のより好ましい実施態様例に於いては、
上記の層厚TB及び層厚Tは、好ましくはTB/T
1となる関係を満足するように、夫々に対して
適宜適切な数値が選択されるのが望ましい。 上記の場合に於ける層厚TB及び層厚Tの数値
の選択に於いて、より好ましくは、TB/T≦0.9、
最適にはTB/T≦0.8なる関係が満足される様に
層厚TB及び層厚Tの値が決定されるのが望まし
いものである。 本発明に於いて、第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としては成可く薄くされるのが望
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
いものである。 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、炭素原子が含有される。光受容層中に含有さ
れる炭素原子は、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。 又、炭素原子の分布状態は分布濃度C(C)が、
光受容層の層厚方向に於いて、均一であつて不均
一であつても良い。 本発明に於いて、光受容層に設けられる炭素原
子の含有されている層領域(C)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、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。 前者の場合、層領域(C)中に含有される炭素
原子の含有量は、高光感度を維持する為に比較的
少なくされ、後者の場合には、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、前者と後者の両方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
せ、光受容層の自由表面側に於いて比較的低濃度
に分布させるのか、或いは、光受容層の自由表面
側の表層領域には、炭素原子を積極的には含有さ
せない様な炭素原子の分布状態を層領域(C)中
に形成すれば良い。 本発明に於いて、光受容層に設けられる層領域
(C)に含有される炭素原子の含有量は、層領域
(C)自体に要求される特性、或いは該層領域
(C)が支持体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(C)に直に接触して他の層領
域が設けられる場合には、該他の層領域の特性
や、該他の層領域との接触界面に於ける特性との
関係も考慮されて、炭素原子の含有量が適宜選択
される。 層領域(C)中に含有される炭素原子の量は、
形成される光導電部材に要求される特性に応じて
所望に従つて適宜決められるが、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(C)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(C)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
(C)に含有される炭素原子の含有量の上限は、
前記の値より充分少なくされるのが望ましい。 本発明の場合には、層領域(C)の層厚TOが
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(C)中に含有
される炭素原子の量の上限は、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。 第2図乃至第10図には、本発明における光導
電部材の層領域(C)中に含有される炭素原子の
層厚方向の分布状態の典型的例が示される。 第2図乃至第10図において、横軸は炭素原子
の分布濃度C(C)を、縦軸は層領域(C)の層
厚を示し、TBは支持体側の層領域(C)の端面
の位置を、tTは支持体側とは反対側の層領域
(C)の端面の位置を示す。即ち、炭素原子の含
有される層領域(C)はtB側よりtT側に向つて層
形成がなされる。 第2図には、層領域(C)中に含有される炭素
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、炭素原子の含有され
る層領域(C)が形成される支持体の表面と該層
領域(C)の表面とが接する界面位置tBよりt1の
位置までは、炭素原子の分布濃度C(C)がC1な
る一定の値を取りながら炭素原子が形成される層
領域(C)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においては炭素原子の分布濃度
C(C)はC3とされる。 第3図に示される例においては、含有される炭
素原子の分布濃度C(C)は位置tBより位置tTに
到るまで濃度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までは炭
素原子の分布濃度C(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(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、炭素原子の分布濃度C(C)
は位置tBより位置tTに到るまで、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、炭素原子の分布濃
度C(C)は、位置tB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
(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、炭素原子の分布濃度C(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
では炭素原子の分布濃度C(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、炭素原子の
分布濃度C(C)は位置tBにおいて濃度C17であ
り、位置t6に至るまではこの濃度C17より初めは
ゆつくりと減少され、t6の位置付近においては、
急激に減少されて位置t6では濃度C18とされる。 位置t6と位置t7との間においては、初め急激に
減少されて、その後は、緩かに徐々に減少されて
位置t7で濃度C19となり、位置t7と位置t8との間で
は、極めてゆつくりと徐々に減少されて位置t8に
おいて濃度C20に至たる。位置t8と位置tTの間にお
いては、位置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、層領域
(C)中に含有される炭素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、炭素原子の分布濃
度C(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(C)は支持体側に較べて可成
り低くされた部分を有する炭素原子の分布状態が
層領域(C)に設けられている。 本発明において、光受容層を構成する炭素原子
の含有される層領域(C)は、上記した様に支持
体側の方に炭素原子が比較的高濃度で含有されて
いる局在領域(B)を有するものとして設けられ
るのが望ましく、この場合には、支持体と光受容
層との間の密着性をより一層向上させることが出
来る。 上記局在領域(B)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。 本発明においては、上記局在領域(B)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(B)を層領域(LT)の一部とする
か又は全部とするかは、形成される光受容層に要
求される特性に従つて適宜決められる。 局在領域(B)はその中に含有される炭素原子
の層厚方向の分布状態として炭素原子の分布濃度
C(C)の最大値Cnaxが、好ましくは500atomic
ppm以上、より好適には800atomic ppm以上、
最適には1000atnmic 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、炭素原子の含有され
る層領域(C)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C(C)の
最大値Cnaxが存在する様に形成されるのが望まし
い。 本発明において、必要に応じて光受容層中な含
有されるハロゲン原子(X)としては、具体的に
はフツ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、殊に
フツ素、塩素を好適なものとして挙げることが出
来る。 本発明において、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、例えばゲルマ
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供給用の原料ガスと水素原子(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、
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
形成すると共に、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。 イオンプレーテイング法の場合には、例えば多
結晶シリコン又は単結晶シリコンと多結晶ゲルマ
ニウム又は単結晶ゲルマニウムとを、夫々蒸発源
として蒸着ボートに収容し、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を通過させる以外は、スパツ
タリング法の場合と同様にする事で行うことが出
来る。 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,Ge7E16,Ge8H16,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ものとしては、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いものとして挙げ
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,SiCl4,SiBr4等のハ
ロゲン化硅素が好ましいものとして挙げることが
出来る。 この様なハロゲン原子を含む硅素化合物を採用
してグロー放電法によつて本発明の特徴的な光導
電部材を形成する場合には、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。 グロー放電放に従つて、ハロゲン原子を含む第
1の層領域(G)を作成する場合、危本的には、
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。 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等
のハロゲン置換水素化硅素、及びGeHF3,
GeH2F2,GeH3F,GeHCl3,GeH2Cl2,
GeH3Cl,GeHBr3,GeH2Br2,GeH3Br,
GeHI3,GeH2I2,GeH3I等の水素原子を構成要
素の1つとするハロゲン化物、GeF4,GeCl4,
GeBr4,GeI4,GeF2,GeCl2,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
は、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等の水素化硅素と、Geを
供給する為のゲルマニウム又はゲルマニウム化合
物或いはGeH4,Ge2H6,Ge3H8,Ge4H10,
Ge5H12,Ge6H14,Ge7H16,Ge8H18,Ge9H20等
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、形成される光導
電部材の第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。 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、放電電力等を制
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こ
とが出来る。 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。 光受容層を構成する層領域(PN)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して前記物質
(C)の含有された層領域(PN)を形成するに
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
堆積室中に光受容層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
常圧でガス状のもの、又は少なくとも層形成条件
下で容易にガス化し得るものが採用されるのが望
ましい。その様な第族原子導入用の出発物質と
して具体的には硼素原子導入用としては、B2H6,
B4H10,B5H9,B5H11,B6H10,B6H12,B6H14
等の水素化硼素、BF3,BCl3,BBr3等のハロゲ
ン化硼素等が挙げられる。この他、AlCl3,
CaCl3,Ga(CH3)3,InCl3,TlCl3等も挙げるこ
とが出来る。 第族原子導入用の出発物質として、本発明に
おいて有効に使用されるのは、燐原子導入用とし
ては、PH3,P2H4等の水素化燐、PH4I,PF3,
PF5,PCl3,PCl5,PBr3,PBr5,PI3等のハロゲ
ン化燐が挙げられる。この他、AsH3,AsF3,
AsCl3,AsBr3,AsF5,SbF3,SbF5,SbCl3,
SbCl5,BiH3,BiCl3,BiBr3等も第族原子導
入用の出発物質の有効なものとして挙げることが
出来る。 本発明に於いて、光受容層に炭素原子の含有さ
れた層領域(C)を設けるには、光受容層の形成
の際に炭素原子導入用の出発物質を前記した光受
容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(C)を形成するのにグロー放電法を用
いる場合には、前記した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炭素原
子導入用の出発物質が加えられる。その様な炭素
原子導入用の出発物質としては、少なくとも炭素
原子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、炭素原子(C)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、炭
素原子(C)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)、炭素原子
(C)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炭素原子
(C)を構成原子とする原料ガスを混合して使用
しても良い。 CとHとを構成原子とするものとしては、例え
ば炭素数1〜5の飽和炭化水素、炭素数の2〜4
のエチレン系炭化水素、炭素数2〜4のアセチレ
ン系炭化水素等が挙げられる。 具体的には、飽和炭化水素としては、メタン
(CH4),エタン(C2H6),プロパン(C3H8),n
−ブタン(n−C4H10),ペンタン(C5H12),エ
チレン系炭化水素としては、エチレン(C2H4),
プロピレン(C3H6),ブテン−1(C4H8),ブテ
ン−2(C4H8),イソブチレン(C4H8),ペンテ
ン(C5H10),アセチレン系炭化水素としては、
アセチレン(C2H2),メチルアセチレン
(C3H4),ブチン(C4H6)等が挙げられる。 これ等の他にSiとCとを構成原子とする原料ガ
スとしてSi(CH3)4,Si(C2H5)4等のケイ化アルキ
ルを挙げることが出来る。 本発明に於いては、層領域(C)中には窒素原
子で得られる効果を更に助長させる為に炭素原子
に加えて、更に酸素子又は/及び窒素原子を含有
することが出来る。酸素原子を層領域(C)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),五二酸化窒素(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
げることが出来る。 層領域(C)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
るか或いは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(C4N2)等のハロゲン化窒素化合物を挙げる
ことが出来る。 スパツタリング法によつて、炭素原子を含有す
る層領域(C)を形成するには、単結晶又は多結
晶のSiウエーハー又はCウエーハー又はSiとCが
混合されて含有されているウエーハーをターゲツ
トとして、これ等を種々のガス雰囲気中でスパツ
タ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、炭素原子と必要に応じて水素原子又は/
及びハロゲン原子を導入する為の原料ガスを、必
要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツター用の
堆積室中に導入し、これ等のガスのガスプラズマ
を形成して前記Siウエーハーをスパツタリングす
れば良い。 又、別には、SiとCとは別々のターゲツトとし
て、又はSiとCの混合した一枚のターゲツトを使
用することによつて、スパツター用のガスとして
の稀釈ガスの雰囲気中で又は少なくとも水素原子
(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。炭素原子導入用の原料
ガスとしては、先述したグロー放電の例で示した
原料ガスの中の炭素原子導入用の原料ガスが、ス
パツタリングの場合にも有効なガスとして使用さ
れ得る。 本発明に於いて、光受容層の形成の際に、炭素
原子の含有される層領域(C)を設ける場合、該
層領域(C)に含有される炭素原子の分布濃度C
(C)を層厚方向に変化させて、所望の層厚方向
の分布状態(depth profile)を有す層領域(C)
を形成するには、グロー放電の場合には、分布濃
度C(C)を変化させるべき炭素原子導入用の出
発物質のガスを、そのガス流量を所望の変化率曲
線に従つて適宜変化させ乍ら、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、
流量の変化率は線形である必要はなく例えばマイ
コン等を用いて、あらかじめ設計された変化率曲
線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(C)をスパツタリング法によつて形成
する場合、炭素原子の層厚方向の分布濃度C(C)
を層厚方向で変化させて、炭素原子の層厚方向の
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、炭素原子導入用の出発物質をガス状態で使用
し、該ガスを堆積室中へ導入する際のガス流量を
所望に従つて適宜変化させることによつて成され
る。 第二には、スパツタリング用のターゲツトを例
えばSiとCとの混合されたターゲツトを使用する
のであれば、SiとC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。 本発明に於いて、形成される光受容層を構成す
る第二の層領域(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。 本発明において使用される支持体は、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,Pb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て得、所望によつ
て、その形状は決定されるが、例えば、第1図の
光導電部材100を電子写真用像形成部材として
使用するのであれば連続高速複写の場合には、無
端ベルト状又は円筒状とするのが望ましい。支持
体の厚さは、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、好ましくは10μ
以上とされる。 次に本発明の光導電部材の製造方法の一例の概
略について説明する。 第11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と略す。)ボンベ、1104はHeで稀
釈されたB2H6ガス(純度99.99%、以下B2H6/
Heと略す。)ボンベ、1105はC2H4ガス(純
度9.9999%)ボンベ、1106はH2ガス(純度
99.999%)ボンベである。 これらのガスを反応室1101に流入させるに
はガスボンベ1102〜1106のバルブ112
2〜1126、リークバルブ1135が閉じられ
ていることを確認し、又、流入バルブ1112〜
1116、流出バルブ1117〜1121、補助
バルブ1132,1133が開かれていることを
確認して、先づメイデバルブ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5×10-6toor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
B2H6/Heガス、ガスボンベ1105よりC2H4
ガスをバルブ1122〜1125を開いて出口圧
ゲージ1127〜1130の圧を1Kg/cm2に調整
し、流入バルブ1112〜1115を徐々に開け
て、マスフロコントローラ1107〜1110内
に夫々流入させる。引き続いて流出バルブ111
7〜1120、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B2H6/Heガス流量とC2H4ガス流量との比
が所望の値になるように流出バルブ1117〜1
120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113
8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
起させ所望時間グロー放電を維持して基体113
7上に所望層厚に、硼素原子(B)と炭素原子
(C)とが含有され、a−SiGe(H,X)で構成
された層領域(B,C)が形成される。 層領域(B,C)が所望層厚に形成された段階
に於いて、流出バルブ1118,1119,11
20の夫々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こと以外は、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
前記層領域(B,C)上に、硼素原子(B)、炭
素原子(C)及びゲルマニウム原子(Ge)が含
有されていない、a−Si(H,X)で構成された
層領域(S)が形成されて、光受容層の形成が終
了される。 上記の光受容層の形成の際に、該層形成開始
後、所望の時間が経過した段階で、堆積室への
B2H6/Heガス或いはC2H4ガスの流入を止める
ことによつて、硼素原子の含有された層領域
(B)及び炭素原子の含有された層領域(C)の
各層厚を任意に制御することが出来る。 又、所望の変化率曲線に従つて、堆積室110
1へのC2H4ガスのガス流量を制御することによ
つて層領域(C)中に含有される炭素原子の分布
状態を所望通りに形成することが出来る。 層形成を行つている間は層形成の均一化を計る
ため基本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11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表に示す条件で層形成を
行つて電子写真用像形成部材を得た。 こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験
装置に設置し5.0kV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)を像形成部材表面をカスケード
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、
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。 実施例 2 第11図に示した製造装置により、第2表に示
す条件にした以外は実施例1と同様にして、層形
成を行つて電子写真用像形成部材を得た。 こうして得られた像形成部材に就いて、帯電極
性と現像剤の荷電極性の夫々を実施例1と反対に
した以外は実施例1と同様の条件及び手順で転写
紙上に画像を形成したところ極めて鮮明な画質が
得られた。 実施例 3 第11図に示した製造装置により、第3表に示
す条件にした以外は実施例1と同様にして、層形
成を行つて電子写真用像形成部材を得た。 こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。 実施例 4 実施例1に於いて、GeH4/HeガスとSiH4/
Heガスのガス流量比を変えて第1層中に含有さ
れるゲルマニウム原子の含有量を第4表に示す様
に変えた以外は、実施例1と同様にして電子写真
用像形成部材を夫々作成した。 こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ第4表に示す結果が得られた。 実施例 5 実施例1において、第1層の層厚を第5表に示
す様に変える以外は、実施例1と同様にして各電
子写真用像形成部材を作成した。 こうして得られた各像形成部材に就いて、実施
例1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形
成したところ第5表に示す結果が得られた。 実施例 6 第11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6表乃至第8表に示す各条
件で層形成を行つて電子写真用像形成部材の夫々
(試料No.601,602,603)を得た。 こうして得られた像形成部材の夫々を、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)を各像形成部材表面をカスケー
ドすることによつて、各像形成部材表面上に良好
なトナー画像を得た。各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、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。 実施例 7 第11図に示した製造装置により、第9表及び
第10表に示す各条件にした以外は実施例1と同様
にして、層形成を行つて電子写真用像形成部材の
夫々(試料No.701,702)を得た。 こうして得られた像形成部材の夫々に就いて、
実施例1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像
を形成したところ極めて鮮明な画像が得られた。 実施例 8 第11図に示した製造装置により、第11表乃至
第15表に示す条件にした以外は実施例1と同様に
して、層形成を行つて電子写真用像形成部材の
夫々(試料No.801〜805)を得た。 こうして得られ像形成部材に就いて、実施例1
と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成し
たところ極めて鮮明な画質が得られた。 実施例 9 実施例1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、実施例
1と同様のトナー画像形成条件にして、実施例1
と同様の条件で作成した電子写真用像形成部材に
就いてトナー転写画像の画質評価を行つたとこ
ろ、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。
【表】
【表】
【表】
【表】
◎:優良 ○:良好
【表】
◎:優良 ○:良好 △:実用上充分である
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【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。 基本温度: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……250℃ 放電周波数:13.56MHz 反応時反応室内圧:0.3Toor
件を以下に示す。 基本温度: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……250℃ 放電周波数:13.56MHz 反応時反応室内圧:0.3Toor
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
夫々層領域(C)中の炭素原子の分布状態を説明
する為の説明図、第11図は、実施例に於いて本
発明の光導電部材を作製する為に使用された装置
の模式的説明図である。 100……光導電部材、101……支持体、1
02……光受容層、103……第1の層領域
(G)、104……第2の層領域(S)。
する為の模式的層構成図、第2図乃至第10図は
夫々層領域(C)中の炭素原子の分布状態を説明
する為の説明図、第11図は、実施例に於いて本
発明の光導電部材を作製する為に使用された装置
の模式的説明図である。 100……光導電部材、101……支持体、1
02……光受容層、103……第1の層領域
(G)、104……第2の層領域(S)。
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、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の第1の層
領域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
の第2の層領域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
受容層とからなり、前記第1の層領域に0.01〜5
×104atomic ppmの伝導性を支配する物質が含
有され、前記光受容層中には0.001〜50atomic%
の炭素原子が含有されている層領域(C)を有す
る事を特徴とする電子写真用光導電部材。 2 第1の層領域及び第2の層領域の少なくとも
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 第1の層領域及び第2の層領域の少なくとも
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項又は同第2項に記載の電子写
真用光導電部材。 4 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1項に記載の電
子写真用光導電部材。 5 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1項に記載の電
子写真用光導電部材。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58166148A JPS6057982A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | 電子写真用光導電部材 |
| US06/647,791 US4592983A (en) | 1983-09-08 | 1984-09-06 | Photoconductive member having amorphous germanium and amorphous silicon regions with nitrogen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58166148A JPS6057982A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | 電子写真用光導電部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6057982A JPS6057982A (ja) | 1985-04-03 |
| JPH0225172B2 true JPH0225172B2 (ja) | 1990-05-31 |
Family
ID=15825941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58166148A Granted JPS6057982A (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-09 | 電子写真用光導電部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057982A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0675841B2 (ja) * | 1988-09-22 | 1994-09-28 | 功 庄田 | 板材の加工機 |
-
1983
- 1983-09-09 JP JP58166148A patent/JPS6057982A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6057982A (ja) | 1985-04-03 |