JPH0233147B2 - - Google Patents

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JPH0233147B2
JPH0233147B2 JP56016410A JP1641081A JPH0233147B2 JP H0233147 B2 JPH0233147 B2 JP H0233147B2 JP 56016410 A JP56016410 A JP 56016410A JP 1641081 A JP1641081 A JP 1641081A JP H0233147 B2 JPH0233147 B2 JP H0233147B2
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layer
gas
atoms
atomic
amorphous
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Shigeru Shirai
Junichiro Kanbe
Tadaharu Fukuda
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Canon Inc
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    • 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
    • G03G5/14Inert intermediate or cover layers for charge-receiving layers
    • G03G5/142Inert intermediate layers
    • G03G5/144Inert intermediate layers comprising inorganic material
    • 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
    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
    • G03G5/08214Silicon-based
    • G03G5/08221Silicon-based comprising one or two silicon based layers
    • G03G5/08228Silicon-based comprising one or two silicon based layers at least one with varying composition

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、光(ここでは広義の意味の光で、紫
外線、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があり、画像形成分野
に於いて使用される電子写真用像形成部材に関す
る。 電子写真用像形成部材に於ける光導電層を構成
する光導電部材には、Se、Se−Te、CdS、ZnO、
或いはPVCzやTNF等のopc材料が良く知られて
いるが、最近、例えば独国公開第2746967号公報、
同第2855718号公報に記載されてある様に、光感
度、分光波長領域、光応答性、暗抵抗等の点に於
いて他の光導電材料に較べて遜色ない特性を有
し、加えて非晶質にも抱らずp−n制御が容易に
行える、人体に対して無公害である等の点で、ア
モルフアスシリコン(以後a−Siと表記する)が
有望な光導電材料として注目を集めている。 この様にa−Siは他の光導電材料よりも多くの
点で優れた特性を有しており、電子写真用像形成
部材への適用としてその実用化が急速に進められ
ているが、未だ解決される可き点も残されてい
る。 例えば、場合によつては、その使用時に於い
て、残留電位が残る場合があり、繰返し使用を長
時間行うと疲労の蓄積が起り、ゴースト現象を引
起す様になる。転写画像中に白抜けが生ずる等の
不都合が生ずる。 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
ちになる。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。 又、他方、例えば、本発明者等の多くの実験に
よれば、電子写真用像形成部材の光導電層を構成
する材料としてのa−Siは、従来のSe、CdS、
ZnO或いはPVCzやTNF等のOPC(有機光導電部
材)に較べて、数多くの利点を有するが、従来の
太陽電池用として使用する為の特性が付与された
a−Siから成る単層構成の光導電層を有する電子
写真用像形成部材の上記光導電層に静電像形成の
為の帯電収理を施しても暗減衰(dark decay)
が著しく速く、通常の電子写真法が仲々適用され
難い事、及び多湿雰囲気中に於いては、上記傾向
が著しく、場合によつては現像時間まで帯電々荷
を全く保持し得ない事がある等、解決され得る可
き点が存在している事が判明している。 従つて、a−Si材料そのものの特性改良が計ら
れる一方で光導電部材を設計する際に、上記した
様な所望の電気的、光学的及び光導電的特性が得
られる様に工夫される必要がある。 本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、a
−Siに就て電子写真用像形成部材としての適応性
とその応用性という観点から総括的に鋭意研究検
討を続けた結果、シリコン原子を母体とし、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(必晶質材
料)、所謂水素化アモルフアスシリコン、ハロゲ
ン化アモルフアスシリコン、或いはハロゲン含有
水素化アモルフアスシリコン〔以後これ等の総称
的表記としてa−Si(H、X)を使用する〕から
構成され、光導電性を示す非晶質層の層構成を特
定化して、以降に詳述される支持体上に該層を設
けることで得られる電子写真用像形成部材は実用
的に充分使用し得るばかりでなく、従来のと較べ
てみても殆んどの点に於いて凌駕していること、
殊に電子写真用として光感度及び画質安定性に於
いて著しく優れた特性を有していることを見出し
た点に基いている。 本発明は電気的、光学的、光導電的特性が常時
安定していて、殆んど使用環境に制限を受けない
全環境型であり、耐光疲労に著しく長け、繰返し
使用に際しても劣化現象を起さず、残留電位が全
く又は殆んど観測されない電子写真用像形成部材
を提供することを主たる目的とする。 本発明の別の目的、全可視光域に於いて光感度
が高く、且つ光応答性の速い電子写真用部材を提
供することである。 本発明の他の目的は、通常の電子写真法が極め
て有効に適用され得る程度に、静電像形成の為の
帯電処理の際の電荷保持能が充分あり、且つ多湿
雰囲気中でもその特性の低下が殆んど観測されな
い優れた電子写真特性を有する電子写真用像形成
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。 本発明の電子写真用像形成部材は、化学構造的
に水を含む酸化アルミニウムから成る表面を有す
る電子写真用像形成部材の支持体と、水素原子ま
たはハロゲンが原子の少なくともいずれか一方を
含み、シリコン原子を母体とする非晶質材料で構
成され光導電性を示す層厚3〜100μの非晶質層
とから成る電子写真用像形成部材であつて、該非
晶質層には酸素原子が含有されており、その層厚
方向における酸素原子の分布濃度が夫々C1、C3
C2なる下部層領域、中間層領域、上部層領域を
支持体側よりこの順で有し、前記分布濃度C1
よびC2は夫々11atomic%以上の66atomic%以下
の分布濃度とされ、前記分布濃度C3
0.01atomic%以上10atomic%以下の分布濃度と
され、 C3<C1且つ、C3<C2である事を特徴とする。 上記した様な構成を取る様にして設計された電
子写真用像形成部材は、前記した諸問題の総てを
解決し得、極めてすぐれた電気的、光学的、光導
電的特性及び使用環境特性を示す。 殊に、電子写真用像形成部材として帯電処理の
際の電荷保持能に長け、画像形成への残留電位の
影響が全くなく、多湿雰囲気中でもその電気的特
性が安定しており高感度で、高SN比を有するも
のであつて耐光疲労、繰返し使用性に著しく長
け、濃度が高く、ハーフトーンが鮮明に出て、且
つ解像度の高い、高品質の可視画像を得る事が出
来る。更には、支持体からの浮き、剥離或いは、
層亀裂が生ぜず機械的及び電気的接触及び密着性
に優れている、長時間の繰返し使用に於いても、
初期の特性の低下は見られない等々の長所を有す
るものである。 以下、図面に従つて、本発明の電子写真用像形
成部材に就て詳細に説明する。 第1図は本発明の電子写真用として光導電部材
の基本的な構成例を説明する為に模式的に示した
模式的構成図である。 第1図に示す光導電部材100は、化学構造的
に水を含む酸化アルミニウムから成る表面を有す
る電子写真用としての支持体101の上に、必要
に応じて設けられる障壁層102、前記支持体1
01又は該障壁層102に直接接触した状態に設
けられている非晶質層103とで構成され、該非
晶質層103は酸素原子を含有し、該酸素原子の
分布が前記支持体101の表面に略々平行な面内
では実質的に均一であり層の厚み方向に於いて
は、層領域104,105,106の各部に於い
て異にしている。即ち、非晶質層103は、酸素
原子が分布量C1で層厚方向に実質的に一様に分
布している下部層領域104と、分布量C2で層
厚方向に実質的に一様に酸素原子が分布している
上部層領域106と、これ等両層領域に挾持さ
れ、分布量C3で層厚方向に実質的に一様に酸素
原子が分布している中間層領域105とで構成さ
れている。 本発明に於いて、各層領域に於ける酸素原子の
分布量C1、C2、C3は、その大小関係がC3<C1
C2となる様に所望の値を取り得るものであるが、
分布量C1及びC2の値としては上限は、通常は
66atomic%以下、好適には64atomic%以下、最
適には51atomic%以下とされるのが望ましく、
下限としては、通常は11atomic%以上、好適に
は15atomic%以上とされるのが望ましい。 分布量C3の値としては、その上限が通常は
10atomic%以下、好適には5atomic%以下、最適
には2atomic%以下とされ、下限としては、通常
は0.01atomic%以上、好適には0.02atomic%以
上、最適には0.03atnmic%以上とされるのが望ま
しい。 支持体101は、少なくともその表面に化学構
造的に水を含む酸化アルミニウム皮膜を有するも
のであるが、斯かる皮膜は、最も端的には電子写
真用として加工成型した後適当な予備処理が施さ
れた純アルミニウム又はアルミニウム合金の基本
の表面に陽極酸化処理を施し、次いで必要に応じ
て適当な前処理を行なつた後に、沸騰水処理又は
蒸気処理を施すことによつてAl2O3・H2O又は
Al2O3・3H2Oなる組成のものとして得られる。 陽極酸化処理としては電気的絶縁耐力に優れた
皮膜が形成される方法が採用され、例えば蓚酸
法、硫酸法、クロム酸法を挙げることが出来る。 例えで蓚酸法としては、使用される電解液は例
えば1〜3%の蓚酸又は蓚酸塩溶液、1〜3
%のマロン酸又はその塩類の溶液、蓚酸35g、
KMnO41gの割合でこれ等を1の水に溶解し
たもの等が挙げられる。 この場合の電流密度及び電圧は、使用される電
解液及び被処理材料等によつて適宜決められるも
のであるが、電流密度としては3〜20Amp/d
cm2、電圧としては40〜120Volt程度とされる。 又、陽極酸化中の浴槽の温度としては、10〜30
℃程度の範囲とされる。 硫酸法の場合には、電解液の濃度を10〜70%の
間に変え、且つ電圧を10〜15Voltsに保つて、処
理時間を10〜15分の間に変えることによつて、特
性の異なる皮膜を形成することができる。 この場合の使用電力としては、0.5〜2KWh/
m2の間に変化し、処理温度は15〜30℃程度とされ
る。 例えば、強くて硬い皮膜を作る場合には、硫酸
5%とグリセリン5%の液を用い、12〜15Volts
で20〜40分間処理すれば良い。又、逆に柔軟性に
富む皮膜を得る場合には硫酸25%とグリセリン20
%の溶液を用い12℃〜30℃で、15Voltsの電圧で
30〜60分間処理すれば良い。更には硫酸5〜10%
の溶液に多少のAl2(SO43を溶解した電解溶液を
使用して、液槽温度15〜20℃程度で行うことも出
来る。これ等の場合の使用電力としては、1m2
り、硬い皮膜を得る場合には2KWh程度、軟らか
い皮膜を得る場合には、0.5〜1MWh程度である。 形成される皮膜の電気絶縁耐力を最大限にする
には、液の濃度を60〜77%H2SO4とし、溶液の
容積15に対して1の割合のグリセリンを添加し、
液槽の温度を20〜30℃とし、電圧を約12volts、
電流密度0.1〜1.0Amp/dm2の条件下で処理すれ
ば良い。 上記の様な方法によつて陽極酸化処理された基
体は、洗滌等の適当な前処理を必要に応じて行つ
た後、最終的な形態の皮膜を形成する為に沸騰水
処理又は水蒸気処理が施される。 沸騰水処理は、脱塩してPHを5〜9に調整され
た水を80〜100℃程度に加熱させた中に、前記陽
極酸化処理した基体を浸漬させれば良い。 蒸気処理法としては、予め沸騰水で良く洗滌
し、更に、TiCl3、SnCl2、FeSo4等の還元性水溶
液で処理して、皮膜に附着している電解液の成分
を完全に除去した後、4〜5.6Kg/cm2程度の過熱
水蒸気中に前記の陽極酸化された基体を適当時間
保持すれば良い。 本発明に於いて、所望特性とその上に形成され
る光導電層との良好なマツチングが得られる様な
皮膜が形成されるアルミニウム合金材料として
は、Al−Mg−Si系、Al−Mg系、Al−Mg−Mn
系、Al−Mn系、Al−Mg系、Al−Mg−Si系、
Al−Mg−Mn系、Al−Cu−Mg系、Al−Cu−Ni
系、Al−Cu系、Al−Si系、Al−Cu系、Al−Cu
−Zn系、Al−Cu−Ni系、Al−Si系、Al−Cu−
Si系、Al−Mg−Si系、等を挙げることが出来
る。具体的には、例えば、A51S、61S、63S、
Aludur、Legal、Anticorodal、Pantal、SilalV、
RS、52S、56S、Hydronalium、BS−
Seewasser、4S、KS−Seewasser、3S、14S、
17S、24S、Y合金、NS、RS、Silumin、アメリ
カ合金、ドイツ合金、Kupfer−Silumin、
Silumin−Gamma等の製品規格名で市販されて
いるものを挙げることが出来る。 本発明に於ける支持体表面上に設けられる水を
化学構造的に含む皮膜の膜厚としては、その上に
形成される光導電層の特性及びその構成材料、層
厚等との相関関係に於いて所望に従つて適宜決定
されるものであるが、通常の場合、0.05〜10μ、
好適には0.1〜5μ、最適には0.2〜2μとされるのが
望ましいものである。 障壁層102は、支持体101の側から非晶質
層103側方向か又は非晶質層103側から支持
体101側方向へのフリーキヤリアの流入を効果
的に阻止し且つ電磁波照射時に於いて電磁波の照
射によつて非晶質層103中に生じ、支持体10
1の側に向つて移動するフオトキヤリアの非晶質
層103の側から支持体101の側への通過を容
易に許す機能を有するものである。 障壁層102は、上記した様な機能を有するも
のであるが、支持体101上に非晶質層103を
直接設けることにより、支持体101と非晶質層
103との間に形成される異面に於いて、上記の
様な障壁層102と同様な機能が充分発揮される
のであれば、本発明に於いては障壁層102を強
いて設ける必要はない。 又、非晶質層103の支持体101側の表面層
領域に酸素原子を充分量含有させてやることによ
つて、非晶質層103の一部の層領域で障壁層1
02と同様の機能を荷わせることが出来、その際
の酸素原子の含有量としては、斯かる機能を発揮
する層領域に於いてシリコン原子に対して、通常
は39〜69atomic%、好適には42〜66atomic%、
最適には48〜66atomic%とされるのが望ましい
ものである。 障壁層102は、シリコンを母体とし、炭素原
子、窒素原子及び酸素原子の中から選択される原
子の少なくとも一種と、必要に応じて水素原子又
はハロゲン原子の少なくともいずれか一方とを含
む非晶質材料<これ等を総称してa−〔Six(C、
N、O)1-x〕y(H、X)1-yと表記する(但し0
<x<1、0<y<1)>又は電気絶縁性の金属
酸化物或いは電気絶縁性の有機化合物で構成され
る。 本発明に於いて、ハロゲン原子(X)として好
適なのはF、Cl、Br、Iであり、殊にF、Clが
望ましいものである。 上記障壁層102を構成する非晶質材料として
本発明に於いて有効に使用されるものとしては具
体的には、例えば炭素系の非晶質材料としてa−
SiaC1-a、a−(SibC1-bcH1-c、a−(SidC1-de
X1-e、a−(SifC1-fg(H+X)1-g、窒素系の非
晶質材料としてa−SihN1-h、a−(SiiN1-ijH1-j
a−(SikN1-klL1-l、a−(SinN1-no(H+X)1-
、酸素系の非晶質材料としてa−SipO1-p、a−
(SipO1-pqH1-q、a−(SirO1-rsX1-s、a−(Sit
O1-tu(H+X)1-u等、更には、上記の非晶質材
料に於いて、C、N、Oの中の少なくとも2種の
原子を構成原子として含む非晶質材料を挙げるこ
とが出来る。(但し0<a、b、c、d、e、f、
g、h、i、j、k、l、m、n、o、p、q、
r、s、t、u<1)。 これ等の非晶質材料は層構成の最適化設計に依
る障壁層102に要求される特性及び該障壁層1
02上に積重される非晶質層103との連続的作
成の容易さ等によつて適宜最適なものが選択され
る。殊に特性面からすれば、炭素系、窒素系の非
晶質材料を選択するのが好ましいものである。 障壁層102を上記の非晶質材料で構成する場
合の層形成法としてはグロー放電法、スパツター
リング法、イオンインプランテーシヨン法、イオ
ンプレーテイング法、エレクトロンビーム法等に
よつて成される。 グロー放電法によつて障壁層102を形成する
には、前記非晶質材料形成用の原料ガスを、必要
に応じて稀釈ガスと所定量の混合比で混合して、
支持体101の設置してある真空堆積用の堆積室
に導入し、導入させたガスをグロー放電を生起さ
せることでガスプラズマ化して前記支持体101
上に前記の非晶質材料を堆積させれば良い。 本発明に於いて、炭素系の非晶質材料で構成さ
れる障壁層102を形成する為の原料ガスとして
有効に使用されるのは、SiとHとを構成原子とす
るSiH4、Si2H6、Si4H10等のシラン(Silane)類
等の水素化硅素ガス、CとHとを構成原子とす
る、例えば炭素数1〜5の飽和炭化水素、炭素数
1〜5のエチレン系炭化水素、炭素数2〜4のア
セチレン系炭化水素等が挙げられる。 具体的には、飽和炭化水素としてはメタン
(CH4)、エタン(C2H6)、プロパン(C3H8)、n
−ブタン(n−C4H10)ペンタン(C5H12)、エチ
レン系炭化水素としては、エチレン(C2H4)、プ
ロピレン(C3H6)、ブテン−1(C4H8)、ブテン
−2(C4H8)、イソブチレン(C4H8)、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。 SiとCとHとを構成原子とする原料ガスとして
は、Si(CH34、Si(C2H54等のケイ化アルキルを
挙げることが出来る。これ等の原料ガスの他、H
導入用の原料ガスとしては勿論H2も有効なもの
として使用される。 障壁層102をハロゲン原子を含む炭素系の非
晶質材料で構成する為の層形成用の原料ガスの中
でハロゲン原子導入用の原料ガスとしては、例え
ばハロゲン単体、ハロゲン化水素、ハロゲン間化
合物、ハロゲン化硅素、ハロゲン置換水素化硅
素、水素化硅素等を挙げることが出来る。 具体的にはハロゲン単体としては、フツ素、塩
素、臭素、ヨウ素のハロゲンガス、ハロゲン化水
素としては、FH、HI、HCl、HBr、ハロゲン間
化合物としては、BrF、ClF、ClF3、ClF5
BrF5、BrF5、BrF3、IF7、IF5、ICl、IBr、ハロ
ゲン化硅素としては、SiF4、Si2F6、SiCl4
SiCl3Br、SiCl2Br2、SiClBr3、SiCl3I、SiBr4
ハロゲン置換水素化硅素としては、SiH2F3
SiH2Cl2、SiHCl3、SiH3Cl、SiH3Br、SiH2Br2
SiHBr3、水素化硅素としては、SiH4、Si2H6
Si3H8、Si4H10等のシラン(Silane)類、等々を
挙げることが出来る。 これ等の他に、CCl4、CHF3、CH2F2、CH3F、
CH3Cl、CH3Br、CH3l、C2H5Cl等のハロゲン置
換パラフイン系炭化水素、SF4、SF6等のフツ素
化硫黄化合物、Si(CH34、Si(C2H54、等のケイ
化アルキルやSiCl(CH33、SiCl2(CH32
SiCl3CH3等のハロゲン含有ケイ化アルキル等の
シラン誘導体も有効なものとして挙げることが出
来る。 これ等の障壁層形成物質は、形成される障壁層
中に、所定の組成比でシリコン原子、炭素原子及
び必要に応じて又はハロゲン原子及び水素原子と
が含有される様に、障壁層形成の際に所望に従つ
て選択されて使用される。 例えば、シリコン原子と炭素原子と水素原子と
の含有が容易に成し得て且つ所望の特性の障壁層
が形成され得るSi(CH34とハロゲン原子を含有
させるものとしてのSiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2
或いはSiH3Cl等を所定の混合比でガス状態で障
壁層形成用の装置系内に導入してグロー放電を生
起させることによつてa−(SifC1-fg(X+H)1-
からなる障壁層を形成することが出来る。 窒素系の非晶質材料で障壁層102を構成する
のにグロー放電法を採用する場合には、先に挙げ
た障壁層形成用の物質の中から所望に応じたもの
を選択し、それに加えて次の窒素原子導入用の原
料ガスを使用すれば良い。即ち、障壁層102形
成用の窒素原子導入用の原料ガスに成り得るもの
として有効に使用される出発物質は、Nを構成原
子とする或いは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(NH4H2)等のガス状の又はガス化し得
る窒素、窒化物及びアジ化物等の窒素化合物を挙
げることが出来る。この他に、窒素原子の導入に
加えて、ハロゲン原子の導入も行えるという点か
ら、三弗化窒素(F3N)、四弗化窒素(F4N2)等
のハロゲン化窒素化合物を挙げることが出来る。 酸素系の非晶質材料で障壁層102を構成する
のにグロー放電法によつて層形成を行う場合に於
ける、障壁層102形成用の原料ガスとなる出発
物質としては、前記した障壁層形成用の出発物質
の中から所望に従つて選択されたものに酸素原子
導入用の出発物質が加えられるその様な酸素原子
導入用の出発物質としては、少なくとも酸素原子
を構成原子とするガス状の物質又はガス化し得る
物質をガス化したものの中の大概のものが使用さ
れ得る。 例えばSiを、構成原子とする原料ガスを使用す
る場合は、Siを構成原子とする原料ガスと、Oを
構成原子とする原料ガスと、必要に応じてH又は
及びXを構成原子とする原料ガスとを所望の混合
比で混合して使用するか、又は、Siを構成原子と
する原料ガスと、O及びHを構成原子とする原料
ガスとを、これも又所望の混合比で混合するか、
或いは、Siを構成原子とする原料ガスと、Si、O
及びHの3つを構成原子とする原料ガスとを混合
して使用することが出来る。 又、別には、SiとHとを構成原子とする原料ガ
スにOを構成原子とする原料ガスを混合して使用
しても良い。 具体的には、例えば酸素(O2)、オゾン(O3)、
一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO2)、一酸化
窒素(NO)、二酸化炭素(CO2)、一酸化窒素
(NO)、二酸化窒素(NO2)、一二酸化窒素
(N2O)、三二酸化窒素(N2O3)、四二酸化窒素
(N2O4)、五二酸化窒素(N2O5)、三酸化窒素
(NO3)、SiとOとHとを構成原子とする、例えば
ジシロキサンH3SiOSiH3、トリシロキサン
H3SiOSiH2OSiH3等の低級シロキサン等を挙げ
ることが出来る。 上記した様に、グロー放電法によつて障壁層1
02を形成する場合には、障壁層形成用の出発物
質を上記した物質の中より種々選択して使用する
ことにより、所望特性を有する所望構成材料で構
成された障壁層102を形成することが出来る。
障壁層102をグロー放電法で形成する場合の出
発物質の組合せで良好なものとして具体的には、
例えばSi(CH34、SiCl2(CH32等の単独ガス又は
SiH4−N2O系、SiH4−O2(−Ar)系、SiH4
NO2系、SiH4−O2−N2系、SiCl−CO2−H2系、
SiCl4−NO−H2系、SiH4−NH3系、SiCl4
NH4系、SiH4−N2系、SiH4−NH3−NO系、Si
(CH34−SiH4系、SiCl2(CH32−SiH4系等の混
合ガスを挙げることが出来る。 スパツターリング法によつて炭素系の非晶質材
料で構成される障壁層102を形成するには、単
結晶又は多結晶のSiウエーハー又はCウエーハー
又はSiとCが混合されて含有されているウエーハ
ーをターゲツトとして、これ等の種々のガス雰囲
気中でスパツターリングすることによつて行えば
良い。 例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
するのであれば、炭素原子と水素原子(H)又はハロ
ゲン原子(X)を導入する為の原料ガスを、必要
に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツター用の堆
積室中に導入し、これ等のガスのガスプラズマを
形成して前記Siウエーハーをスパツターリングす
れば良い。 又、別には、SiとCとは別々のターゲツトとし
て、又はSiとCの混合した一枚のターゲツトを使
用することによつて、少なくとも水素原子(H)又は
ハロゲン原子(X)を含有するガス雰囲気中でス
パツターリングすることによつて成される。 炭素原子又は水素原子或いはハロゲン原子導入
用の原料ガスとしては、先述したグロー放電の例
で示した原料ガスが、スパツターリング法の場合
にも有効なガスとして使用され得る。 スパツターリング法によつて窒素系の非晶質材
料で構成される障壁層102を形成するには、単
結晶又は多結晶のSiウエーハー又はSi3N4ウエー
ハー又はSiとSi3N4が混合されて含有されている
ウエーハーをターゲツトとして、これ等を種々の
ガス雰囲気中でスパツターリングすることによつ
て行えば良い。 例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
すれば、窒素原子と必要に応じて水素原子又は/
及びハロゲン原子を導入する為の原料ガス、例え
ばH2とN2、又はNH3を、必要に応じて稀釈ガス
で稀釈して、スパツター用の堆積室中に導入し、
これ等のガスのガスプラズマを形成して前記Siウ
エーハーをスパツターリングすれば良い。 又、別には、SiとSi3N4とは別々のターゲツト
として、又はSiとSi3N4の混合して形成した一枚
のターゲツトを使用することによつて、スパツタ
ー用のガスとしての稀釈ガス雰囲気中で又は少な
くともH原子及び/又はX原子を含有するガス雰
囲気中でスパツターリングすることによつて成さ
れる。 N原子導入用の原料ガスと成り得るものとして
は、先述したグロー放電の例で示した障壁層形成
用の出発物質の中のN原子導入用の原料ガスが、
スパツターリングの場合にも有効なガスとして使
用され得る。 スパツターリング法によつて酸素系の非晶質材
料で構成される障壁層102を形成するには、単
結晶又は多結晶のSiウエーハー又はSiO2ウエー
ハー又はSiとSiO2が混合されて含有されている
ウエーハー或いはSiO2ウエーハーをターゲツト
として、これ等を種々のガス雰囲気中でスパツタ
ーリングすることによつて行えば良い。 例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
すれば、酸素原子と必要に応じて水素原子又は/
及びハロゲン原子を導入する為の原料ガスを、必
要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツター用の
堆積室中に導入し、これ等のガスのガスプラズマ
を形成して前記Siウエーハーをスパツターリング
すれば良い。 又、別には、SiとSiO2とは別々のターゲツト
として、又はSiとSiO2の混合した一枚のターゲ
ツトを使用することによつて、スパツター用のガ
スとして希釈ガスの雰囲気中で又は少なくともH
原子又は/及びX原子を構成要素として含有する
ガス雰囲気中でスパツターリングすることによつ
て成される。酸素原子導入用の原料ガスとして
は、先述したグロー放電の例で示した原料ガスの
中の酸素原子導入用の原料ガスが、スパツターリ
ングの場合にも有効なガスとして使用され得る。 本発明に於いて、障壁層102をグロー放電法
又はスパツターリング法で形成する際に使用され
る稀釈ガスとしては、所謂・希ガス、例えばHe、
Ne、Ar等が好適なものとして挙げることが出来
る。 本発明に於ける障壁層102は、その要求され
る特性が所望通りに与えられる様に注意深く形成
される。 即ち、SiとC、N、Oの中少なくとも1つ及び
必要に応じてH又は/及びXを構成原子とする物
質はその作成条件によつて構造的には結晶からア
モルフアスまでの形態を取り、電気物性的には導
電性から半導電性、絶縁性までの間の性質を、又
光導電的性質から非光導電的性質までの間の性質
を、各々示すので、本発明に於いては、非光導電
性の非晶質材料が形成される様に、その作成条件
の選択が厳密に成される。 本発明の障壁層102を構成する非晶質材料は
障壁層102の機能が、支持体101側から非晶
質層103側へ又は非晶質層103側から支持体
101側へのフリーキヤリアの注入を阻止し、且
つ非晶質層103中で発生したフオトキヤリアが
移動して支持体101側に通過するのを容易に許
すことを果すものであることから、電気絶縁性的
挙動を示すものとして形成される。 又、非晶質層103中で発生したフオトキヤリ
アが障壁層102中を通過する際、その通過がス
ムーズに成される程度に通過するキヤリアに対す
る易動度(mobility)の値を有するものとして障
壁層102が形成される。 上記の様な特性を有する前記の非晶質材料から
成る障壁層102が形成される為の層作成条件の
中の重要な要素として、層作成時の支持体温度を
挙げる事が出来る。 即ち、支持体101の表面に前記非晶質材料か
ら成る障壁層102を形成する際、層形成中の支
持体温度は、形成される層の構造及び特性を左右
する重要な因子であつて、本発明に於いては、目
的とする特性を有する前記非晶質材料が所望通り
に作成され得る様に層作成時の支持体温度が厳密
に制御される。 本発明に於ける目的が効果的に達成される為の
障壁層102を形成する際の支持体温度としては
障壁層102の形成法に併せて適宜最適範囲が選
択されて、障壁層102の形成が実行されるが、
水素原子又はハロゲン原子を含む系の場合には通
常の場合、100℃〜300℃、好適には、150℃〜250
℃とされ、水素原子又はハロゲン原子を含まない
系の場合には通常、20〜200℃、好適には20〜150
℃とされるのが望ましいものである。障壁層10
2の形成には、同一系内で障壁層102から非晶
質層103、更には必要に応じて非晶質層103
上に形成される第3の層まで連続的に形成する事
が出来る、各層を構成する原子の組成比の微妙な
制御や層厚の制御が他の方法に比べて比較的容易
である事等の為に、グロー放電法やスパツターリ
ング法の採用が有利であるが、これ等の層形成法
で障壁層102を形成する場合には、前記の支持
体温度と同様に層形成の際の放電パワー、ガス圧
が作成される障壁層102の特性を左右する重要
な因子として挙げることが出来る。 本発明に於ける目的が効果的に達成される為の
特性を有する障壁層102が生産性よく効果的に
作成される為の放電パワー条件としては、通常1
〜300W好適には2〜150Wである。又、堆積室内
のガス圧は通常3×10-3〜5Torr、好適には8×
10-3〜0.5Torr程度とされるのが望ましい。 本発明の光導電部材に於ける障壁層102に含
有される炭素原子、窒素原子、酸素原子及び水素
原子、ハロゲン原子の量は、樟壁層102の作製
条件と同様、本発明の目的を達成する所望の特性
が得られる障壁層が形成される重要な因子であ
る。 障壁層102をa−SiaC1-aで構成する場合に
は炭素原子の含有量は、シリコン原子に対して通
常は60〜90atomic%、好適には65〜80atomic%、
最適には70〜75atomic%、aの表示では0.1〜
0.4、好適には0.2〜0.35、最適には0.25〜0.3とさ
れ、a−(SibCl-bcHl-cで構成する場合には、炭
素原子の含有量は、通常30〜90atomic%、好適
には40〜90atomic%、最適には50〜80atomic%、
水素原子の含有量としては、通常1〜40atomic
%、好適には2〜35atomic%、最適には5〜
30atomic%、b、cの表示で示せば、bが通常
は0.1〜0.5、好適には0.1〜0.35、最適には0.15〜
0.3、cが通常は0.60〜0.99、好適には0.65〜0.98、
最適には0.7〜0.95とされ、a−(SidCl-deXl-e
はa−(SifCl-fg(H+X)l-gで構成する場合に
は、炭素原子の含有量は通常は40〜90atomic%、
好適には50〜90atomic%、最適には60〜
80atomic%、ハロゲン原子又はハロゲン原子と
水素原子とを併せた含有量は通常は1〜
20atomic%、好適には1〜18atomic%、最適に
は2〜15atomic%とされ、ハロゲン原子と水素
原子の両者が含有される場合の水素原子の含有量
は、通常は19atomic%、好適には13atomic%と
され、d、e、f、gの表示では、d、fが通常
は0.1〜0.47、好適には0.1〜0.35、最適には0.15〜
0.3、e、gが通常は0.8〜0.99、好適には0.85〜
0.99、最適には0.85〜0.98とされる。 障壁層102を窒素系の非晶質材料で構成する
場合、先ずa−SihNl-hの場合には、窒素原子の
含有量はシリコン原子に対して通常は43〜
60atomic%、好適には43〜50atomic%、hの表
示では通常は0.43〜0.60、好適には0.43〜0.50と
される。 a−(SiiNl-ijHl-jで構成する場合には、窒素原
子含有量としては、通常は25〜55atomic%、好
適には35〜55atomic%、水素原子の含有量とし
ては、通常2〜35atomic%、好適には5〜
30atomic%とされ、i、jで表示すれば、iと
しては通常0.43〜0.6、好適には0.43〜0.5、jと
しては通常0.65〜0.98、好適には0.7〜0.95とさ
れ、a−(SikNl-klXl-l又はa−(SinNl-no(H+
X)l-oで構成する場合には窒素原子の含有量は、
通常30〜60atomic%、好適には40〜60atomic%、
ハロゲン原子又は、ハロゲン原子と水素原子とを
併せた含有量は、通常1〜20atomic%、好適に
は2〜15atomic%とされ、ハロゲン原子と水素
原子の両者が含有される場合の水素原子の含有量
は通常は19atomic%以下、好適には13atomic%
以下とされ、k、l、m、nの表示では、k、l
が通常は0.43〜0.60、好適には0.43〜0.49、m、
nが通常は0.8〜0.99、好適には0.85〜0.98とされ
る。 障壁層102を酸素系の非晶質材料で構成する
場合には、先ず、a−Si0O1-0では、酸素原子の
含有量は、シリコン原子に対して60〜67atomic
%、好適には63〜67atomic%とされ、Oの表示
では、通常0.33〜0.40、好適には0.33〜0.37とさ
れる。 a−(SipOl-pqHl-qの場合には、酸素原子の含
有量は通常39〜66atomic%、好適には42〜
64atomic%、水素原子の含有量としては、通常
は2〜35atomic%、好適には5〜30atomic%、
p、qの表示では、pとして通常0.33〜0.40、好
適には0.33〜0.37、qとして通常0.65〜0.98、好
適には0.70〜0.95である。 a−(SirOl-rsXl-s、又はa−(SitOl-tu(H+
X)l-uで構成する場合には、酸素原子の含有量
は、通常48〜66atomic%、好適には51〜
66atomic%、ハロゲン原子又はハロゲン原子と
水素原子とを併せた含有量は、通常は1〜
20atomic%、好適には2〜15atomic%とされ、
ハロゲン原子と水素原子の両者が含有される場合
には、水素原子の含有量は通常19atomic%以下、
好適には13atomic%以下とされ、r、s、t、
uの表示では、r、sは通常は0.33〜0.40、好適
には0.33〜0.37t、uとしては通常0.80〜0.99、好
適には0.85〜0.98とされる。 本発明に於いて、障壁層102を構成する電気
絶縁性の金属酸化としては、TiO2、Ce2O3
ZrO2、HfO2、GeO2、CaO、BeO、P2O5
Y2O3、Cr2O3、Al2O3、MgO、MgO・Al2O3
SiO2・MgO、等が好ましいものとして挙げるこ
とが出来る。これ等は2種以上を併用して障壁層
を形成しても良いものである。 電気絶縁性の金属酸化物で構成される障壁層1
02の形成は、真空蒸着法、CVD(chemical
vapour deposition)法、グロー放電分解法、ス
パツタリング法、イオンインブランテーシヨン
法、イオンプレーテイング法、エレクトロビーム
法等によつて成される。これ等の製造法は製造条
件、設備資本下の負荷程度、製造規模、作製させ
る光導電部材に所望される特性等の要因によつて
適宜選択されて採用される。 例えば、スパツターリング法によつて障壁層1
02を形成するには、障壁層形成用の出発物質の
ウエーハーをターゲツトとして、He、Ne、Ar
等のスパツター用のガス雰囲気中でスパツターリ
ングすることによつて行えば良い。 エレクトロンビーム法を用いる場合には障壁層
形成用の出発物質を蒸着ポート内に入れてエレク
トロンビームを照射して蒸着すればよいが、支持
体101側から非晶質層103中へのキヤリアの
流入を阻止し、且つ非晶質層103中で発生した
フオトキヤリアが移動して支持体101側に通過
するのを容易に許すことを果たすものであること
から、電気絶縁性的挙動を示すものとして形成さ
れる。 障壁層102の層厚の数値範囲は、その要求さ
れる特性を効果的に得る為の重要な因子の1つで
ある。 障壁層102の層厚が充分過ぎる程に薄いと、
支持体101の側からの非晶質層103側方向
へ、又は非晶質層103側から支持体101側方
向へのフリーキヤリアの流入を阻止する働きが充
分果し得なくなり、又、充分過ぎる程以上に厚い
と、非晶質層103中に於いて生ずるフオトキヤ
リアの支持体101側への通過する確率が極めて
小さくなり、従つて、いずれの場合にも、本発明
の目的を効果的に達成され得なくなる。 上記の点に鑑みて本発明の目的を効果的に達成
する為の障壁層102の層厚としては、通常の場
合、30〜1000Å、好適には、50〜600Åである。 本発明に於いて、その目的を効果的に達成する
為に、障壁層102上に設けられる非晶質層10
3は下記に示す半導体特性を有するa−Si(H、
X)で構成され、その層厚方向に前記した様な分
布状態を以つて酸素原子がドーピングされてい
る。 p型a−Si(H、X)…アクセプターのみを
含むもの。或いは、ドナーとアクセプターとの
両方を含み、アクセプターの濃度(Na)が高
いもの。 p-型a−Si(H、X)…のタイプに於いて
アクセプターの濃度(Na)が低い所謂p型不
純物をライトリードープしたもの。 n型a−Si(H、X)…ドナーのもを含むも
の。或いはドナーとアクセプターの両方を含
み、ドナー濃度(Nd)が高いもの。 n-型a−Si(H、X)…のタイプに於いて
ドナー濃度(Nd)が低い、所謂ノンドーブの
ものか又はn型不純物をライトリードープした
もの。 i型a−Si(H、X)…NaNdOのもの
又は、NaNdのもの。 本発明において、非晶質層103中に含有され
るハロゲン原子(X)としては、具体的にはフツ
素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、殊にフツ
素、塩素を好適なものとして挙げることが出来
る。 本発明において、主としてa−Si(H、X)で
構成される非晶質層103を形成するには例えば
グロー放電法、スパツタリング法、或いはイオン
プレーテイング法等の放電現象を利用する真空積
法によつて成される。例えば、グロー放電法によ
つて、非晶質層を形成するには、Siを生成し得る
Si生成原料ガスと共に、水素原子導入用の又は/
及びハロゲン原子導入用の原料ガスを内部が減圧
にし得る堆積室内に導入して、該堆積室内にグロ
ー放電を生起させ、予め所定位置に設置されてあ
る所定の支持体表面上にa−Si(H、X)からな
る層を形成させれば良い。酸素原子を形成される
層中に導入するには、層の成長に併せて、酸素原
子導入用の原料ガスを層の形成時に前記堆積室内
に導入してやれば良い。又、スパツターリング法
で形成する場合には、例えばAr、He等の不活性
ガス又はこれ等のガスをベースとした混合ガスの
雰囲気中でSiで形成されたターゲツトをスパツタ
ーリングする際、水素原子又は/及びハロゲン原
子導入用のガスをスパツターリング用の堆積室に
導入してやれば良い。 この際に於ける非晶質層103中への酸素原子
の導入法としては、層の成長に併せて、酸素原子
導入用の原料ガスを層形成時に前記堆積室中に導
入してやるか、又は、層形成時に、予め堆積室中
に設けた、酸素原子導入用のターゲツトをスパツ
ターリングしてやることが挙げられる。 本発明に於いて非晶質層103を形成する際に
使用されるSi生成原料ガスとしては、SiH4
Si2H6、Si3H8、Si4H10等のガス状態の又はガス
化し得る水素化硅素(シラン類)が有効に使用さ
れるものとして挙げられ、殊に、層作成作業の際
の扱い易さ、Si生成効率の良さ等の点でSiH4
Si2H6が好ましいものとして挙げられる。 本発明において非晶質層103を形成する際に
使用されるハロゲン原子導入用原料ガスとして有
効なのは、多くのハロゲン化合物が挙げられ、例
えばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲン間化
合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガ
ス状態の又はガス化し得るハロゲン化合物が好ま
しく挙げられる。 又、更には、シリコン原子とハロゲン原子とを
構成要素とするガス状態の又はガス化し得るハロ
ゲンを含む硅素化合物も有効なものとして本発明
に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、IF7、IF5、ICl、IBr等のハロゲン
間化合物を挙げることが出来る。 ハロゲンを含む硅素化合物、所謂、ハロゲンで
置換されたシラン誘導体としては、具体的には例
えばSiF4、Si2F5、SiCl4、SiBr4等のハロゲン化
硅素が好ましいものとして挙げることが出来る。 この様なハロゲンを含む硅素化合物を採用して
グロー放電法によつて本発明の特徴的な光導電部
材を形成する場合には、Siを生成し得る原料ガス
としての水素化硅素ガスを使用しなくとも、所定
の支持体上にa−Si:Xから成る非晶質層を形成
する事が出来る。 グロー放電法に従つて、ハロゲン原子を含む非
晶質層103を製造する場合、基本的には、Si生
成用の原料ガスであるハロゲン化硅素ガスとAr、
H2、He等のガスとを所定の混合比とガス流量に
なる様にして非晶質層を形成する堆積室内に導入
し、グロー放電を生起してこれ等のガスのプラズ
マ雰囲気を形成することによつて、所定の支持体
上に非晶質層103を形成し得るものであるが、
水素原子の導入を計る為にこれ等のガスに更に水
素原子を含む硅素化合物のガスも所定量混合して
層形成しても良い。 又、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で
複数種混合して使用しても差支えないものであ
る。反応スパツタリング法或いはイオンプレーテ
イング法に依つてa−Si(H、X)から成る非晶
質層を形成するには、例えばスパツターリング法
の場合にはSiから成るターゲツトを使用して、こ
れを所定のガスプラズマ雰囲気中でスパツタリン
グし、イオンプレーテイング法の場合には、多結
晶シリコン又は単結晶シリコンを蒸発源として蒸
着ボートに収容し、このシリコン蒸発源を抵抗加
熱法、或いはエレクトロンビーム法(EB法)等
によつて加熱蒸発させ飛翔蒸発物を所定のガスプ
ラズマ雰囲気中を通過させる事で行う事が出来
る。 この際、スパツタリング法、イオンプレーテイ
ング法の何れの場合にも形成される層中にハロゲ
ン原子を導入するには、前記のハロゲン化合物又
は前記のハロゲン原子を含む硅素化合物のガスを
堆積室中に導入して該ガスのプラズマ雰囲気を形
成してやれば良いものである。 又、水素原子を導入する場合には、水素原子導
入用の原料ガス、例えば、H2、前記したシラン
類等のガスをスパツタリング用の堆積室中に導入
して該ガスのプラズマ雰囲気を形成してやれば良
い。 形成される非晶質層中に層厚方向に所望の分布
状態を以つて含有される酸素原子は、グロー放電
法、イオンプレーテイング法或いは反応スパツタ
ーリング法によつて非晶質層を形成する場合に
は、酸素原子導入用の原料ガスを層の形成時に層
の成長に併せて所望の流量に従つて層形成用の堆
積室中に導入してやれば良い。 又、スパツターリング法によつて非晶質層を形
成する場合には、上記の他、酸素原子導入用のタ
ーゲツトを前記堆積室内に設けて置き、層の成長
に併せて前記ターゲツトをスパツターリングして
やれば良い。 本発明に於いて、酸素原子導入用の原料ガスと
して有効に使用されるものとしては、酸素
(O2)、オゾン(O3)、SiとOと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。又、酸素原子導入用の
ターゲツトを形成し得る材料として、本発明に於
いて有効に使用されるのは、SiO2、SiO等であ
る。 本発明においては、非晶質層を形成する際に使
用されるハロゲン導入用の原料ガスとして上記さ
れたハロゲン化合物或いはハロゲンを含む硅素化
合物が有効なものとして使用されるものである
が、その他に、HF、HCl、HBr、HI等のハロゲ
ン化水素、SiH2F2、SiH2Cl2、SiHCl3
SiH2Br2、SiHBr3等のハロゲン置換水素化硅素
等々のガス状態の或いはガス化し得る、水素原子
を構成要素の1つとするハロゲン化物も有効な非
晶質層形成用の出発物質として挙げる事が出来
る。 これ等の水素原子を含むハロゲン化物は、非晶
質層形成の際に層中にハロゲン原子の導入と同時
に電気的或いは光電的特性の制御に極めて有効な
水素原子も導入されるので、本発明においては好
適なハロゲン導入用の原料として使用される。 水素原子を非晶質層中に構造的に導入するに
は、上記の他にH2、或いはSiH4、Si2H6
Si3H8、Si4H10等の水素化硅素のガスをa−Siを
生成する為のシリコン化合物と堆積室中に共存さ
せて放電を生起させる事でも行う事が出来る。 例えば、反応スパツタリング法の場合には、Si
ターゲツトを使用し、ハロゲン原子導入用のガス
及びH2ガスを必要に応じてHe、Ar等の不活性ガ
スも含めて堆積室内に導入してプラズマ雰囲気を
形成し、前記Siターゲツトをスパツタリングする
事によつて、所定の特性を有し、主としてa−Si
(H、X)から成る非晶質層が形成される。 更には、不純物のドーピングも兼ねてB2H6
PH3、PF3等のガスを導入してやることも出来
る。 本発明に於いて、形成される光導電部材の非晶
質層中に含有されるH又はXの量又は(H+X)
の量は通常の場合1〜40atomic%、好適には5
〜30atomic%とされるのが望ましい。 層中に含有されるH又は/及びXの量を制御す
るには、例えば堆積支持体温度又は/及びHを含
有させる為に使用される出発物質の堆積装置系内
へ導入する量、放電々力等を制御してやれば良
い。 非晶質層をn型傾向又はp型傾向或いはi型と
するにほ、グロー放電法や反応スパツターリング
法等による層形成の際に、n型不純物又はp型不
純物、或いは両不純物を形成される層中にその量
を制御し乍らドーピングしてやる事によつて成さ
れる。 非晶質層中にドーピングされる不純物として
は、非晶質層をi型又はp型傾向にするには、周
期律表第族Aの元素、例えば、B、Al、Ga、
In、Tl、等が好適なものとして挙げられる。 n型傾向にする場合には、周期律表第族Aの
元素、例えば、N、P、As、Sb、Bi等が好適な
ものとして挙げられる。 本発明に及いて、所望の伝導型を有する為に非
晶質層中に導入される不純物の量としては、周期
律表第族Aの不純物の場合には3×
10-2atomic%以下の量範囲でドーピングしてや
れば良く、周期律表第族Aの不純物の場合には
5×10-3atomic%以下の量範囲でドーピングし
てやれば良い。 非晶質層103の層厚は、非晶質層103中で
発生されるフオトキヤリアが効率良く輸送される
様に所望に従つて適宜決められ、通常は3〜
100μ、好適には5〜50μとされる。 実施例 1 厚さ1mmで10cm×10cmの鏡面仕上げされたアル
ミニウム合金52S(Si、Mg、Crを含有する)の基
板にアルカリ及び酸洗浄を施した後、純水によつ
て洗浄を施した。この基板を5g/の硫酸アル
ミニウムが添加された7%の硫酸溶液に於て温度
18℃の条件で陽極酸化を施した。約5分間陽極酸
化を施した後、基板を硫酸溶液より引き上げ速か
に沸騰した純水槽に浸した。約10分間の後に基板
を純水槽より引き上げた。このようにして処理さ
れたアルミニウム合金基板上の被覆層の厚さは約
0.8μであつた。このアルミニウム合金基板を使用
し、完全にシールドされたクリーンルーム中に設
置された第2図に示す装置を用い、以下の如き操
作によつて電子写真用像形成部材を作製した。上
記の基板209をグロー放電堆積室201内の所
定位置にある固定部材203に堅固に固定した。
基板209は、固定部材203内の加熱ヒーター
208によつて±0.5℃の精度で加熱される。温
度は、熱電対(アルメル−クロメル)によつて基
板裏面を直接測定されるようになつた。次いで系
内の全バルブが閉じられていることを確認してか
らメインバルブ210を全開して、室201内が
排気され、約5×10-6Torrの真空度にした。そ
の後ヒーター208の入力電圧を上昇させ、モリ
ブデン基板温度を検知しながら入力電圧を変化さ
せ、250℃の一定値になるまで安定させた。 その後補助バルブ241、次いで流出バルブ2
26,227,229及び流入バルブ221,2
22,224を全開しマスフローコントローラー
216,217,219内も十分脱気真空状態に
された。補助バルブ226,227,229,2
21,224を閉じた後、H2で10Vol%に稀釈さ
れたSiH4ガス(純度99.999%、以後SiH4/H2
略す。)ボンベ211のバルブ231、O2ガス
(純度99.999%)ボンベ214のバルブ234を
開け、出口圧ゲージ236,239の圧を1Kg/
cm3に調整し、流入バルブ221,224を徐々に
開けマスフローコントローラー216,219内
へSiH4/H2ガス、O2ガスを各々流入させた。引
続いて、流出バルブ226,229を、徐々に開
け、次いで補助バルブ241を徐々に開けた。こ
のときSiH4/H2ガス流量とO2ガス流量比が、
10:1になるようにマスフローコントローラー2
16,219を調整した。次にピラニーゲージ2
42の読みを注視しながら補助バルブ241の開
口を調整し、室201内が、1×10-2Torrにな
るまで補助バルブ241を開けた。 室201の内圧が安定してから、メインバルブ
210を徐々に閉じ、ピラニーゲージ241の指
示が0.1Torrになるまで開口を絞つた。ガス流入
が安定し、内圧が、安定するのを確認し続いてシ
ヤツター(電極を兼ねる。)305を閉にして高
周波電源243のスイツチをon状態にし電極2
03,205間に13.56MHzの高周波電力を投入
し室201内にグロー放電を発生させ、3Wの入
力を電力とした。上記条件を10分間保つてモリブ
デン基板上に下部層を600Åの厚さに形成した後、
高周波電源243をoff状態とし、グロー放電を中止
させた状態で、流出バルブ229を閉じ、次に
H2で0.1vol%に稀釈されたO2ガス(純度99.999%
以下O2/H2と略す。)ボンベ212のバルブ22
2を通じて1Kg/cm3のガス圧(出口圧ゲージ23
7の読み)で、流入バルブ222、流出バルブ2
27を徐々に開いてマスフローコントローラ31
7にH2/O2ガスを流しマスフローコントローラ
216,217の調整によつてO2/H2ガス流量
比が、10:0.3になるように調整した。引き続き
再び高周波電源243をon状態にしてグロー放
電を再開させた。そのときの入力電力を10Wにし
た。 上記条件で5時間光導電層の形成を行つた後、
高周波電源343をoffにしてグロー放電を中止
させた状態で流出バルブ227を閉じ、次に再び
流出バルブ229を開きマスフローコントローラ
219,216の調整によつてO2ガス流量が、
SiH4/H2ガス流量1/10になるようにし安定化さ
せた。引き続き再び高周波電源243をon状態
にして、グロー放電を再開させた。そのときの入
力電力も以前と同様3Wにした。 グロー放電を15分間持続させて上部層900Åの
厚さに形成した後、加熱ヒーター208をoff状
態にし、高周派電源243もoff状態とし、基板
温度が100℃はなるのを待つてから流出バルブ2
26,229及び流入バルブ221,222,2
24を閉じ、メインバルブ210を全開にして、
室201内を10-5Torr以下にした後、メインバ
ルブ210を閉じ室201内をリークバルブ20
6によつて大気圧として基板をとり出した。この
場合、形成された層の全厚は約15μであつた。 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、5.5KVで0.2sec間コロナ帯電を
行い、直ちに光像を照射した。光像は、タングス
テンランプ光源を用い、1.0lux・secの光量を透
過型のテストチヤートを通して照射させた。 その後直ちに、荷電性の現像剤(トナーとキ
ヤリヤーを含む)を部材表面にカスケードするこ
とによつて、部材表面上に良好なトナー画像を得
た。部材上のトナー画像を、5.0KV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。 又、上記した画像形成処理を繰返し、前記電子
写真用像形成部材に施し耐久性に就て試験したと
ころ、1万枚目の転写紙上に得られた画像も極め
て良質であつて、一枚目の転写紙上の画像と較べ
ても何等差違はなく、この電子写真用像形成部材
が耐コロナイオン性、耐摩耗性、クリーニング性
等に優れ著しく耐久性に富んでいることが実証さ
れた。尚、クリーニング法としてはブレードクリ
ーニングを採用し、ブレードはウレタンゴムで成
型したものを使用した。 又、このような画像形成の繰返し過程における
前記電子写真用像形成部材の表面電位は、常に暗
部電位は約240V、明部電位は約50Vと一定であ
り、暗部電位の低下や、残留電位の上昇等は全く
生じなかつた。 実施例 2 厚さ1mmで10cm×10cmの鏡面仕上げされたアル
ミニウム合金61S(Cu、Si、Crを含有する)の基
板を、実施例1に於けると全く同様の陽極酸化処
理を施した後、充分に乾燥させた後、3気圧の過
熱水蒸気槽に20分間放置した。この基板を用い実
施例1と全く同様な方法で、像形成部材を形成
し、画像性、耐久性を評価したところ共に良好な
結果が得られた。 実施例 3 陽極酸化時間を変えることによつて、基板表面
被膜層の膜厚を変える以外は、実施例1と全く同
様の方法で、光導電層の形成を行い、さらに画像
性、繰り返し特性を評価したところ第1俵に示さ
れる結果を得た。ここで、現像は、磁気ブラシ現
像を用い、各感光体に対して最も良好な画像を与
える現像バイアス値が選択された。
【表】 実施例 4 実施例1と同様にして用意したアルミニウム基
板を所定の位置に設置し続いて実施例1と同様の
操作によつて堆積室201内を5×10-5Torrの
真空となし、実施例1と同様の操作によつて補助
バルブ241、次いで流出バルブ226,22
7,229,230及び流入バルブ221,22
2,224,225を全開し、マスフローコント
ローラ216,217,219,220も十分脱
気真空状態にされた。補助バルブ241、バルブ
226,227,229,230,219,22
0,221,222を閉じた後、アルゴン(純度
99.999%)ガスボンベ215のバルブ235を開
け、出口圧力計240の読みが、1Kg/cm3になる
様に調整された。その後流入バルブ225が開け
られ、続いて流出バルブ230が徐々に開けら
れ、アルゴンガスを室201内に流入させた。ピ
ラニーゲージ211の指示が5×10-4Torrにな
るまで、流出バルブ230が徐々に開けられ、こ
の状態で流量が安定してから、メインバルブ21
0が徐々に閉じられ、室内圧が1×10-2Torrに
なるまで開口が絞られた。シヤツター205を開
として、マスフローコントローラ220が安定す
るのを確認してから、高周波電源243をon状
態にし、多結晶高純度シリコン(純度99.999%)
上に高純度シリコン(純度99.999%)上に高純度
グラフアイト(純度99.999%)に設置した。ター
ゲツト204および固定部材203間に13.56M
Hz、100Wの交流電力が入力された。この条件で
安定した放電を続ける様にマツチングを取り、層
を形成した。この様にして1分間放電を続けて
100Å厚の下部層を形成した。その後高周波電源
243をoff状態にし、放電を一旦中止させた。
引き続いて流出バルブ230、シヤツタ205を
閉じ、メインバルブ210を全開して室201内
のガスを抜き、5×10-6Torrまで真空にした。
その後ヒーター208の入力電圧を上昇させ、基
板温度を検知しながら入力電圧を変化させ、200
℃の一定値になるまで安定させた。その後は、実
施例1と同様の操作、条件にて光導電層並びに上
部層を形成した。このようにして得られた像形成
部材を実施例1と同様の条件及び手順で、転写紙
上に画像を形成したところ極めて鮮明な、画質が
得られた。 実施例 5 実施例1と同様の操作、条件で、同様な処理を
施して用意したアルミニウム基板上に下部層を形
成した後、高周波電源243をoff状態としグロ
ー放電を中止させた状態で、流出バルブ229を
閉じた後、O2/H2ガスボンベ212のバルブ2
32、H2で50vol ppmに稀釈されたB2H6ガス
(純度99.999%、以下B2H6/H2と略す。)ボンベ
213のバルブ233を開け、出口圧ゲージ23
7,238の圧を1Kg/cm3に調整し、流入バルブ
222,223を徐々に開けてマスフローコント
ローラ217,218内へO2/H2、B2H6/H2
ガスを流入させた。引続いて流出バルブ227,
228を徐々に開け、SiH4/H2ガス流量とO2
ス流量比が、10:0.3、SiH4/H2ガス流量と
B2H6/H2ガス流量比が1:5になるようにマス
フローコントローラ216,217,218を調
整した。次にピラニーゲージ242の読みを注視
しながら補助バルブ241の開口を再調整し、室
201内の内圧が、1×10-2Torrになるように
設定した。更に、室201の内圧が、安定してか
ら、メインバルブ210も再調整しピラニゲージ
242の指示が0.1Torrになるように設定した。 カス旅入が安定した内圧が安定するのを確認し
再び高周波電源243のスイツチをon状態にし
て13.56MHzの高周波電力を投入し室201内に
グロー放電を再開させ、10Wの入力電力とした。
上記条件で5時間光導電層の形成を行つた後高周
波電源243をoffしてグロー放電を中止させた
状態で流出バルブ227,228を閉じ次に再び
流出バルブ229を開き、マスフローコントロー
ラ219,216の調整によつてO2ガス流量が、
SiH4/H2ガス流量の1/10になるように安定させ
た。引き続き再び高周波電源243をon状態に
してグロー放電を再開させた。 そのときの入力電力は、下部層形成時と同様の
3Wにした。 グロー放電を、15分間持続させて上部層を、
900Åの厚さに形成した後加熱ヒーター208を
off状態にし、高周波電源243もoff状態とし、
基板温度が100℃になるのを待つてから流出バル
ブ226,227,228及び流入バルブ22
1,222,223,224を閉じ、メインバル
ブ210を全開にして、室201内を10-5Torr
以下にした後、メインバルブ210を閉じ室20
1内をリークバルブ206によつて大気圧として
基板を取り出した。この場合、形成された層の全
厚は約15μであつた。 こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験
装置に設置し、5.5KVで0.2sec間コロナ帯電を
行い、直ちに光像を照射した。光像は、タングス
テンランプ光源を用い、1.01ux・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
ヤリヤーを含む)部材表面にカスケードすること
によつて、部材表面上に良好なトナー画像を得
た。部材上のトナー画像を、5.0KVのコロナ帯
電で転写紙上に転写した所、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。 次に上記像形成部材に就て、帯電露光実験装置
で6.0KVで0.2sec間のコロナ帯電を行い直ちに
1.0lux・secの光量で画像露光を行い、その後直
ちに荷電性の現像剤を部材表面にカスケード
し、次に転写紙上に転写・定着したところ極めて
鮮明な画像が得られた。 この結果と先の結果から、本実施例で得られた
電子写真感光体は、帯電極性に対する存在性がな
く両極性像形成部材の特性を具備していることが
判つた。 実施例 6 予め、SiH4/H2ガスボンベ211をSiF4ガス
(純度99.999%)ボンベに代えておき、実施例4
と同様の操作と、条件で前処理したアルミニユー
ム基板上に下部層を形成した。その後高周波電源
243をoffしてグロー放電を中止させた状態で
流出バルブ230、シヤツター205を閉とし、
引き続いてメインバルブ210を全開して室20
1内のガスを抜き、5×10-5Torrまで真空にし
た。その後ヒーター208の入力電圧を上昇さ
せ、基板温度を検知しながら入力電圧を変化さ
せ、200℃の一定値になるまで安定させた。その
後はシヤツター205を閉とじSiF4ガス、O2
H2ガスを使用してSiF4ガス流量とO2/H2のガス
流量比を1:1.2に設定し、グロー放電の入力電
力を100Wにした以外は、実施例1と同様の操作、
条件にて光導電層を形成した。 光導電層形成終了後、ヒーター208をoff状
態とし、流出バルブ226,228を閉じ再びシ
ヤツター205を開いた。基板温度が80℃に下つ
た時点で、引き続き光導電層に下部層形成時と同
様の操作、条件で上部層を形成した。 以上の様に、アルミニウム基板上に、下部層、
光導電層、上部層を形成した後、高周波電源24
3をoff状態とし、流出バルブ230及び流入バ
ルブ221,222,225を閉じ、メインバル
ブ210を全開して、室201内を10-5Torr以
下にした後、メインバルブ210を閉じ室201
内をリークバルブ206によつて大気圧として基
板を取り出した。この場合、形成された後の全厚
は約15μであつた。この像形成部に就て、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画像が得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の光導電部材の好適な実施態
様例の層構成を説明する為の模式的説明図、第2
図は、本発明の光導電部材を作成する場合の装置
の一例を説明する為の模式的説明図。 100……光導電部材、101……支持体、1
02……障壁層、103……非晶質層、104…
…下部層領域、105……上部層領域、106…
…中間層領域、107……自由表面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 化学構造的に水を含む酸化アルミニウムから
    成る表面を有する電子写真用像形成部材の支持体
    と、水素原子またはハロゲンが原子の少なくとも
    いずれか一方を含み、シリコン原子を母体とする
    非晶質材料で構成され光導電性を示す層厚3〜
    100μの非晶質層とから成る電子写真用像形成部
    材であつて、 該非晶質層には酸素原子が含有されており、そ
    の層厚方向における酸素原子の分布濃度が夫々
    C1、C3、C2なる下部層領域、中間層領域、上部
    層領域を支持体側よりこの順で有し、 前記分布濃度C1およびC2は夫々11atomic%以
    上66atomic%以下の分布濃度とされ、 前記分布濃度C3は0.01atomic%以上10atomic
    %以下の分布濃度とされ、 C3<C1且つ、C3<C2である事を特徴とする電
    子写真用像形成部材。
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