JPH0310092B2

JPH0310092B2 -

Info

Publication number: JPH0310092B2
Application number: JP57014551A
Authority: JP
Inventors: Kyosuke Ogawa; Shigeru Shirai; Junichiro Kanbe; Keishi Saito; Yoichi Oosato; Teruo Misumi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-02-01
Filing date: 1982-02-01
Publication date: 1991-02-12
Also published as: JPS58132243A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、光（ここでは広義の光で、紫外光
線、可視光線、赤外光線、Ｘ線、γ線等を示す）
の様な電磁波に感受性のある光導電部材に関す
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（I_p）／暗電流（I_d）〕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、及び使用
環境特性の点、更には経時的安定性及び耐久性の
点において、各々、個々には特性の向上が計られ
ているが総合的な特性向上を計る上で更に改良さ
れる余地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等の不都合な点が少なく
なかつた。又、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計るため
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
特性や耐圧性に問題が生ずる場合があつた。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
が充分でないことや暗部において、支持体側より
の電荷の注入の阻止が充分でないこと、或いは、
転写紙に転写された画像に俗に「白ヌケ」と呼ば
れる、局所的な放電破壊現象によると思われる画
像欠陥や、例えば、クリーニングに、ブレードを
用いるとその摺擦によると思われる、俗に「白ス
ジ」と云われている所謂画像欠陥が生じたりして
いた。又、多湿雰囲気中で使用したり、或いは多
湿雰囲気中に長時間放置した直後に使用すると俗
に云う画像のボケが生ずる場合が少なくなかつ
た。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。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や固体撮像装
置、読取装置等に使用される光導電部材としての
適用性とその応用性という観点から総括的に鋭意
研究検討を続けた結果、シリコン原子を母体と
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
構成される光導電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、光導電的特性が使用
環境に殆んど依存なく実質的に常時安定してお
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耐久性、耐湿性に優れ、残留
電位が全く又は殆んど観測されない光導電部材を
提供することを主たる目的とする。本発明の他の目的は、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、電子写真用像形成部材と
して適用させた場合、静電像形成のための帯電処
理の際の電荷保持能力が充分あり、通常の電子写
真法が極めて有効に適用され得る優れた電子写真
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、長期の使用に於いて
画像欠陥や画像のボケが全くなく、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
品質画像を得ることが容易にできる電子写真用の
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比特性及び高耐圧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、シリコン原子を母体とし、構成原子として水
素原子又はハロゲン原子のいずれか一方を少なく
とも含有する非晶質材料で構成され、光導電性を
示す非晶質層とを有する光導電部材において、前記非晶質層が、構成原子として酸素原子と第
族原子とを含有する前記支持体上に積層される
層領域と、該層領域上に設けられ前記非晶質層の
表面層領域及び前記積層層領域に対して、構成原
子として前記酸素原子又は前記第族原子の一方
を含有している事で構成する材料が異なつている
層領域とを有しており、構成原子として酸素原子を含有する第一の層領
域の層厚をt_Oとし、構成原子として周期律表第
族に属する原子を含有する第二の層領域とを有す
る第二の層領域の層厚をt_Bとし、前記の非晶質層
の層厚と第二の層領域の層厚t_Bとの差をＴとすれ t_B／（Ｔ＋t_B）≦0.4 且つ、 t_O≠t_B の関係が成立する事を特徴とする。即ち、本願発明の光導電部材は前記補正された
特許請求の範囲に記載された特有の構成を持つこ
とによつて、高感度、高SN比、高解像度であつ
て、対光疲労に長け、支持体上に設けられる非晶
質層が強靭であり支持体及び積層される各層間に
おいて密着性に優れ、高速で長時間連続的に繰返
し使用し得るものであります。具体的には、酸素
原子が光導電部材の支持体側の非晶質層領域内に
含有されることにより高暗抵抗化と支持体と非晶
質層との密着性及び前記酸素原子を含む領域より
上に積層される非晶質層との密着性を図ることが
出来ます。また、第族原子が光導電部材の支持
体側の非晶質層領域内に含有されることにより、
帯電処理の際に支持体側より非晶質層の内部に電
荷が注入されるのを阻止することができます。ここで、酸素原子及び第族原子が含まれる非
晶質層がこれらを全く有していない上層の前記ａ
−Siの非晶質層と直接接すると、この界面では柔
軟性が低下するため、本発明では非晶質層全体を
酸素原子及び第族原子の有無でもつて、３種に
分類して、それらの界面での柔軟性を向上し、加
えて、酸素原子又は及び第族原子の一方を有す
ることによるその単独の作用効果を際立たせるこ
とが出来るものである。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、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
る非晶質層が、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出来る。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、ａ−Si（Ｈ，Ｘ）
から成り、光導電性を示す非晶質層１０２を有す
る。非晶質層１０２は、構成原子として酸素原子を
含有する第一の層領域（Ｏ）１０３、周期律表第
族に属する原子（第族原子）を含有する第二
の層領域（）１０４、及び第二の層領域（）
１０４上に、酸素原子及び第族原子が含有され
てない表面層領域１０６とから成る層構造を有す
る。第一の層領域（Ｏ）１０３と表面層領域１０６
との間に設けられている層領域１０５には第族
原子は含有されているが酸素原子は含有されてな
い。第一の層領域（Ｏ）１０３に含有される酸素原
子は、或いは第二の層領域（）１０４に含有さ
れる第族原子は、各層領域に於いて、層厚方向
には連続的に均一に分布し、支持体１０１の表面
に実質的に平行な面内に於いては連続的に且つ実
質的に均一に分布されるのが好ましいものであ
る。第１図に示す場合の例の様な本発明の光導電部
材に於いては、非晶質層１０２の表面部分には、
酸素原子及び第族原子が含有されない層領域
（第１図に示す表面層領域１０６に相当）を有す
るが、第族原子は含有されているが、酸素原子
は含有されない層領域（第１図に示す層領域１０
５）は必ずしも設けられることを要しない。即ち、例えば第１図に於いて、第一の層領域１
０３（Ｏ）と第二の層領域（）１０４とが同じ
層領域であつても良いし、又、第一の層領域
（Ｏ）１０３の中に第二の層領域（）１０４が
設けられても良いものである。本発明の光導電部材に於いては、第一の層領域
（Ｏ）には、酸素原子の含有によつて、高暗抵抗
化と、非晶質層が直接設けられる支持体との間の
密着性の向上が重点的に計られ、表面層領域には
酸素原子を含有させずに耐湿性、耐コロナイオン
性の一層の向上と高感度化が重点的に計られてい
る。殊に、第１図に示す光導電部材１００の様に、
非晶質層１０２が、酸素原子を含有する第一の層
領域（Ｏ）１０３、第族原子を含有する第二の
層領域（）１０４、酸素原子の含有されていな
い層領域１０５、及び酸素原子及び第族原子の
含有されていない表面層領域１０６とを有し、第
一の層領域（Ｏ）１０３と第二の層領域（）１
０４とが共有する層領域を有する層構造の場合に
より良好な結果が得られる。本発明の光導電部材に於いては非晶質層の一部
を構成し酸素原子の含有される第一の層領域
（Ｏ）は、１つには非晶質層の支持体との密着性
の向上を計る目的の為に、又、非晶質層の一部を
構成し第族原子の含有される第二の層領域
（）は、１つには、非晶質層の自由表面側より
帯電処理を施された際、支持体側より非晶質層の
内部に電荷が注入されるのを阻止する目的の為に
夫々、非晶質層の一部として支持体と非晶質層と
が接合する層領域として、少なくとも互いの一部
を共有する構造で設けられる。又、別には第二の層領域（）の支持体と、或
いは第二の層領域（）の上に直接設けられる層
領域との密着性の向上をより一層効果的に達成す
るには、第一の層領域（Ｏ）を支持体との接触界
面から、第二の層領域（）を内包する様に設け
る、詰り、支持体との接触界面から第二の層領域
（）の上方まで延在させて第二の層領域（）
を含んだ層構造となる様に第一の層領域（Ｏ）を
非晶質層中に設けるのが好ましいものである。本発明において、非晶質層を構成する第二の層
領域（）中に含有される周期律表第族に属す
る原子として使用されるのは、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）等であり、殊に好適に用いられる
のはＢ，Gaである。本発明において、第二の層領域（）中に含有
される第族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、層領域（）に於いて、通常は30〜
５×10⁴atomic ppm、好ましくは50〜１×
10⁴atomic ppm、最適には100〜５×10³atomic
ppmとされるのが望ましいものである。第一の層領域（Ｏ）中に含有される酸素原子の
量に就ても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、通常
の場合、0.001〜50atomic％、好ましくは、0.002
〜40atomic％、最適には0.003〜30atomic％とさ
れるのが望ましいものである。本発明の光導電部材に於いては、第族原子の
含有されている層領域（）の層厚t_Bと（第１図
では層領域１０４の層厚）、層領域（）の上に
設けられた、層領域（）を除いた部分の層領域
（第１図では層領域１０６）の層厚Ｔとは、その
関係が先に示した様な関係式を満足する様に決め
られるものであるが、より好ましくは、先に示し
た関係式の値が0.35以下、最適には0.3以下とさ
れるのが望ましい。本発明に於いて、第族原子の含有される層領
域（）の層厚t_Bとしては、通常は30Å〜5μ、好
適には40Å〜4μ、最適には50Å〜3μとされるの
が望ましいものである。又、前記層厚Ｔと層厚t_Bとの和（Ｔ＋t_B）とし
ては、通常は１〜100μ、好適には１〜80μ、最適
には２〜50μとされるのが望ましいものである。酸素原子の含有される層領域（Ｏ）の層厚t_Oと
しては、少なくともその一部の層領域を共有する
層領域（）の層厚t_Bとの関係に於いて適宜所望
する目的に従つて決定されるのが望ましい。即
ち、層領域（）と、該層領域（）と直に接触
する支持体との間の密着性の強化を計る目的であ
れば、層領域（Ｏ）は、層領域（）の支持体側
端部層領域に少なくとも設けられてあれば良いか
ら、層領域（Ｏ）の層厚t_Oとには高々層領域
（）の層厚t_B分だけあれば良い。又、層領域（）と該層領域（）上に直に設
けられる層領域（第１図で示せば層領域１０６に
相当する）との間の密着性の強化を計るのであれ
ば、層領域（Ｏ）は層領域（）の支持体の設け
てある側とは反対の端部層領域に少なくとも設け
てあれば良いから、層領域（Ｏ）の層厚t_Oとして
は、高々、層領域（）の層厚t_B分だけあれば良
い。更に、上記２つの点を満足する場合を考慮すれ
ば層領域（Ｏ）の層厚t_Oとしては、少なくとも層
領域（）の層厚t_Bだけある必要があり、且つ、
この場合は、層領域（Ｏ）中に層領域（）が設
けられた層構造とされる必要がある。層領域（）と、該層領域（）上に直に設け
られる層領域との間の密着性を一層効果的に計る
には層領域（Ｏ）を層領域（）の上方（支持体
のある側とは反対方向）に延在させるのが好まし
いものである。本発明に於いて、層厚t_Oとしては上記した点を
考慮しつつ所望に従つて適宜決められるが、通常
の場合10Å〜10μ、好適には20Å〜8μ、最適には
30Å〜5μとされるのが望ましいものである。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。本発明において、ａ−Si（Ｈ，Ｘ）で構成され
る非晶質層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）で構成される非晶質層を形成するには、
基本的にはシリコン原子（Si）を供給し得るSi供
給用の原料ガスと共に、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）から成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やれば
良い。本発明において、必要に応じて非晶質層中に含
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。本発明において使用されSi供給用の原料ガスと
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。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、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、
所定の支持体上にハロゲン原子を含むａ−Si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
晶質層を形成する場合、基本的には、Si供給用の
原料ガスであるハロゲン化硅素ガスとAr，H₂，
He等のガス等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に導入し、グ
ロー放電を生起してこれ等のガスのプラズマ雰囲
気を形成することによつて、所定の支持体上に非
晶質層を形成し得るものであるが、水素原子の導
入を計る為にこれ等のガスに更に水素原子を含む
硅素化合物のガスも所定量混合して層形成しても
良い。又、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で
複数種混合して使用しても差支えないものであ
る。反応スパツタリング法或いはイオンプレーテイ
ング法に依つてａ−Si（Ｈ，Ｘ）から成る非晶質
層を形成するには、例えばスパツタリング法の場
合にはSiから成るターゲツトを使用して、これを
所定のガスプラズマ雰囲気中でスパツタリング
し、イオンプレーテイング法の場合には、多結晶
シリコン又は単結晶シリコンを蒸発源として蒸着
ポートに収容し、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、或いは前記した
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。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、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
適なハロゲン原子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Siを供給
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、基板上に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等
のガスを導入してやることも出来る。本発明において、形成される光導電部材の非晶
質層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）は通常の場合１〜40atomic
％、好適には５〜30atomic％とされるのが望ま
しい。非晶質層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。非晶質層に、第族原子を含有する層領域
（）及び酸素原子を含有する層領域（Ｏ）を設
けるには、グロー放電法や反応スパツタリング法
等による非晶質層の形成の際に、第族原子導入
用の出発物質及び酸素原子導入用の出発物質を
夫々前記した非晶質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
有してやる事によつて成される。非晶質層を構成する、酸素原子の含有される層
領域（Ｏ）及び第族原子の含有される層領域
（）を夫々形成するのにグロー放電法を用いる
場合、各層領域形成用の原料ガスとなる出発物質
としては、前記した非晶質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
導入用の出発物質又は／及び第族原子導入用の
出発物質が加えられる。その様な酸素原子導入用
の出発物質又は第族原子導入用の出発物質とし
ては、少なくとも酸素原子或いは第族原子を構
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。例えば層領域（Ｏ）を形成するのであれば、シ
リコン原子（Si）を構成原子とする原料ガスと、
酸素原子（Ｏ）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、酸素原子
（Ｏ）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）、酸素原子（Ｏ）
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酸素原子
（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。酸素原子導入用の出発物質となるものとして具
体的には、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）、四二酸化
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（）をグロー放電法を用いて形成する
場合に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、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，GaCl₃，Ga（CH₃）₃，InCl₃，
TlCl₃等も挙げることが出来る。第族原子を含有する層領域（）に導入され
る第族原子の含有量は、堆積室中に流入される
第族原子導入用の出発物質のガス流量、ガス流
量比、放電パワー、支持体温度、堆積室内の圧力
等を制御することによつて任意に制御され得る。スパツターリング法によつて、酸素原子を含有
する層領域（Ｏ）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
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、スバツター用のガ
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
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。本発明において、非晶質層をグロー放電法で形
成する際に使用される稀釈ガス、或いはスパツタ
リング法で形成される際に使用されるスパツター
リング用のガスとしては、所謂稀ガス、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。次に、第２図にグロー放電分解法による光導電
部材の製造装置を示す。図中の２０２，２０３，２０４，２０５，２０
６のガスボンベには、本発明の夫々の層領域を形
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２０２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、２０３はHeで稀釈されたB₂H₆ガ
ス（純度99.999％、以下B₂H₆／Heと略す。）ボ
ンベ、２０４はHeで稀釈されたSi₂H₆ガス（純度
99.99％、以下Si₂H₆／Heと略す。）ボンベ、２０
５はNOガス（純度99.999％）ボンベ、２０６は
Heで希釈されたSiF₄ガス（純度99.999％、以下
SiF₄／Heと略す。）ボンベである。これらのガスを反応室２０１に流入させるには
ガスボンベ２０２〜２０６のバルブ、２２２〜２
２６、リークバルブ２３５が閉じられていること
を確認し、又、流入バルブ２１２〜２１６、流出
バルブ２１７〜１１２１、補助バルブ２３２が開
かれていることを確認して先づメインバルブ２３
４を開いて反応室２０１、ガス配管内を排気す
る。次に真空計２３６の読みが約５×10^-6torrに
なつた時点で補助バルブ２３２，２３３、流出バ
ルブ２１７〜２２１を閉じる。基体シリンダー２３７上に非晶質層を構成する
層領域（）を形成する場合の１例をあげると、
ガスボンベ２０２よりSiH₄／Heガス、ガスボン
ベ２０３よりB₂H₆／Heガスをバルブ２２２，２
２３を開いて出口圧ゲージ２２７，２２８の圧を
１Kg／cm²に調整し、流入バルブ２１２，２１３を
徐々に開けて、マスフロコントローラ２０７，２
０８内に流入させる。引き続いて流出バルブ２１
７，２１８、補助バルブ２３２を徐々に開いて
夫々のガスを反応室２０１に流入させる。このと
きのSiH₄／Heガス流量とB₂H₆／Heガス流量と
の比が所望の値になるように流出バルブ２１７，
２１８を調整し、又、反応室内の圧力が所望の値
になるように真空計２３６の読みを見ながらメイ
ンバルブ２３４の開口を調整する。そして基体シ
リンダー２３７の温度が加熱ヒーター２３８によ
り50〜400℃の温度に設定されていることを確認
した後、電源２４０を所望の電力に設定して反応
室２０１内にグロー放電を生起させて層領域
（）を支持体上に形成する。層領域（Ｏ）を形成するには層領域（）の形
成の際に使用したB₂H₆／Heガスのかわりに又は
該ガスに加えてNOガスを用いて層形成を行な
う。夫々の層を形成する際に必要なガス以外の流出
バルブは全て閉じることは言うまでもなく、又、
夫々の層を形成する際、前層の形成に使用したガ
スが反応室２０１内、流出バルブ２１７〜２２１
から反応室２０１内に至る配管内に残留すること
を避けるために、流出バルブ２１７〜２２１を閉
じ補助バルブ２３２，２３３を開いてメインバル
ブ２３４を全開して系内を一旦高真空に排気する
操作を必要に応じて行なう。又、層形成を行なつている間は層形成の均一化
を計るため基体シリンダー２３７はモータ２３９
により一定速度で回転させる。以下実施例について説明する。参考例１第２図に示した製造装置により、アルミニウム
基板上に、以下の条件で層形成を行つた。

【表】こうして得られた像形成部材を帯電露光現像装
置に設置し、5KVで0.2sec間コロナ帯電を行い
直ちに光像を照射した。光源はタングステンラン
プを用い、1.0lux secの光量を、透過型のテスト
チヤートを用いて照射した。その後直ちに荷電
性の現像剤（トナーとキヤリアを含む）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。このようにして得られたトナー像を、一旦ゴム
ブレードでクリーニングし、再び上記作像クリー
ニング工程を繰り返した。繰り返し回数10万回以
上行つても画像の劣化はみられなかつた。参考例２参考例１において像形成部材の作製の第１段階
でHeガスで10000vppmに稀釈したB₂H₆ガス並び
にNOガスの流量を各々、変化させた他は全く同
様の作製条件で像形成部材を作製し、その後実施
例１と同様の方法で評価を行つた。さらに各試料
の、作製の第１段階で含有される硼素及び酸素量
をイオンマイクロアナリシス（IMA法）により
分析した。上記の結果を第２表に示す。

【表】参考例３第２図に示した製造装置によりアルミニウム基
板上に以下の条件で層形成を行つた。

【表】作製した像形成部材について参考例１と同様の
方法で評価したところ第４表に示す様な結果を得
た。

【表】実施例１第２図に示した製造装置により、アルミニウム
基板上に以下の条件で層形成を行つた。

【表】この様にして得られた像形成部材について実参
考例１と同様の方法により評価を行つたところ良
好な結果が得られた。実施例２第２図に示した製造装置により、アルミニウム
基板上に以下の条件で層形成を行つた。

【表】この様にして得られた像形成部材について参考
例１と同様の方法で評価したところ、良好な結果
が得られた。参考例４第７表に示す条件のもとで像形成部材を作製し
た後、参考例１と同様の方法で評価したところ良
好な結果が得られた。

【表】参考例５第８表に示す条件のもとで像形成部材を作製し
た後、参考例１と同様の方法で評価したところ良
好な結果が得られた。

【表】

【表】【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例
態様例の層構造を模式的に示した模式的層構成
図、第２図は、本発明の光導電部材を製造する為
の装置の一例を示す模式的説明図である。１００……光導電部材、１０１……支持体、１
０２……非晶質層、１０３……第一の層領域、１
０４……第二の層領域、１０７……自由表面。

Claims

【特許請求の範囲】１光導電部材用の支持体と、シリコン原子を母
体とし、構成原子として水素原子又はハロゲン原
子のいずれか一方を少なくとも含有する非晶質材
料で構成され、光導電性を示す非晶質層とを有す
る光導電部材において、前記非晶質層が、構成原子として酸素原子と第
族原子とを含有する前記支持体上に積層される
層領域と、該層領域上に設けられ前記非晶質層の
表面層領域及び前記積層層領域に対して、構成原
子として前記酸素原子又は前記第族原子の一方
を含有している事で構成する材料が異なつている
層領域とを有しており、構成原子として酸素原子を含有する第一の層領
域の層厚をt_Oとし、構成原子として周期律表第
族に属する原子を含有する第二の層領域とを有す
る第二の層領域の層厚をt_Bとし、前記の非晶質層
の層厚と第二の層領域の層厚t_Bとの差をＴとすれ t_B／（Ｔ＋t_B）≦0.4 且つ、 t_O≠t_B の関係が成立する事を特徴とする光導電部材。