JPH0415938B2 - - Google Patents
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- JPH0415938B2 JPH0415938B2 JP55086801A JP8680180A JPH0415938B2 JP H0415938 B2 JPH0415938 B2 JP H0415938B2 JP 55086801 A JP55086801 A JP 55086801A JP 8680180 A JP8680180 A JP 8680180A JP H0415938 B2 JPH0415938 B2 JP H0415938B2
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- semiconductor
- silicon
- containing silicon
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
- G03G5/082—Photoconductive 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
- G03G5/08214—Silicon-based
- G03G5/08221—Silicon-based comprising one or two silicon based layers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
- G03G5/082—Photoconductive 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
- G03G5/08214—Silicon-based
- G03G5/08235—Silicon-based comprising three or four silicon-based layers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
- G03G5/082—Photoconductive 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
- G03G5/08214—Silicon-based
- G03G5/0825—Silicon-based comprising five or six silicon-based layers
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、選択的に静電気を帯電させる感光
体に関する。
体に関する。
従来、静電複写機等の感光体には真性の化合物
半導体が光電効果を利用して選択的に静電気を帯
電させる層に用いられていた。しかしこの方法は
材料自体が公害物質であり発ガン物質が印刷され
ているに加えて光照射により発生した電荷により
すでに帯電した電荷との中和をコントラストを大
にして（Ｓ／Ｎ比を大きくして）行なわしめるこ
とには必ずしも満足していなかつた。
半導体が光電効果を利用して選択的に静電気を帯
電させる層に用いられていた。しかしこの方法は
材料自体が公害物質であり発ガン物質が印刷され
ているに加えて光照射により発生した電荷により
すでに帯電した電荷との中和をコントラストを大
にして（Ｓ／Ｎ比を大きくして）行なわしめるこ
とには必ずしも満足していなかつた。
また、真性半導体の光電効果で光励起された自
由キヤリアすなわち電子及びホールを、該半導体
上に帯電した静電荷と結合せしめて静電気を一定
のパターンに保持する場合、該半導体とその表面
の界面において光励起された前記キヤリアが静電
荷と結合して中和する前に再結合してしまう問題
がある。これは、表面及び裏面への前記自由キヤ
リアの分離移動が円滑に行われないことに起因す
る。
由キヤリアすなわち電子及びホールを、該半導体
上に帯電した静電荷と結合せしめて静電気を一定
のパターンに保持する場合、該半導体とその表面
の界面において光励起された前記キヤリアが静電
荷と結合して中和する前に再結合してしまう問題
がある。これは、表面及び裏面への前記自由キヤ
リアの分離移動が円滑に行われないことに起因す
る。
本発明の感光体は、導電性基体および該導電性
基体上に設けられた光導電体を有し、導電性基体
がアルミニユームまたはその化合物からなり、光
導電体が、導電性基体上に一体に設けられた非単
結晶半導体または非単結晶半絶縁体の第１層と、
第１層上に一体に設けられた非単結晶半導体また
は非単結晶半絶縁体の第２層と、第２層上に一体
に設けられた非単結晶半導体または非単結晶絶縁
体の第３層とを有し、第１層が、珪素、窒素含有
珪素、酸素含有珪素、または炭素含有珪素を主成
分とし且つホウ素またはインジユームが添加され
ており、第２層が、珪素、窒素含有珪素、酸素含
有珪素、または炭素含有珪素を主成分とし、真性
または実質的に真性で、照射された光により電子
及びホールを発生するようになつており、第３層
が、窒素含有珪素または炭素含有珪素を主成分と
し、表面に正の電荷が帯電するようになつてお
り、光照射により第２層で発生したホールの導電
性基体への放出及び第２層で発生した電子と第３
層の表面の正の電荷との結合・中和が円滑に行わ
れるようになつている。
基体上に設けられた光導電体を有し、導電性基体
がアルミニユームまたはその化合物からなり、光
導電体が、導電性基体上に一体に設けられた非単
結晶半導体または非単結晶半絶縁体の第１層と、
第１層上に一体に設けられた非単結晶半導体また
は非単結晶半絶縁体の第２層と、第２層上に一体
に設けられた非単結晶半導体または非単結晶絶縁
体の第３層とを有し、第１層が、珪素、窒素含有
珪素、酸素含有珪素、または炭素含有珪素を主成
分とし且つホウ素またはインジユームが添加され
ており、第２層が、珪素、窒素含有珪素、酸素含
有珪素、または炭素含有珪素を主成分とし、真性
または実質的に真性で、照射された光により電子
及びホールを発生するようになつており、第３層
が、窒素含有珪素または炭素含有珪素を主成分と
し、表面に正の電荷が帯電するようになつてお
り、光照射により第２層で発生したホールの導電
性基体への放出及び第２層で発生した電子と第３
層の表面の正の電荷との結合・中和が円滑に行わ
れるようになつている。
窒素含有珪素には、例えばSi3N4-x（０＜ｘ＜
４）で表されるものがある。酸素含有珪素には、
例えば、SiO2-x（０＜ｘ＜２）で表されるものが
ある。また、炭素含有珪素には、例えば、Six
C1-x（０＜ｘ＜１）で表されるものがある。
４）で表されるものがある。酸素含有珪素には、
例えば、SiO2-x（０＜ｘ＜２）で表されるものが
ある。また、炭素含有珪素には、例えば、Six
C1-x（０＜ｘ＜１）で表されるものがある。
本発明の感光体では、第２層が真性または実質
的に真性であり、且つ第１層がＰ型用不純物であ
るホウ素またはインジユームを含むため、第２層
で発生したキヤリアのホールを排出させやすく
し、また電子を排出させにくくしている。加えて
アルミニユームまたはその化合物と第１層との整
合性がホウ素またはインジユームを添加したこと
により助長させることができた。そのため基板か
ら電子の第２層への流入をも阻止することができ
ると言う効果を有する。
的に真性であり、且つ第１層がＰ型用不純物であ
るホウ素またはインジユームを含むため、第２層
で発生したキヤリアのホールを排出させやすく
し、また電子を排出させにくくしている。加えて
アルミニユームまたはその化合物と第１層との整
合性がホウ素またはインジユームを添加したこと
により助長させることができた。そのため基板か
ら電子の第２層への流入をも阻止することができ
ると言う効果を有する。
本発明の感光体では、第２層と第３層とが同一
シリコンまたはその化合物からなつているため、
第２層で光により発生したキヤリアの一方の電子
を第２層と第３層との界面で再結合させてしまう
ことなく表面にまで到らしめ、表面に存在してい
る正の電荷と結合中和せしめることができた。
シリコンまたはその化合物からなつているため、
第２層で光により発生したキヤリアの一方の電子
を第２層と第３層との界面で再結合させてしまう
ことなく表面にまで到らしめ、表面に存在してい
る正の電荷と結合中和せしめることができた。
もし、第２層と第３層とが異なる系であると、
（例えば有機材料と無機材）界面には多数の再結
合中心が発生し、第２層で光により発生させた電
子的界面での再結合中心を介してホールと再結合
してしまうため、表面に充分電子をおし出すこと
ができなくなり、表面での正の電荷との結合中和
をすることができない。
（例えば有機材料と無機材）界面には多数の再結
合中心が発生し、第２層で光により発生させた電
子的界面での再結合中心を介してホールと再結合
してしまうため、表面に充分電子をおし出すこと
ができなくなり、表面での正の電荷との結合中和
をすることができない。
なお、本発明において、真性または実質的に真
性とは、人為的に不純物を添加しないで形成され
た真性および人為的に不純物を添加して電気的に
中和することにより形成された真性をいう。
性とは、人為的に不純物を添加しないで形成され
た真性および人為的に不純物を添加して電気的に
中和することにより形成された真性をいう。
本発明は珪素を用いた真性または実質的に真性
の非単結晶半導体を用いている。この半導体は電
子のライフタイム（光で発生した後、消滅してし
まうまでの時間）がホールのライフタイムに比較
して100倍以上大きい。このため電子をキヤリア
として用いると第２層を十分厚くして電子の内部
で光照射により発生したキヤリアのうち電子を十
分に第３層のある側にまで拡散、ドリフトさせる
ことができる。他方ホールをキヤリアとして用い
るとライフタイムが短いため、第２層の内部で発
生したホールを第３層のある側にまでひきつける
ことができない。結果として第２層の厚さを薄く
しなければならない。すると、光の十分な量を吸
収できないため、光感度の低下をもたらしてしま
う。換言すれば、真性または実質的に真性の第２
層の厚さを、照射光のすべてを照射して電子及び
ホールのキアリアの生成（発生）させるために厚
くしても、その生成したキヤリアが電子の場合に
のみ第３層側に初めてドリフトさせることができ
る。また、導電性基体上の第１層にホウ素または
インジユームを添加させているので、特に導電性
基体がアルミニユームまたはその化合物で形成さ
れると、第１層に含まれるホウ素やインジユーム
との相互拡散の結果、極めて良好なオーム接触が
得られ、第２層で光励起された多数キヤリアのホ
ールが流れやすく、第２層から第１層を経て導電
性基体にホールを排出しやすい。
の非単結晶半導体を用いている。この半導体は電
子のライフタイム（光で発生した後、消滅してし
まうまでの時間）がホールのライフタイムに比較
して100倍以上大きい。このため電子をキヤリア
として用いると第２層を十分厚くして電子の内部
で光照射により発生したキヤリアのうち電子を十
分に第３層のある側にまで拡散、ドリフトさせる
ことができる。他方ホールをキヤリアとして用い
るとライフタイムが短いため、第２層の内部で発
生したホールを第３層のある側にまでひきつける
ことができない。結果として第２層の厚さを薄く
しなければならない。すると、光の十分な量を吸
収できないため、光感度の低下をもたらしてしま
う。換言すれば、真性または実質的に真性の第２
層の厚さを、照射光のすべてを照射して電子及び
ホールのキアリアの生成（発生）させるために厚
くしても、その生成したキヤリアが電子の場合に
のみ第３層側に初めてドリフトさせることができ
る。また、導電性基体上の第１層にホウ素または
インジユームを添加させているので、特に導電性
基体がアルミニユームまたはその化合物で形成さ
れると、第１層に含まれるホウ素やインジユーム
との相互拡散の結果、極めて良好なオーム接触が
得られ、第２層で光励起された多数キヤリアのホ
ールが流れやすく、第２層から第１層を経て導電
性基体にホールを排出しやすい。
同時にアルミニユームまたはその化合物の基板
から、電子が逆に第２層へ流入するのを防ぐこと
ができる。そして、この第１層にホウ素またはイ
ンジユームを添加することにより、外部から照射
された光のうち第２層で吸収されない長波長光成
分を吸収して基板で反射することを防いでいる。
から、電子が逆に第２層へ流入するのを防ぐこと
ができる。そして、この第１層にホウ素またはイ
ンジユームを添加することにより、外部から照射
された光のうち第２層で吸収されない長波長光成
分を吸収して基板で反射することを防いでいる。
第３の層は、電荷を流しうる絶縁または半絶縁
膜であるので、該層上に帯電した静電荷の一定位
置への保持が良好であると同時に、光励起された
キヤリアに対応して静電荷が結合消滅するので、
一定のパターンに静電荷の保持が可能である。
膜であるので、該層上に帯電した静電荷の一定位
置への保持が良好であると同時に、光励起された
キヤリアに対応して静電荷が結合消滅するので、
一定のパターンに静電荷の保持が可能である。
本発明では、光電効果を有する半導体または半
絶縁体中にＰ−Ｉ接合を設け、半導体中に接合に
よる内部電界を形成すると共に、再結合電界を発
生させてSN比を増加せしめ、非公害物質である
珪素やその化合物特に炭化珪素または窒化珪素を
用いたことを特徴としている。
絶縁体中にＰ−Ｉ接合を設け、半導体中に接合に
よる内部電界を形成すると共に、再結合電界を発
生させてSN比を増加せしめ、非公害物質である
珪素やその化合物特に炭化珪素または窒化珪素を
用いたことを特徴としている。
以下にその実施例を図面に従つて説明する。
第１図は本発明に実施例にかかる感光体を示し
たものである。すなわち第１図Ａにおいて、導電
性基板上に光導電性の半導体１が設けられてい
る。さらに第１図Ｂに示す如く、この半導体上に
静電気３を均質に分布せしめた。図面では正の電
荷を静電荷発生源より放出して半導体１上に付着
せしめている。さらにこの後、第１図Ｃに示す如
く、光５を局部的に照射すると、その光量および
その波長に従つて照射された領域６，６′，６″の
静電気は導体２側へと放出される。加えて光励起
で発生した電子・ホール対のうち図面では負の電
子がこの正の静電気と結合して中和をする。かく
して半導体上に選択的に（紙の反射光に従つたパ
ターンで）静電気を分布せしめることができた。
第２図は、前述の原理を適用した感光体を回転ド
ラムに設けた静電複写機を示している。
たものである。すなわち第１図Ａにおいて、導電
性基板上に光導電性の半導体１が設けられてい
る。さらに第１図Ｂに示す如く、この半導体上に
静電気３を均質に分布せしめた。図面では正の電
荷を静電荷発生源より放出して半導体１上に付着
せしめている。さらにこの後、第１図Ｃに示す如
く、光５を局部的に照射すると、その光量および
その波長に従つて照射された領域６，６′，６″の
静電気は導体２側へと放出される。加えて光励起
で発生した電子・ホール対のうち図面では負の電
子がこの正の静電気と結合して中和をする。かく
して半導体上に選択的に（紙の反射光に従つたパ
ターンで）静電気を分布せしめることができた。
第２図は、前述の原理を適用した感光体を回転ド
ラムに設けた静電複写機を示している。
すなわち回転ドラムの表面部分は導体と半導体
との多層構造に第１図と同様に設けられている。
さらに静電荷発生源８より放出された静電気はド
ラムの上面に３の如く均一に分布される。さらに
光源７より物体（例えば印刷された紙表面）１１
の反射光５がスリツト９を経てドラム上を照射す
る。すると照射された表面領域の半導体中で光起
電力を発生し、その負の電荷（電子）の前記静電
気との結合・中和および正の電荷（ホール）の基
板導体への放出により、その反射光５に従つて静
電気３の濃淡４ができる。さらにこの回転ドラム
の表面は１２の部分にて炭素粉またはそれと似質
の混合物（1.0〜100μｍの粒径）の黒粉体をドラ
ム表面上に分布せしめる。すると、この粉体は静
電気の量に比例してドラム表面に付着する、いわ
ゆる「可視化」を行なう。
との多層構造に第１図と同様に設けられている。
さらに静電荷発生源８より放出された静電気はド
ラムの上面に３の如く均一に分布される。さらに
光源７より物体（例えば印刷された紙表面）１１
の反射光５がスリツト９を経てドラム上を照射す
る。すると照射された表面領域の半導体中で光起
電力を発生し、その負の電荷（電子）の前記静電
気との結合・中和および正の電荷（ホール）の基
板導体への放出により、その反射光５に従つて静
電気３の濃淡４ができる。さらにこの回転ドラム
の表面は１２の部分にて炭素粉またはそれと似質
の混合物（1.0〜100μｍの粒径）の黒粉体をドラ
ム表面上に分布せしめる。すると、この粉体は静
電気の量に比例してドラム表面に付着する、いわ
ゆる「可視化」を行なう。
さらに、このドラムの回転（スピードは１〜10
秒／回転）と同じスピードにて、ドラムの表面に
接して被複写体例えば新しい紙１３が移動し、前
記粉体を被複写体上に付着する粉体転荷手段を有
せしめる。この後この紙１３は焼付、定着を経て
複写が完成する。ドラムの表面に残存した粉体は
粉体除去手段であるブラシ１４により完全に除去
した後、最初の静電気発生源に至る。
秒／回転）と同じスピードにて、ドラムの表面に
接して被複写体例えば新しい紙１３が移動し、前
記粉体を被複写体上に付着する粉体転荷手段を有
せしめる。この後この紙１３は焼付、定着を経て
複写が完成する。ドラムの表面に残存した粉体は
粉体除去手段であるブラシ１４により完全に除去
した後、最初の静電気発生源に至る。
第３図は従来より公知の非接合型の光導電性半
導体１のエネルギバンド図である。第３図Ａにお
いて、静電気３、裏面の導体２が設けられ、光照
射により電子・ホール対が形成される。この半導
体１はCdS等の化合物半導体であり真性であるた
め、フエルミレベル２２が中央に存在している。
さらにこの半導体１の表面に静電気が吸着して安
定状態になつたエネルギバンド図が第３図Ｂに示
されている。
導体１のエネルギバンド図である。第３図Ａにお
いて、静電気３、裏面の導体２が設けられ、光照
射により電子・ホール対が形成される。この半導
体１はCdS等の化合物半導体であり真性であるた
め、フエルミレベル２２が中央に存在している。
さらにこの半導体１の表面に静電気が吸着して安
定状態になつたエネルギバンド図が第３図Ｂに示
されている。
第４図は本発明の感光体の半導体１のエネルギ
バンド図である。即ち第１層のＰ型半導体すなわ
ちＰ型用不純物が添加された領域２１と第２層の
真性または実質的に真性の半導体２３のPI接合
を含む光導電性半導体１よりなつている。裏面に
はオーム接触をするように導体２が設けられ、ま
た第１層のＰ型半導体２１はＢまたはInのような
Ｐ型用不純物が高不純物濃度（0.1〜15原子％）
に添加された珪素、または珪素と窒素、酸素また
は炭素との化合物〔Si3N4-x（０＜ｘ＜４）、
SiC1-x（０＜ｘ＜１）等〕よりなる半導体または
半絶縁体よりなつている。
バンド図である。即ち第１層のＰ型半導体すなわ
ちＰ型用不純物が添加された領域２１と第２層の
真性または実質的に真性の半導体２３のPI接合
を含む光導電性半導体１よりなつている。裏面に
はオーム接触をするように導体２が設けられ、ま
た第１層のＰ型半導体２１はＢまたはInのような
Ｐ型用不純物が高不純物濃度（0.1〜15原子％）
に添加された珪素、または珪素と窒素、酸素また
は炭素との化合物〔Si3N4-x（０＜ｘ＜４）、
SiC1-x（０＜ｘ＜１）等〕よりなる半導体または
半絶縁体よりなつている。
Ｐ型半導体２１は、このＢまたはInによる高濃
度不純物のため、フエルミレベル２２が縮退また
は縮退に近くなり、その結果、内部電界２４を発
生させている。
度不純物のため、フエルミレベル２２が縮退また
は縮退に近くなり、その結果、内部電界２４を発
生させている。
第２層のＩ型半導体は、珪素、または珪素と窒
素、酸素または炭素との化合物〔Si3N4-x（０＜ｘ
＜４）またはSixC1-x（０＜ｘ＜１）〕よりなる真
性または実質的に真性の半導体または半絶縁体よ
りなつている。
素、酸素または炭素との化合物〔Si3N4-x（０＜ｘ
＜４）またはSixC1-x（０＜ｘ＜１）〕よりなる真
性または実質的に真性の半導体または半絶縁体よ
りなつている。
この真性または実質的に真性の半導体２３の上
面には電流を流し得る厚さの第３層の窒化珪素
（Si3N4）２５が30〜100Åの厚さで形成されてい
る。この窒化珪素はエネルギバンド幅が5.0eVで
あり、酸化珪素に比べて硬く耐摩耗性に優れてい
るに加えて、その厚さは電流を流しうる範囲で厚
くすることができる。本発明において、第１図の
反応炉に対しシランの導入を中止してアンモニア
のみを導入しプラズマ化し、この半導体または半
絶縁体の表面を窒化して保護膜を形成することも
有効である。この第３層の保護膜２５は炭化珪素
であつてもよい。
面には電流を流し得る厚さの第３層の窒化珪素
（Si3N4）２５が30〜100Åの厚さで形成されてい
る。この窒化珪素はエネルギバンド幅が5.0eVで
あり、酸化珪素に比べて硬く耐摩耗性に優れてい
るに加えて、その厚さは電流を流しうる範囲で厚
くすることができる。本発明において、第１図の
反応炉に対しシランの導入を中止してアンモニア
のみを導入しプラズマ化し、この半導体または半
絶縁体の表面を窒化して保護膜を形成することも
有効である。この第３層の保護膜２５は炭化珪素
であつてもよい。
第４図Ｂは半導体表面に対しシランにより半導
体層の形成と同時に窒素を30〜80原子％漸増して
添加して形成した半絶縁膜２５が形成されてい
る。すなわち、電子２０の静電気３との再結合を
可能にする範囲での半絶縁膜２５が50〜500Åの
厚さに形成されている。加えて裏面ではＰ型の半
導体が発生するホールの内部電界によるドリフト
を助長している。
体層の形成と同時に窒素を30〜80原子％漸増して
添加して形成した半絶縁膜２５が形成されてい
る。すなわち、電子２０の静電気３との再結合を
可能にする範囲での半絶縁膜２５が50〜500Åの
厚さに形成されている。加えて裏面ではＰ型の半
導体が発生するホールの内部電界によるドリフト
を助長している。
かくの如く、本発明構造を有する正帯電方式に
おける静電複写機においては、静電気が付着する
表面が絶縁性または半絶縁性であるに加えて、
IP接合による内部電界を設けた。かかる構造と
したため、光照射がなされた表面部分では、この
結果照射された光が透光性の絶縁または半絶縁膜
を通過して真性または実質的に真性の半導体にて
吸収され、ここで電子およびホールが発生する。
この一方の電子は表面方向にまたホールは裏面方
向に移動する。また、光照射がなされていない表
面では絶縁または半絶縁膜を設けることにより電
子の静電気との結合を防ぎ、導体に対する表面電
位を120〜170Vにさせることができた。
おける静電複写機においては、静電気が付着する
表面が絶縁性または半絶縁性であるに加えて、
IP接合による内部電界を設けた。かかる構造と
したため、光照射がなされた表面部分では、この
結果照射された光が透光性の絶縁または半絶縁膜
を通過して真性または実質的に真性の半導体にて
吸収され、ここで電子およびホールが発生する。
この一方の電子は表面方向にまたホールは裏面方
向に移動する。また、光照射がなされていない表
面では絶縁または半絶縁膜を設けることにより電
子の静電気との結合を防ぎ、導体に対する表面電
位を120〜170Vにさせることができた。
さらに、基体側近傍にIP接合を設けたことに
より、光照射がなされた半導体では、内部電界の
ためホールの裏面導体２へのドリフトが本発明の
第１層を構成させない従来の場合に比べて10〜
103倍も速くすることができる。結果としてこの
真性または実質的に真性の半導体１を３〜10μｍ
±0.5μｍにすることにより、この第２層中での残
存し得るホールを極めて早く除去し、電子のみを
第２層と第３層との間に残存させることができ
る。このように早く、一方の電荷のみの状態に光
照射がされた第２層を早くすることは、すなわち
静電複写機としての高速複写を可能とする。ま
た、残存し得るホールを早く除去することによ
り、電子の局在化を明確にするので、コントラス
トの明確な像の再現が可能となる。特にこの電子
が集合する第２層と第３層とが境界においてこれ
ら２つの層は、共に、珪素、珪素と窒素または炭
素との化合物と、同じ種類の珪素系材料を用いて
いるため、局在準位が少なく、第３層が炭化珪素
または窒化珪素の硬い材料の使用による耐摩耗性
の向上に加えて、前記した高速複写、極微小像の
高いコントラストで複写を初めて可能とした。加
えて、第３層を設け、ここにホウ素またはインジ
ユームを添加することにより、裏面導体との熱ス
トレスによるクラツク等の発生も少なくなり、よ
り好ましかつた。またこの裏面の導体をアルミニ
ユームまたはその化合物とし軽量化を図つた。さ
らに、このドラムの半導体の作製をプラズマ
CVD法により200〜500℃の温度にて作製する場
合、同一反応炉にて被膜形成の前にオーム接触用
シンター（熱処理によるアルミニユームやホウ
素、インジユームの相互拡散）を実施することが
可能である。良好なオーム接触により、ホールの
裏面導体への排出を一層迅速にした。
より、光照射がなされた半導体では、内部電界の
ためホールの裏面導体２へのドリフトが本発明の
第１層を構成させない従来の場合に比べて10〜
103倍も速くすることができる。結果としてこの
真性または実質的に真性の半導体１を３〜10μｍ
±0.5μｍにすることにより、この第２層中での残
存し得るホールを極めて早く除去し、電子のみを
第２層と第３層との間に残存させることができ
る。このように早く、一方の電荷のみの状態に光
照射がされた第２層を早くすることは、すなわち
静電複写機としての高速複写を可能とする。ま
た、残存し得るホールを早く除去することによ
り、電子の局在化を明確にするので、コントラス
トの明確な像の再現が可能となる。特にこの電子
が集合する第２層と第３層とが境界においてこれ
ら２つの層は、共に、珪素、珪素と窒素または炭
素との化合物と、同じ種類の珪素系材料を用いて
いるため、局在準位が少なく、第３層が炭化珪素
または窒化珪素の硬い材料の使用による耐摩耗性
の向上に加えて、前記した高速複写、極微小像の
高いコントラストで複写を初めて可能とした。加
えて、第３層を設け、ここにホウ素またはインジ
ユームを添加することにより、裏面導体との熱ス
トレスによるクラツク等の発生も少なくなり、よ
り好ましかつた。またこの裏面の導体をアルミニ
ユームまたはその化合物とし軽量化を図つた。さ
らに、このドラムの半導体の作製をプラズマ
CVD法により200〜500℃の温度にて作製する場
合、同一反応炉にて被膜形成の前にオーム接触用
シンター（熱処理によるアルミニユームやホウ
素、インジユームの相互拡散）を実施することが
可能である。良好なオーム接触により、ホールの
裏面導体への排出を一層迅速にした。
本発明のドラムの作製したプラズマCVD装置
を第５図に示す。以下にその作製方法を略記す
る。
を第５図に示す。以下にその作製方法を略記す
る。
真空引きが可能な反応炉５０を用いた。
この実施例でのドラム４２は直径20〜40cm、長
さ25〜50cmを有しているものを用いた。このドラ
ム４２を0.1〜１回／秒の速度にて被膜作製の工
程中に回転させた。このドラムの表面はアルミニ
ユームまたはその化合物よりなる。表面の酸化ア
ルミニユームに珪化物気体を被膜化する前に、真
空中でプラズマスパツタにて、ArまたはArおよ
びH2との混合気体により被膜の被形成面をクリ
ーニングして酸化物または汚物を除去した。さら
に、これに珪化物気体、例えば、SiH4、SiF4等
を４０より導入した。
さ25〜50cmを有しているものを用いた。このドラ
ム４２を0.1〜１回／秒の速度にて被膜作製の工
程中に回転させた。このドラムの表面はアルミニ
ユームまたはその化合物よりなる。表面の酸化ア
ルミニユームに珪化物気体を被膜化する前に、真
空中でプラズマスパツタにて、ArまたはArおよ
びH2との混合気体により被膜の被形成面をクリ
ーニングして酸化物または汚物を除去した。さら
に、これに珪化物気体、例えば、SiH4、SiF4等
を４０より導入した。
Ｐ型半導体を形成するために、価の不純物で
あるB2H6、InCl3を同時にヘリユーム等により希
釈して導入した。プラズマを１〜50MHz、または
１〜10GHzの周波数、100W〜1KWのパワーで加
え、第５図Ｂの如くドラム４２と電極４７，４
７′との間にプラズマ化を生ぜしめ、珪素元素が
ドラム上に被着するよう、このドラムを200〜500
℃に加熱しつつ、かつDCプラズマCVDを行つ
た。Ｐ型の半導体からＩ型の半導体に移る場合
は、例えば、Ｐ型の半導体を作るために導入して
いたB2H6、InCl3の導入を中止し、真性または実
質的に真性の半導体を積層した。
あるB2H6、InCl3を同時にヘリユーム等により希
釈して導入した。プラズマを１〜50MHz、または
１〜10GHzの周波数、100W〜1KWのパワーで加
え、第５図Ｂの如くドラム４２と電極４７，４
７′との間にプラズマ化を生ぜしめ、珪素元素が
ドラム上に被着するよう、このドラムを200〜500
℃に加熱しつつ、かつDCプラズマCVDを行つ
た。Ｐ型の半導体からＩ型の半導体に移る場合
は、例えば、Ｐ型の半導体を作るために導入して
いたB2H6、InCl3の導入を中止し、真性または実
質的に真性の半導体を積層した。
反応に際し珪化物気体特にシランを３〜30％
He＝97〜70％とし、さらにB2H6またはInCl3を
0.1〜５％導入する場合はその量に相当する希釈
材であるヘリユームを少なくした。ヘリユームは
すべての気体中最も軽くかつ熱伝導率がAr等に
比べて約３倍も大きく、反応炉内の均熱化すなわ
ち被膜の膜質の均一化にきわめて好ましい希釈ガ
スであつた。
He＝97〜70％とし、さらにB2H6またはInCl3を
0.1〜５％導入する場合はその量に相当する希釈
材であるヘリユームを少なくした。ヘリユームは
すべての気体中最も軽くかつ熱伝導率がAr等に
比べて約３倍も大きく、反応炉内の均熱化すなわ
ち被膜の膜質の均一化にきわめて好ましい希釈ガ
スであつた。
さらにHeはイオン化する時の電離電圧が21eV
もあり、他の気体の12〜15eVに比べきわめて大
きく、結果としてプラズマ状態の持続に対しても
その寄与が大であつた。
もあり、他の気体の12〜15eVに比べきわめて大
きく、結果としてプラズマ状態の持続に対しても
その寄与が大であつた。
さらにこの形成される被膜を半導体ではなく半
絶縁体とするためには同時にアンモニアを添加し
た。するとSi3N4-x（０＜ｘ＜４）が形成され、窒
素が10〜50原子％添加されると、その被膜はEg
が2.0〜3.0eVと珪素の1.0〜1.8eVよりも大きくす
ることができ、耐摩耗性も向上した。本実施例の
感光体は単純な珪素ではなく、窒素が１〜50原子
％添加され、特にこの半導体の静電気が吸着する
表面またはその近傍に窒素の添加量を大にした。
絶縁体とするためには同時にアンモニアを添加し
た。するとSi3N4-x（０＜ｘ＜４）が形成され、窒
素が10〜50原子％添加されると、その被膜はEg
が2.0〜3.0eVと珪素の1.0〜1.8eVよりも大きくす
ることができ、耐摩耗性も向上した。本実施例の
感光体は単純な珪素ではなく、窒素が１〜50原子
％添加され、特にこの半導体の静電気が吸着する
表面またはその近傍に窒素の添加量を大にした。
かくすることにより静電気のリークによる漸減
が少なく、静電気を長時間半導体上または半絶縁
体上に保存することができた。
が少なく、静電気を長時間半導体上または半絶縁
体上に保存することができた。
以上の説明より明らかな如く、本発明は従来よ
り公知のCdS等の化合物半導体を用いた静電複写
機に比べて、安価な珪素を主成分とした半導体と
した。その半導体中、特にその表面またはその近
傍に窒素を添加して硬くし、耐摩耗性を向上し、
さらに静電気のリークを半導体を半絶縁化するこ
とにより防止した。
り公知のCdS等の化合物半導体を用いた静電複写
機に比べて、安価な珪素を主成分とした半導体と
した。その半導体中、特にその表面またはその近
傍に窒素を添加して硬くし、耐摩耗性を向上し、
さらに静電気のリークを半導体を半絶縁化するこ
とにより防止した。
導体基板またはドラム近傍にはＰ型の半導体を
設け、Ｉ−Ｐ接合を作ることにより内部電界を発
生せしめ、Ｓ／Ｎ比即ち表面電位を120〜170Vと
Ｐ型半導体層のない30〜70Vに比べ約50Vも高く
することができた。
設け、Ｉ−Ｐ接合を作ることにより内部電界を発
生せしめ、Ｓ／Ｎ比即ち表面電位を120〜170Vと
Ｐ型半導体層のない30〜70Vに比べ約50Vも高く
することができた。
さらにこのドラム上での半導体または半絶縁体
の被膜化をドラムを回転しながらDCプラズマを
利用して減圧CVD法を用いたため、材料の反応
炉の壁への付着によるロスを少くした等の特徴を
有するもので、工学的にきわめて重要であると信
じる。
の被膜化をドラムを回転しながらDCプラズマを
利用して減圧CVD法を用いたため、材料の反応
炉の壁への付着によるロスを少くした等の特徴を
有するもので、工学的にきわめて重要であると信
じる。
第１図は、本発明の感光体における静電気の局
部的な帯電の原理を示した説明図である。第２図
は、本発明の応用にかかるドラム式の静電複写機
の原理を示した説明図である。第３図は、従来の
感光体のエネルギバンド図を示す説明図である。
第４図は、本発明の実施例の感光体のエネルギバ
ンド図を示す説明図である。第５図は、本発明の
感光体を使用した複写機を作るための製造装置の
原理を示す説明図である。
部的な帯電の原理を示した説明図である。第２図
は、本発明の応用にかかるドラム式の静電複写機
の原理を示した説明図である。第３図は、従来の
感光体のエネルギバンド図を示す説明図である。
第４図は、本発明の実施例の感光体のエネルギバ
ンド図を示す説明図である。第５図は、本発明の
感光体を使用した複写機を作るための製造装置の
原理を示す説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 導電性基体および該導電性基体上に設けられ
た光導電体を有する感光体において、 前記導電性基体がアルミニユームまたはその化
合物からなり、 前記光導電体が、導電性基体上に一体に設けら
れた非単結晶半導体または非単結晶半絶縁体の第
１層と、第１層上に一体に設けられた非単結晶半
導体または非単結晶半絶縁体の第２層と、第２層
上に一体に設けられた非単結晶半絶縁体または非
単結晶半絶縁体の第３層とを有し、 第１層が、珪素、窒素含有珪素、酸素含有珪
素、または炭素含有珪素を主成分とし且つホウ素
またはインジユームが添加されており、 第２層が、珪素、窒素含有珪素、酸素含有珪
素、または炭素含有珪素を主成分とし、真性また
は実質的に真性で、照射された光により電子及び
ホールを発生するようになつており、 第３層が、窒素含有珪素または炭素含有珪素を
主成分としていることを特徴とする感光体。
Priority Applications (20)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8680180A JPS5711351A (en) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | Electrostatic copying machine |
| US06/276,503 US4418132A (en) | 1980-06-25 | 1981-06-23 | Member for electrostatic photocopying with Si3 N4-x (0<x<4) |
| US06/502,630 US4555462A (en) | 1980-06-25 | 1983-07-21 | Printing member for electrostatic photocopying |
| US06/594,292 US4600670A (en) | 1980-06-25 | 1984-03-23 | Printing member for electrostatic photocopying |
| US06/594,685 US4598031A (en) | 1980-06-25 | 1984-03-29 | Printing member for electrostatic photocopying |
| US06/594,686 US4587187A (en) | 1980-06-25 | 1984-03-29 | Printing member for electrostatic photocopying |
| US06/603,419 US4572881A (en) | 1980-06-25 | 1984-04-24 | Printing member for electrostatic photocopying |
| US06/731,495 US4582770A (en) | 1980-06-25 | 1985-05-07 | Printing member for electrostatic photocopying |
| US07/116,337 US4889783A (en) | 1980-06-25 | 1987-11-02 | Printing member for electrostatic photocopying |
| US07/335,708 US4889782A (en) | 1980-06-25 | 1989-04-10 | Electrostatic photocopying machine |
| US07/395,995 US4971872A (en) | 1980-06-25 | 1989-08-21 | Electrostatic photocopying machine |
| US07/444,307 US5008171A (en) | 1980-06-25 | 1989-12-01 | Printing member for electrostatic photocopying |
| US07/452,355 US4999270A (en) | 1980-06-25 | 1989-12-19 | Printing member for electrostatic photocopying |
| US07/577,006 US5070364A (en) | 1980-06-25 | 1990-09-04 | Printing member for electrostatic photocopying |
| US07/606,188 US5144367A (en) | 1980-06-25 | 1990-10-31 | Printing member for electrostatic photocopying |
| US07/606,183 US5103262A (en) | 1980-06-25 | 1990-10-31 | Printing member for electrostatic photocopying |
| US07/606,187 US5143808A (en) | 1980-06-25 | 1990-10-31 | Printing member for electrostatic photocopying |
| US08/046,839 US5303007A (en) | 1980-06-25 | 1993-04-14 | Printing apparatus for electrostatic photocopying |
| US08/149,550 US5465137A (en) | 1980-06-25 | 1993-11-09 | Printing member for electrostatic photocopying |
| US08/304,217 US5545503A (en) | 1980-06-25 | 1994-09-12 | Method of making printing member for electrostatic photocopying |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8680180A JPS5711351A (en) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | Electrostatic copying machine |
Related Child Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56151148A Division JPH0723962B2 (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | ドラム形感光体の作製方法 |
| JP56151147A Division JPS57122445A (en) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | Copying machine |
| JP13073984A Division JPS6017452A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 複写機の作製方法 |
| JP13073884A Division JPS6017451A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 複写機の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5711351A JPS5711351A (en) | 1982-01-21 |
| JPH0415938B2 true JPH0415938B2 (ja) | 1992-03-19 |
Family
ID=13896893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8680180A Granted JPS5711351A (en) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | Electrostatic copying machine |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (7) | US4418132A (ja) |
| JP (1) | JPS5711351A (ja) |
Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5103262A (en) * | 1980-06-25 | 1992-04-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Printing member for electrostatic photocopying |
| US5144367A (en) * | 1980-06-25 | 1992-09-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Printing member for electrostatic photocopying |
| US5143808A (en) * | 1980-06-25 | 1992-09-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Printing member for electrostatic photocopying |
| US4889783A (en) * | 1980-06-25 | 1989-12-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Printing member for electrostatic photocopying |
| US5070364A (en) * | 1980-06-25 | 1991-12-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Printing member for electrostatic photocopying |
| US5545503A (en) * | 1980-06-25 | 1996-08-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of making printing member for electrostatic photocopying |
| US4999270A (en) * | 1980-06-25 | 1991-03-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Printing member for electrostatic photocopying |
| JPS58159842A (ja) * | 1982-03-17 | 1983-09-22 | Ricoh Co Ltd | 感光体の製造方法 |
| US5468653A (en) * | 1982-08-24 | 1995-11-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photoelectric conversion device and method of making the same |
| USRE37441E1 (en) | 1982-08-24 | 2001-11-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photoelectric conversion device |
| JPS59115574A (ja) | 1982-12-23 | 1984-07-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置作製方法 |
| US6664566B1 (en) | 1982-08-24 | 2003-12-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photoelectric conversion device and method of making the same |
| USRE38727E1 (en) | 1982-08-24 | 2005-04-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photoelectric conversion device and method of making the same |
| JPS59111152A (ja) * | 1982-12-16 | 1984-06-27 | Sharp Corp | 電子写真用感光体 |
| JPS59184356A (ja) * | 1983-04-02 | 1984-10-19 | Canon Inc | 電子写真用光導電部材 |
| JPS6083957A (ja) * | 1983-10-13 | 1985-05-13 | Sharp Corp | 電子写真感光体 |
| US4544617A (en) * | 1983-11-02 | 1985-10-01 | Xerox Corporation | Electrophotographic devices containing overcoated amorphous silicon compositions |
| JPH067270B2 (ja) * | 1983-12-16 | 1994-01-26 | 株式会社日立製作所 | 電子写真用感光体 |
| US4727044A (en) | 1984-05-18 | 1988-02-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of making a thin film transistor with laser recrystallized source and drain |
| JPS6017452A (ja) * | 1984-06-25 | 1985-01-29 | Shunpei Yamazaki | 複写機の作製方法 |
| JPS6123158A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-01-31 | Stanley Electric Co Ltd | 電子写真用感光体 |
| JPS61221752A (ja) * | 1985-03-12 | 1986-10-02 | Sharp Corp | 電子写真感光体 |
| US4731314A (en) * | 1985-05-07 | 1988-03-15 | Semiconductor Energy Laboratory, Co., Ltd. | Printing member for electrostatic printing having a high crystallization region of an intrinsic semiconductor layer formed by irradiation with light and method of manufacturing thereof |
| JPH0789232B2 (ja) * | 1985-05-17 | 1995-09-27 | 株式会社リコー | 電子写真感光体 |
| US4701395A (en) * | 1985-05-20 | 1987-10-20 | Exxon Research And Engineering Company | Amorphous photoreceptor with high sensitivity to long wavelengths |
| CA1271076A (en) * | 1985-08-26 | 1990-07-03 | Stephen J. Hudgens | Enhancement layer for electrophotographic devices and method for decreasing charge fatigue through the use of said layer |
| US4713309A (en) * | 1985-08-26 | 1987-12-15 | Energy Conversion Devices, Inc. | Enhancement layer for positively charged electrophotographic devices and method for decreasing charge fatigue through the use of said layer |
| US4721663A (en) * | 1985-08-26 | 1988-01-26 | Energy Conversion Devices, Inc. | Enhancement layer for negatively charged electrophotographic devices |
| US4663258A (en) * | 1985-09-30 | 1987-05-05 | Xerox Corporation | Overcoated amorphous silicon imaging members |
| EP0241111B1 (en) * | 1986-02-05 | 1991-04-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Light-receiving member for electrophotography |
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| US4954397A (en) * | 1986-10-27 | 1990-09-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Light receiving member having a divided-functionally structured light receiving layer having CGL and CTL for use in electrophotography |
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