JPH0454942B2 - - Google Patents

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JPH0454942B2
JPH0454942B2 JP57035633A JP3563382A JPH0454942B2 JP H0454942 B2 JPH0454942 B2 JP H0454942B2 JP 57035633 A JP57035633 A JP 57035633A JP 3563382 A JP3563382 A JP 3563382A JP H0454942 B2 JPH0454942 B2 JP H0454942B2
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JP
Japan
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layer
atoms
layer region
amorphous
region
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JP57035633A
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JPS58152249A (ja
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Shigeru Shirai
Kyosuke Ogawa
Junichiro Kanbe
Keishi Saito
Yoichi Oosato
Teruo Misumi
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to DE19833307573 priority patent/DE3307573A1/de
Publication of JPS58152249A publication Critical patent/JPS58152249A/ja
Priority to US06/627,499 priority patent/US4547448A/en
Publication of JPH0454942B2 publication Critical patent/JPH0454942B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • 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

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  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

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(Ip)/暗電流(Id)〕が高く、照
射する電磁波のスペクトル特性にマツチングした
吸収スペクトル特性を有すること、光応答性が速
く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時におい
て人体に対して無公害であること、更には固体撮
像装置においては、残像を所定時間内に容易に処
理することができること等の特性が要求される。
殊に、事務機としてオフイスで使用される電子写
真装置内に組込まれる電子写真用像形成部材の場
合には、上記の使用時における無公害性は重要な
点である。 この様な点に立脚して最近注目されている光導
電材料にアモルフアスシリコン(以後a−Siと表
記す)があり、例えば、独国公開第2746967号公
報、同第2855718号公報には電子写真用像形成部
材として、独国公開第2933411号公報には光電変
換読取装置への応用が記載されている。 而乍ら、従来のa−Siで構成された光導電層を
有する光導電部材は、暗抵抗値、光感度、光応答
性等の電気的、光学的、光導電的特性、及び耐湿
性等の使用環境特性の点、更には経時的安定性の
点において、総合的な特性向上を計る必要がある
という、更に改良される可き点が存するのが実情
である。 例えば、電子写真用像形成部材に適用した場合
に、高光感度化、高暗抵抗化を同時に計ろうとす
ると従来においてはその使用時において残留電位
が残る場合が度々観測され、この種の光導電部材
は長時間繰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。 又は例えば、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等
の無機光導電材料或いは、PVCzやTNF等の有
機光導電材料に較べて、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ための特性
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
静電像形成のための帯電処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こと、及び多湿雰囲気中にお
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殆んど保持し得ないことがあ
る等、解決され得る可き点が存在していることが
判明している。 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酸原
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、光学的或いは
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。 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て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
を特定化する様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
において浚駕していること、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、光導電的特性が殆ん
ど使用環境に制御を受けず常時安定している全環
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耐久性に優れ、残留
電位は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、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、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比特性及び支持体との間に良好な電気的接
触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する非晶質材料で構成さ
れ、光導電性を示す第一の非晶質層()と、シ
リコン原子と水素原子と、含有量が30atomic%
未満の炭素原子とを構成原子として含む非晶質材
料で構成された第二の非晶質層()とを有し、
前記第一の非晶質層()が、構成原子として、
酸素原子を含有し層厚方向に分布濃度が次第に減
少される領域を有する第一の層領域(O)と、該
第一の層領域(O)上に設けられ構成原子として
酸素原子が実質的に含有されない層領域と、構成
原子として、層厚方向に連続的な分布状態で周期
律表第族に属する原子が含有されている第二の
層領域()とを有し、前記第一の層領域(O)
と前記第二の層領域()は互いに前記支持体に
接して設けられて少なくとも互いの一部を共有し
ていることを特徴とする。 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、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、殊に多
湿雰囲気中での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、高品質の可視画像を得ることができる。 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
及び第二の非晶質層()107用としての支持
体101の上に、a−Si(H,X)から成る光導
電性を有する第一の非晶質層()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には含有されてな
い。 第一の層領域(O)103に含有される酸素原
子は、該層領域(O)103に於いて層厚方向に
は連続的に分布し、その分布状態は不均一とされ
るが、支持体101の表面に実質的に平行な方向
に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。 本発明の光導電部材に於いては、第1図に示す
様に、非晶質層()102の表面側部分には、
酸素原子が含有されない層領域(第1図に示す層
領域106に相当)を有することを必要とする
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、例えば第一の層領域(O)と第二の層領
域()とが同じ層領域であつても良いし、又、
第一の層領域(O)の中に第二の層領域()が
設けられても良いものである。 第二の層領域()の中に含有される第族原
子は、該層領域()に於いて層厚方向には連続
的に分布し、その分布状態は不均一であつても実
質的に均一であつても良いものであるが、支持体
の表面に実質的に平行な方向には連続的に且つ実
質的に均一に分布されるのが好ましいものであ
る。 第1図に示す光導電部材100に於いては、層
領域106には第族原子が含有されてないが、
本発明に於いては該層領域106にも第族原子
を含有し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層領域106とを有し、
第一の層領域(O)103と第二の層領域()
104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。 又、本発明の光導電部材に於いては、第一の層
領域(O)に含有される酸素原子の該層領域
(O)に於ける層厚方向の分布状態は、第1には
該第一の層領域(O)の設けられる支持体又は他
の層との密着性及び接触性を良くする為に支持体
又は他の層との接合面側の方に分布濃度が高くな
る様にされる。第2には、上記第一の層領域
(O)中に含有される酸素原子は、第一の層領
(O)上に設けられる、酸素原子の含有されない
層領域との接合界面での電気的接触性を滑らかに
する為に酸素原子の含有されていない層領域側に
於いて分布濃度が次第に減少され、接合面に於い
ては、分布濃度が実質的に零となる様に第一の層
領域(O)中に含有されるのが好ましいものであ
る。 この点は、第二の層領域()中に含有される
第族原子に就ても同様であつて、非晶質層
()の表面側の層領域に該第族原子が含有さ
れない例の場合には該表面側の層領域側に於い
て、第二の層領域()中の第族原子の分布濃
度は表面側の層領域との接合面方向に次第に減少
され、該接合面に於いて実質的に零となる様に第
族原子の分布状態が形成されるのが好ましいも
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、非晶質層を構成するシリコン原子の
量に対して、通常は0.01〜1000atomic ppm、好
ましくは0.5〜800atomic ppm、最適には1〜
500atomic 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、0.001〜20atomic%、好ましくは、0.002
〜10atomic%最適には0.003〜5atomic%とされ
るのが望ましいものである。 第2図乃至第10図の夫々には、本発明におけ
る光導電部材の非晶質層()中に含有される酸
素原子及び第族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、横軸は酸素原子
又は第族原子の含有濃度Cを、縦軸は、光導電
性を示す非晶質層()の層厚方向を示し、tB
支持体側の非晶質層()の表面の位置を、tS
支持体側とは反対側の非晶質層()の表面の位
置を示す。詰り、酸素原子及び第族原子の含有
される非晶質層()はtB側よりtS側に向つて層
の成長がなされる。 尚、縦軸のスケールは酸素原子と第族原子と
では異なつている。又A2〜A10は酸素原子のB2
B10は第族原子の分布濃度線を夫々表わす。 第2図には、非晶質層()中に含有される酸
素原子及び第族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図に示す例では、a−Si(H,X)から成
り光導電性を示す非晶質層()(tS,tB)(tS
らtBまでの全層厚領域)は、支持体側より、酸素
原子が分布濃度C(o)1で、第族原子が分布濃
度C()1で、層厚方向に実質的に均一に分布し
ている層領域(t2,tB)(t2とtBとの間の層領域)
と、酸素原子の分布濃度が分布濃度C(o)1から
実質的に零になるまで線型的に次第に減少し且つ
第族原子の分布濃度が分布濃度C()1)から
実質的に零になるまで線型的に次第に減少してい
る層領域(t1,t2)と、酸素原子及び第族原子
のいずれも実質的に含有されてない層領域(tS
t1)とを有している。 第2図に示す例の様に非晶質層()(tS,tB
が、支持体又は他の層との接触面(tBに相当)を
有し、酸素原子及び第族原子の分布が均一であ
る層領域(t2,tB)を有する場合には、分布濃度
C()1及びC(o)1は、支持体或いは他の層との
関係に於いて所望に従つて適宜決められるもので
あるが、C()1の場合シリコン原子に対して、
通常の場合0.1〜10000atomic ppm、好適には1
〜4000atomic ppm、最適には2〜2000atomic
ppmとされ、C(o)1の場合、シリコン原子に対
して通常は0.01〜30atomic%好適には0.02〜
20atomic%、最適には0.03〜10atomic%とされ
るのが望ましいものである。層領域(t1,t2
は、主に層領域(tS,t1)と層領域(t2,tB)との
間の電気的接触を滑らかにする為に設けられるも
のであるので、該層領域(t1,t2)の層厚は、酸
素原子の分布濃度C(o)1及び第族原子の分布
濃度C()1、殊に分布濃度C(o)1との関係に於
いて適宜所望に従つて決められる必要がある。 必要に応じて第族原子を含有しても良いが酸
素原子は含有されない層領域(tS,t1)の層厚と
しては繰返し使用に対する耐久性も含めて酸素原
子の含有される層領域(t1,tB)が、大気からの
保護を充分受けられる様に、又、該層領域(tS
t1)に於いて光照射によるフオトキヤリアを発生
させるのであれば、照射する光が該層領域(tS
t1)に於いて充分吸収されるように、所望に従つ
て適宜決められる。 本発明に於いて、非晶質層()の表面側の層
領域に設けられる酸素原子の含有されない層領域
の層厚としては、通常100Å〜10μ、好適には200
Å〜5μ、最適には500Å〜3μとされるのが望まし
いものである。 第2図に示される様な酸素分子及び第族原子
の分布状態を有する光導電部材に於いては高光感
度化及び高暗抵抗化を計り乍ら支持体又は他の層
との間の密着性と支持体側よりの非晶質層()
中への電荷の注入阻止性をより向上させるには、
第2図に於いて一点鎖線aで示す様に非晶質層の
支持体側表面(tBの位置に相当)部分に於いて、
酸素原子の分布濃度を分布濃度C(o)1より更に
高くした層領域(t3,tB)を設けるのが良いもの
である。 酸素原子が高濃度で分布している層領域(t3
tB)に於ける酸素原子の分布濃度C(O)2としては、
シリコン原子に対して通常は、30atomic%以上、
好適には40atomic%以上、最適には50atomic%
以上とされるのが望ましいものである。酸素原子
の高濃度で分布される層領域に於ける酸素原子の
分布状態は、第2図に一点鎖線aで示す様に層厚
方向に一定(均一)とされても良いし、直接接合
される隣接層領域との間の電気的接触を良好にす
る為に一点鎖線bで示す様に、支持体側より、あ
る厚さまで一定値C(O)2で、その後は、C(O)1になる
まで連続的に次第に減少する様にされてもよい。 第二の層領域()に含有される第族原子の
該層領域()に於ける分布状態は、支持体側に
於いて、分布濃度C()1で一定値を維持した層
領域〔層領域(t2,tB)に相当〕を有する様にさ
れるのが通常であるが、支持体側より非晶質層へ
の電荷の注入をより効率良く阻止する為には支持
体側に、第2図に一点鎖線Cで示す様に第族原
子が高濃度で分布する層領域(t4,tB)を設ける
のが望ましいものである。 本発明に於いては、層領域(t4,tB)は位置tB
より5μ以内に設けられるのが好ましい。層領域
(t4,tB)は、位置tBより5μ厚までの全層領域LT
されても良いし、又、層領域LTの一部として設
けられても良い。 層領域(t4,tB)を層領域LTの一部とするか又
は全部とするかは、形成される非晶質層()に
要求される特性に従つて適宜決められる。 層領域(t4,tB)はその中に含有される第族
原子の層厚方向の分布状態として第族原子の含
有量分布値(分布濃度値)の最大Cmaxがシリコ
ン原子に対して通常は50atomic ppm以上、好適
には80atomic ppm以上、最適には100atomic
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、第族原子の含有さ
れる第二の層領域()は、支持体側からの層厚
で5μ以内(tBから5μ厚の層領域)に含有量分布の
最大値Cmaxが存在する様に形成されるのが好ま
しいものである。 本発明に於いて酸素原子が高濃度に分布してい
る、層領域(t3,tB)の層厚及び第族原子が高
濃度に分布している層領域(t4,tB)の層厚は、
これ等の層領域に含有される酸素原子或いは第
族原子の含有量及び含有分布状態に応じて所望に
従つて適宜決定され、通常の場合、30Å〜5μ、
好適には40Å〜4μ、最適には50Å〜3μとされて
るのが望ましいものである。 第3図に示される例は、基本的には、第2図に
示した例と同様であるが、異なる点は、第2図の
例の場合には、t2の位置より、酸素原子の分布濃
度も第族原子の分布濃度も共に減少が始まり、
位置t1に到つて実質的に零になつているのに対し
て、第3図の例の場合には、実線A3で示す様に
酸素原子の分布濃度はt3の位置より、実線B3で
示す様に第族原子の分布濃度はt2の位置より、
夫々減少が始まり、t1の位置に於いて、両者共に
実質的に零になつていることである。 即ち、酸素原子の含有されている第一の層領域
(O)(t1,tB)は分布濃度C(O)1で実質的に均一に
分布されている層領域(t3,tB)と、位置t3より
分布濃度C(O)1から実質的に零に到るまで線型的に
次第に減少している層領域(t1,t3)とで構成さ
れている。 第族原子の含有される第二の層領域()
(t1,tB)は、分布濃度C()1で実質的に均一に分
布されている層領域(t2,tB)と、位置t2より分
布濃度C()1から実質的に零に到るまで線型的に次
第に減少している層領域(t1,t2)とで構成され
ている。層領域(tS,t1)には、第2図に示す層
領域(tS,t1)と同様に酸素原子も第族原子も
含有されていない。 第4図に示す例は、第3図に示す例の変形例で
あつて、酸素原子が分布濃度C(O)1で均一分布で含
有されている層領域(t2,tB)中に、第族原子
が分布濃度C()1で均一分布で含有されている層領
域(t3,tB)が設けてある点を除けば、第3図に
示す場合と同様である。 第5図に示す例は、第族原子が一定の分布濃
度で均一分布で含有されている層領域を2つ有す
る場合である。 第5図に示す例の非晶質層()は、支持体側
より、酸素原子と第族原子との両方が含有され
ている層領域(t3,tB)と、該層領域(t3,tB
上に第族原子は含有されているが酸素原子は含
有されてない層領域(t1,t3)と、第族原子も
酸素原子もいずれも含有されていない層領域
(tS,t1)とで構成されている。 そして、酸素原子の含有されている層領域
(t3,tB)は、分布濃度C(O)1で層厚方向に実質的に
均一に分布されている層領域(t5,tB)と、分布
濃度C(O)1より次第に線型的に減少されて実質的に
零に到つている層領域(t3,t5)とで構成されて
いる。 層領域(t1,tB)は、支持体側から、第族原
子が、分布濃度C()1で実質的に均一分布している
層領域(t4,tB)、分布濃度C()1から分布濃度
C()3まで線型的に連続減少して分布している層領
域(t3,t4)、分布濃度C()3で実質的に均一分布
している層領域(t2,t3)、及び分布濃度C()3
ら線型的に連続減少して分布している層領域
(t1,t2)とが積層された層構成を有している。 第6図には、第5図に示す例の変形例が示され
る。 第6図に示す例の場合には、酸素原子と第族
原子とが夫々、分布濃度C(O)1,C10で均一分布し
ている層領域(t4,t5)と、酸素原子が分布濃度
C(O)1から線型的に次第に減少されて実質的に零に
到つている層領域(t3,t5)中に、線型的に減少
する分布状態で第族原子が含有されている層領
域(t4,t5)と分布濃度C()3で実質的に均一分布
状態で第族原子が含有されている層領域(t3
t4)とが設けられている。 層領域(t3,tB)の上には、酸素原子が実質的
に含有されてない層領域(tS,t3)が設けられ、
層領域(tS,t3)は、第族原子が含有されてい
る層領域()(t1,t3)と、酸素原子、第族
原子のいずれも含有されてない層領域(tS,t1
とで構成されている。 第7図には、非晶質層()〔層領域(tS,tB)〕
の全層領域に第族原子が含有され、表面側の層
領域(tS,t1)には、酸素原子が含有されていな
い例が示される。 酸素原子の含有される層領域(t1,tB)は、実
線A7で示す様に、分布濃度C(O)1で均一分布状態
で酸素原子が含有されている層領域(t3,tB
と、分布濃度C(O)1から次第に減少されて例に到る
分布状態で酸素原子が含有されている層領域
(O)(t1,t3)とを有する。 非晶質層()中に於ける第族原子の分布
は、実線B7で示される。即ち第族原子の含有
される層領域(tS,tB)は、分布濃度C()1で均一
に第族原子が分布されている層領域(t2,tB
と、分布濃度C()2で均一に第族原子が分布され
ている層領域(tS,t1)との間に分布濃度C()1
分布濃度C()2との間の第族原子の分布変化を連
続させる為に、これ等の分布濃度間で線型的に連
続的に変化している分布状態で第族原子が含有
されている層領域(t1,t2)とを有する。 第8図には、第7図に示す例の変形例が示され
る。 非晶質層()の全層領域には、実線B8で示
す様に、第族原子が含有されており、層領域
(t1,tB)には、酸素原子が含有されている。層
領域(t3,tB)に於いては、酸素原子が分布濃度
C(O)1で、第族原子が分布濃度C()1で夫々、均一
な分布状態で含有されており、層領域(tS,t2
に於いては、第族原子が、分布濃度C()2の均一
な分布状態で含有されている。 酸素原子は実線A8で示される様に、層領域
(t1,t3)に於いて、支持体側より分布濃度C(O)1
ら線型的に次第に減少されて位置t1に於いて実質
的に零になる様に含有されている。 層領域(t2,t3)では、第族原子が、分布濃
度C()1から分布濃度C()2に到るまで徐々に減少す
る分布状態で含有されている。 第9図には、酸素原子は、層厚方向に不均一な
分布状態で含有されるが、第族原子は、連続的
に含有される層領域に於いて、層厚方向に実質的
に均一な分布状態で含有されている例が示され
る。 第9図に示される例に於いては、酸素原子の含
有される第一の層領域(O)と第族原子の含有
される第二の層領域()とは、実質的に同一層
領域であつて、酸素原子及び第族原子のいずれ
も含有されていない表面側の層領域を有してい
る。 酸素原子は、層領域(t2,tB)に於いては、分
布濃度C(O)1で実質的に均一な分布状態で含有され
ており、層領域(t1,t2)に於いて、分布濃度
C(O)1より分布濃度C(O)2に到るまで連続して減少的
に変化する分布状態で含有されている。 第10図に示す例に於いては、酸素原子、第
族原子のいずれもが、連続的に分布する層領域に
於いて不均一な分布状態で含有され、酸素原子の
含有されている層領域(O)中に第族原子が含
有されている層領域()が設けられている。 そして、層領域(t3,tB)に於いては、酸素原
子が分布濃度C(O)1で、第族原子が分布濃度C()1
で、夫々一定の分布濃度で実質的に均一に含有さ
れており、層領域(t2,t3)では、酸素原子及び
第族原子が夫々層の成長に併せて次第に分布濃
度を減少する様に含有され、第族原子の場合に
は、t2に於いて分布濃度が実質上零とされてい
る。 酸素原子は、第族原子の含有されてない層領
域(t1,t2)に於いても線型的な減少分布状態を
形成する様に含有され、t1に於いてその分布状態
が実質的に零とされている。 層領域(tS,t1)には、酸素原子も第族原子
も含有されていない。 以上、第2図乃至第10図により、非晶質層中
に含有される酸素原子及び第族原子の層厚方向
の分布状態の典型例の幾つかを説明したが、第3
図乃至第10図の場合においても、第2図の場合
に説明したのと同様に支持体側に、酸素原子又は
第族原子の含有濃度Cの高い部分を、表面tS
には、含有濃度Cが支持体側に較べて可成り低く
された部分を有する分布状態が形成された層領域
を設けても良いものである。 又、酸素原子、第族原子の分布濃度の夫々は
線型的だけではなく曲線的に減少させても良い。 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、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中に導入してや
れば良い。 本発明において使用されるSi供給用の原料ガス
としては、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
晶質層を製造する場合、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、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,SiH2
I2,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、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
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。 本発明に於いて、非晶質層()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
れる希釈ガスとしては、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。 非晶質層()中に酸素原子及び周期律表第
族原子を導入して、第一の層領域(O)及び第二
の層領域()を形成するには、グロー放電法や
反応スパツタリング法等による層形成の際に、第
族原子導入用の出発物質又は酸素原子導入用の
出発物質、或いは両出発物質を前記した非晶質層
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()を構成する第一の層領域(O)
を形成するのにグロー放電法を用いる場合には、
第一の層領域(O)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。 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。 スパツターリング法によつて、酸素原子を含有
する第一の層領域(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
要に応じて希釈ガスで希釈して、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
スとしての希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
酸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。 非晶質層()を構成する第二の層領域()
を形成するには、前述した非晶質層()の形成
の際に前記した非晶質層()形成用となる原料
ガスと共に、第族原子導入用となるガス状態の
又はガス化し得る出発物質をガス状態で非晶質層
()形成の為の真空堆積室中に導入してやれば
良いものである。 第二の層領域()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
ー等を制御することによつて任意に制御され得
る。 第族原子導入用の出発物質として、本発明に
於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(CH33,InCl3,TlCl3
も挙げることが出来る。 本発明に於いて遷移層領域(酸素原子又は第
族原子のいずれの分布濃度が層厚方向に変化して
いる層領域)の形成は分布濃度を変化させるべき
成分を含有するガスの流量を適宜変化させること
により達成される。例えば主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、流量の変化率は線型である必要は
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。 非晶質層作成の際遷移層領域と他の層領域との
境界において、プラズマ状態は維持されても、中
断されても膜の特性上には何ら影響を及ぼさない
が連続的に行うのが管理上も好ましい。 本発明に於いて、非晶質層()の層厚として
は、作成される光導電部材に要求される特性に応
じて適宜決められるものであるが通常は、1〜
100μ、好ましくは1〜80μ、最適には2〜50μ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、第一の非晶質
層()上に設けられる第二の非晶質層()
は、シリコン原子と炭素原子と水素原子とで構成
される非晶質材料〔a−(SixC1-xyH1-y、但し0
<x,y<1〕で形成されるので非晶質層()
を構成する第一の非晶質層()と第二の非晶質
層()とを形成する非晶質材料の各々がシリコ
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全性の確保が充分成
されている。 a−(SixC1-xyH1-yで構成される第二の非晶質
層()の形成はグロー放電法、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。これ等の製造法は、製造条件、設備
資本投下の負荷程度、製造規模、作製される光導
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が、所望する特性を有する光
導電部材を製造する為の作製条件の制御が比較的
容易である、シリコン原子と共に炭素原子及び水
素原子を作製する第二の非晶質層()中に導入
することが容易に行える等の利点からグロー放電
法或いはスパツターリング法が好適に採用され
る。 更に、本発明に於いては、グロー放電法とスパ
ツターリング法とを同一装置系内で併用して第二
の非晶質層()を形成しても良い。 グロー放電法によつて第二の非晶質層()を
形成するには、a−(SixC1-xyH1-y形成用の原料
ガスを、必要に応じて希釈ガスと所定量の混合比
で混合して、支持体の設置してある真空堆積用の
堆積室に導入し、導入され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
上に既に形成されてある第一の非晶質層()上
にa−(SixC1-xyH1-yを堆積させれば良い。 本発明に於いてa−(SixC1-xyH1-y形成用の原
料ガスとしては、Si,C,Hの中の少なくとも1
つ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。 Si,C,Hの中の1つとしてSiを構成原子とす
る原料ガスを使用する場合は例えばSiを構成原子
とする原料ガスと、Cを構成原子とする原料ガス
と、H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、C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,C
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。 本発明に於いて、第二の非晶質層()形成用
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Si2H6,Si3H8,SiH4,Si4
H10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
〜4の飽和炭化水素、炭素数2〜4のエチレン系
炭化水素、炭素数2〜3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(CH8)、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(C3
H4)、プチン(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。 スパツターリング法によつて第二の非晶質層
()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、CとHを導入する為の原料ガスを、必要
に応じて希釈ガスで希釈して、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。 C又はH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、第二の非晶質層()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
ことができる。 本発明に於ける第二の非晶質層()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,C、及びH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
から半導体性、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、目的に応じた
所望の特性を有するa−SixC1-xが形成される様
に、所望に従つてその作成条件の選択が厳密に成
される。 例えば、第二の非晶質層()を耐圧性の向上
を主な目的として設けるには、a−(SixC1-xy
H1-yは使用条件下に於いて電気絶縁性的挙動の
顕著な非晶質材料として作成される。 又、連続繰返し使用特性や使用環境特性の向上
を主たる目的として第二の非晶質層()が設け
られる場合には、上記の電気絶縁性の度合はある
程度緩和され、照射される光に対してある程度の
感度を有する非晶質材料としてa−(SixC1-xy
H1-yが作成される。 第一の非晶質層()の表面にa−(SixC1-xy
H1-yから成る第二の非晶質層()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a−(Six
C1-xyH1-y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のが望まし
い。 本発明に於ける目的が効果的に達成される為の
第二の非晶質層()を形成する際の支持体温度
としては第二の非晶質層()の形成法に併せて
適宜最適範囲が選択されて、第二の非晶質層
()の形成が実行されるが、通常の場合100℃〜
300℃、好適には150℃〜250℃とされるのが望ま
しいものである。第二の非晶質層()の形成に
は、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較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第二の
非晶質層()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a−(SixC1-xyH1-yの特性を左右す
る重要な因子の1つである。 本発明に於ける目的が達成される為の特性を有
するa−(SixC1-xyH1-yが生産性良く効果的に作
成される為の放電パワー条件としては、通常10〜
300W、好適には20〜200Wとされるのが望まし
い。堆積室内のガス圧は、通常0.01〜1Torr、好
適には0.1〜0.5Torr程度とされるのが望ましい。 本発明に於いては、第二の非晶質層()を作
成する為の支持体温度、放電パワーの望ましい数
値範囲として前記した範囲の値が挙げられるが、
これ等の層作成フアクターは、独立的に別々に決
められるものではなく、所望特性のa−(Six
C1-xyH1-yから成る第二の非晶質層()が形成
される様に相互的有機的関連性に基づいて、各層
作成フアクターの最適値が決められるのが望まし
い。 本発明の光導電部材に於ける第二の非晶質層
()に含有される炭素原子及び水素原子の量は、
第二非晶質層()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第二の非晶
質層()が形成される重要な因子である。 本発明に於ける第二の非晶質層()に含有さ
れる炭素原子の量は、通常は1×10-3atomic%
以上で30atomic%未満とされ、好ましくは
1atomic%以上で30atomic%未満、最適には
10atomic%以上で30atomic%未満とされるのが
望ましいものである。水素原子の含有量として
は、通常の場合1〜40atomic%、好ましくは2
〜35atomic%、最適には5〜30atomic%とされ
るのが望ましく、これ等の範囲に水素含有量があ
る場合に形成される光導電部材は、実際面に於い
て優れたものとして充分適用させ得るものであ
る。 即ち、先のa−(SixC1-xyH1-yの表示で行えば
xとしては通常は0.5<x≦0.99999、好適には0.5
<x≦0.99、最適には0.5<x≦0.9、yとしては
通常0.6≦y≦0.99、好適には0.65≦y≦0.98、最
適には0.7≦y≦0.95であるのが望ましい。 本発明に於ける第二の非晶質層()の層厚の
数値範囲は、本発明の目的を効果的に達成する為
の重要な因子の1つである。 本発明に於ける第二の非晶質層()の層厚の
数値範囲は、本発明の目的を効果的に達成する様
に所期の目的に応じて適宜所望に従つて決められ
る。 又、第二の非晶質層()の層厚は、該層
()中に含有される炭素原子や水素原子の量、
第一の非晶質層()の層厚等との関係に於いて
も、各々の層領域に要求される特性に応じた有機
的な関連性の下に所望に従つて適宜決定される必
要がある。更に加え得るに、生産性や量産性を加
味した経済性の点に於いても考慮されるのが望ま
しい。 本発明に於ける第二の非晶質層()の層厚と
しては、通常0.003〜30μ、好適には0.004〜20μ、
最適には0.005〜10μとされるのが望ましいもので
ある。 本発明に於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
ーリング等でその表面に設け、又は前記金属でそ
の表面をラミネート処理して、その表面に導電性
が付与される。支持体の形状としては、円筒状、
ベルト状、板状等任意の形状とし得、所望によつ
て、その形状は決定されるが、例えば、第1図の
光導電部材100を電子写真用像形成部材として
使用するのであれば連続高速複写の場合には、無
端ベルト状又は円筒状とするのが望ましい。支持
体の厚さは、所望通りの光導電部材が形成される
様に適宜決定されるが、光導電部材として可撓性
が要求される場合には、支持体としての機能が充
分発揮される範囲内であれば可能な限り薄くされ
る。而乍ら、この様な場合支持体の製造上及び取
扱い上、機械的強度等の点から、通常は、10μ以
上とされる。 次に本発明の光導電部材の製造方法の一例の概
略について説明する。 第11図に光導電部材の製造装置の一例を示
す。 図中の1102,1103,1104のガスボ
ンベには、本発明の夫々の層を形成するための原
料ガスが密封されており、その一例としてたとえ
ば1102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、11
03はHeで希釈されたB2H6ガス(純度99.999
%、以下B2H6/Heと略す。)ボンベ、1104
はCH4ガス(純度99.99%)ボンベ、1105は
NOガス(純度99.999%)ボンベ、1106はHe
で稀釈された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が夫々閉じ
られていることを確認し、又、流入バルブ111
2〜1116、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、先づメインバルブ1134を開い
て反応室1101、及びガス配管内を排気する。
次に真空計1136の読みが約5×10-6torrにな
つた時点で補助バルブ1132,1133、流出
バルブ1117〜1121を閉じる。 その後、反応室1101内に導入すべきガスの
ボンベに接続されているガス配管のバルブを所定
通り操作して、所望するガスを反応室1101内
に導入する。 次に、第2図に示す構成と同様の層構成の非晶
質層()と、該層()上に非晶質層()を
有する光導電部材を作成する場合の一例の概要を
述べる。 ガスボンベ1102よりSiH4/Heガスを、ガ
スボンベ1103よりB2H4/Heガスを、ガスボ
ンベ1105よりNOガスを、夫々バルブ112
2,1123,1125を開いて出口圧ゲージ1
127,1128,1130の圧を1Kg/cm2に調
整し、流入バルブ1112,1113,1115
を徐々に開けて、マスフローコントローラ110
7,1108,1110内に流入させる。引き続
いて流出バルブ1117,1118,1120、
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B2H6/Heガス流量とNOガ
ス流量との比が所望の値になるように流出バルブ
1117,1118,1120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11
34の開口を調整する。そしてシリンダー状の基
体1137の温度が加熱ヒーター1138により
50〜400℃の範囲の温度に設定されていることを
確認された後、電源1140を所望の電力に設定
して反応室1101内にグロー放電を生起させ、
同時にあらかじめ設計された変化率曲線に従つて
B2H6/Heガスの流量及びNOガスの流量を夫々
手動あるいは外部駆動モータ等の方法によつてバ
ルブ1118及びバルブ1120を漸次変化させ
る操作を行なつて形成される層中に含有されるB
等の第族原子及び酸素原子の含有濃度を制御
し、層領域(t1,tB)を形成する。 層領域(t1,tB)が形成された時点に於いて
は、バルブ1118及びバルブ1120は完全に
閉じられた状態にあるので、その後の層形成は、
SiH4/Heガスの使用のみで行われ、その結果、
層領域(t1,tB)上に層領域(tS,t1)が所望の層
厚で形成されて第一の非晶質層()の形成が終
了される。 上記の様にして、非晶質層()が含有される
第族原子と酸素原子の所望の分布濃度
(depthprofile)を以つて、所望層厚に形成され
た後、流出バルブ317が一旦完全に閉じられ、
放電も中断される。 非晶質層()の形成の際に使用される原料ガ
ス種としては、SiH4ガスの他に殊にSi2H6ガスが
層形成速度の向上を計る為に有効である。 第一の非晶質層()中にハロゲン原子を含有
させる場合には上記のガスに、例えばSiF4/He
を、更に付加して反応室1101内に送り込む。
非晶質層()上に非晶質層()を形成するに
は非晶質層()の形成の際に使用したB2H6
Heガス及びNOガスのかわりにCH4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1101内、流出バルブ1117〜1
121から反応室1101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1117〜
1121を閉じ補助バルブ1132,1133を
開いてメインバルブ1134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う。 又、層形成を行なつている間は層形成の均一化
をはかるため基体1137はモータ1139によ
り一定速度で回転させる。 実施例 1 第11図に示した製造装置を用い、Alシリン
ダ上に第3図に示す層構成の非晶質層()を有
する電子写真用像形成部材を形成した。この際の
非晶質層()を構成する各層領域及び非晶質層
()の作成条件を、下記第1表に示した。 酸素の分布濃度C(O)1……3.5atomic% 硼素の分布濃度C()1……80atomic ppm 作製した電子写真用像形成部材は帯電−像露光
−現像−転写までの一連の電子写真プロセスを経
て転写紙上に顕像化された画像の〔濃度〕〔解像
力〕〔階調再現性〕等の優劣をもつて綜合的に評
価した。
【表】
【表】 実施例 2 非晶質層()の形成時、SiH4ガスとC2H4
スの流量比を変えて、非晶質層()に於けるシ
リコン原子とカーボン原子の含有量比を変化させ
る以外は、実施例1と全く同様な方法によつて像
形成部材を作成した。その結果第2表の如き結果
を得た。
【表】 ○〓非常に良好
△〓画像欠陥を生じ易い
実施例 3 非晶質層()の膜厚を変える以外は、実施例
1と全く同様な方法によつて像形成部材を作成し
た。実施例1に述べた如き、作像、現像、クリー
ニングの工程を繰り返し下記の結果を得た。
【表】 実施例 4 第11図に示した製造装置を用い、Alシリン
ダ上に第4図に示す層構成の非晶質層()を有
する電子写真用像形成部材を形成した。この際の
非晶質層()を構成する各層領域及び非晶質層
()の作成条件を、下記第4表に示した。 酸素の分布濃度C(O)1……7atomic% 硼素の分布濃度C()1……30atomic ppm 得られた電子写真用像形成部材を用いて、実施
例1と同様に電子写真プロセスを適用して転写紙
上にトナー画像を繰り返し形成したところ、安定
して高品質のトナー転写画像を得ることが出来
た。
【表】 実施例 5 第11図に示した製造装置を用い、Alシリン
ダ上に第5図に示す層構成の非晶質層()を有
する電子写真用像形成部材を形成した。この際の
非晶質層()を構成する各層領域及び非晶質層
()の作成条件を下記第5表に示した。 酸素の分布濃度C(O)1……7atomic% 硼素の分布濃度C()1……10atomic ppm 〃 C()3……5atomic% 得られた電子写真用像形成部材を用いて実施例
1と同様に電子写真プロセスを適用して転写紙上
にトナー画像を繰り返し形成したところ、安定し
て高品質のトナー転写画像を得ることが出来た。
【表】
【表】 実施例 6 第11図に示した製造装置を用い、Alシリン
ダ上に第6図に示す層構成の非晶質層()を有
する電子写真用像形成部材を形成した。この際の
非晶質層()を構成する各層領域及び非晶質層
()の作成条件を下記第6表に示した。 酸素の分布濃度C(O)1……7atomic% 硼素の分布濃度C()1……100atomic ppm 〃 C()3……10atomic% 得られた電子写真用像形成部材を用いて実施例
1と同様に電子写真プロセスを適用して転写紙上
にトナー画像を繰り返し形成したところ、安定し
て高品質のトナー画像を得ることが出来た。
【表】
【表】 実施例 7 第11図に示した製造装置を用い、Alシリン
ダ上に第7図に示す層構成の非晶質層()を有
する電子写真用像形成部材を形成した。この際の
非晶質層()を構成する各層領域及び非晶質層
()の作成条件を下記第7表に示した。 酸素の分布濃度C(O)1……2atomic% 硼素の分布濃度C()1……30atomic ppm 〃 C()3……5atomic% 得られた電子写真用像形成部材を用いて、実施
例1と同様に電子写真プロセスを適用して転写紙
上にトナー画像を繰り返し形成したところ、安定
して高品質なトナー画像を得ることが出来た。
【表】 実施例 8 第11図に示した製造装置を用い、Alシリン
ダ上に第8図に示す層構成の非晶質層()を有
する電子写真用像形成部材を形成した。この際の
非晶質層()を構成する各層領域及び非晶質層
()の作成条件を下記第8表に示した。 酸素の分布濃度C(O)1……2atomic% 硼素の分布濃度C()1……200atomic ppm 〃 C()3……5atomic% 得られた電子写真用像形成部材を用いて、実施
例1と同様に電子写真プロセスを適用して転写紙
上にトナー画像を繰り返し形成したところ、安定
して高品質なトナー画像を得ることが出来た。
【表】 実施例 9 第11図に示した製造装置を用い、Alシリン
ダ上に第9図に示す層構成の非晶質層()を有
する電子写真用像形成部材を形成した。この際の
非晶質層()を構成する各層領域及び非晶質層
()の作成条件を、下記第9表に示した。 酸素の分布濃度C(O)1……5atomic% 〃 C(O)3……2atomic% 硼素の分布濃度C()1……50atomic ppm 得られた電子写真用像形成部材を用いて、実施
例1と同様に電子写真プロセスを適用して転写紙
上にトナー画像を繰り返し形成したところ、安定
して高品質なトナー画像を得ることが出来た。
【表】
【表】 実施例 10 第11図に示した製造装置を用い、Alシリン
ダ上に第2図に示す層構成の非晶質層()を有
する電子写真用像形成部材を形成した。この際の
非晶質層()を構成する各層領域及び非晶質層
()の作成条件を、下記第10表に示した。 酸素の分布濃度C(O)1……3.5atomic% 硼素の分布濃度C()1……80atomic ppm 〃 C()2……500atomic ppm 得られた電子写真用像形成部材を用いて、実施
例1と同様に電子写真プロセスを適用して転写紙
上にトナー画像を繰り返し形成したところ、安定
して高品質のトナー転写画像を得ることが出来
た。
【表】
【表】 実施例 11 第11図に示した製造装置を用い、Alシリン
ダ上に第3図に示す層構成の非晶質層()を有
する電子写真用像形成部材を形成した。この際の
非晶質層()を構成する各層領域及び非晶質層
()の作成条件を、下記第11表に示した。 酸素の分布濃度C(O)1……3.5atomic% 硼素の分布濃度C()1……80atomic ppm 得られた電子写真用像形成部材を用いて、実施
例1と同様に電子写真プロセスを適用して転写紙
上にトナー画像を繰り返し形成したところ、安定
して高品質のトナー転写画像を得ることが出来
た。
【表】 【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の光導電部材の構成の好適な
例の1つを説明する為の模式的説明図、第2図乃
至第10図は夫々、本発明の光導電部材を構成す
る非晶質層()の層構成を説明する模式的説明
図、第11図は、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……第一の非晶質層()、103……第一
の層領域(O)、104……第二の層領域()、
105……層領域、106……層領域、107…
…第二の非晶質層()、108……自由表面。

Claims (1)

  1. 【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
    とする非晶質材料で構成され、光導電性を示す第
    一の非晶質層()と、シリコン原子と水素原子
    と、含有量が30atomic%未満の炭素原子とを構
    成原子として含む非晶質材料で構成された第二の
    非晶質層()とを有し、前記第一の非晶質層
    ()が、構成原子として、酸素原子を含有し層
    厚方向に分布濃度が次第に減少される領域を有す
    る第一の層領域(O)と、該第一の層領域(O)
    上に設けられ構成原子として酸素原子が実質的に
    含有されない層領域と、構成原子として、層厚方
    向に連続的な分布状態で周期律表第族に属する
    原子が含有されている第二の層領域()とを有
    し、前記第一の層領域(O)と前記第二の層領域
    ()は互いに前記支持体に接して設けられて少
    なくとも互いの一部を共有していることを特徴と
    する光導電部材。 2 前記第二の層領域()の周期律表第族に
    属する原子の層厚方向の分布状態が均一である特
    許請求の範囲第1項に記載の光導電部材。 3 前記第二の層領域()の周期律表第族に
    属する原子の層厚方向の分布状態が不均一である
    特許請求の範囲第1項に記載の光導電部材。 4 第一の層領域(O)と第二の層領域()と
    が実質的に同一層領域である特許請求の範囲第1
    項に記載の光導電部材。 5 第一の層領域(O)が第二の層領域()の
    一部を構成している特許請求の範囲第1項に記載
    の光導電部材。 6 第二の層領域()が第一の層領域(O)の
    一部を構成している特許請求の範囲第1項に記載
    の光導電部材。
JP57035633A 1982-03-04 1982-03-05 光導電部材 Granted JPS58152249A (ja)

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DE19833307573 DE3307573A1 (de) 1982-03-04 1983-03-03 Fotoleitfaehiges aufzeichnungselement
US06/627,499 US4547448A (en) 1982-03-04 1984-07-06 Photoconductive member comprising silicon and oxygen

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