JPH0454945B2 - - Google Patents
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- JPH0454945B2 JPH0454945B2 JP57042219A JP4221982A JPH0454945B2 JP H0454945 B2 JPH0454945 B2 JP H0454945B2 JP 57042219 A JP57042219 A JP 57042219A JP 4221982 A JP4221982 A JP 4221982A JP H0454945 B2 JPH0454945 B2 JP H0454945B2
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- 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
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Description
本発明は、光(ここでは広義の光で、紫外光
線,可視光線,赤外光線,X線,γ線等を示す)
の様な電磁波に感受性のある光導電部材に関す
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,化学的,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図られ
ているが総合的な特性向上を図る上で更に改良さ
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図ろうとす
ると従来においてはその使用時において残留電位
が残る場合が度々観測され、この種の光導電部材
は長時間繰返し使用し続けると、繰返し使用によ
る疲労の蓄積が起つて、残像が生ずる所謂ゴース
ト現象を発する様になる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図るため
に、水素原子或いは弗素原子や塩素原子等のハロ
ゲン原子、及び電気伝導型の制御のために硼素原
子や燐原子等が或いはその他の特性改良のために
他の原子が、各々構成原子として光導電層中に含
有されるが、これ等の構成原子の含有の仕方如何
によつては、形成した層の電気的或いは光導電的
特性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、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
生ずる場合があつた。
従つて、a−Si材料そのものの特性改良が図ら
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に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
環境に殆んど影響を受けず常時安定し、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、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する非晶質材料で構成
された、光導電性を有する第一の非晶質層とシリ
コン原子と炭素原子とからなる非晶質材料で構成
された第二の非晶質層とを有し、前記第一の非晶
質層が、該第一の非晶質層の全層領域を占めてお
り構成原子として酸素原子を含有する第1の層領
域と、構成原子として周期律表第族に属する原
子をその分布濃度が該層厚方向に連続的でかつ前
記支持体側の方に多く上部表面側においては該支
持体側に較べて比較的低くされた部分を有する分
布状態で含有する第2の層領域を有することを特
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、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。
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)
から成る光導電性を有する第一の非晶質層I10
2と第二の非晶質層103とを有し、前記第一
の非晶質層I102は、構成原子として酸素原子
を含有する層領域Oと、周期律表第族に属する
原子を含有する層領域とを有し、層領域Oは第
一の非晶質層I102の全層領を占めている。前
記層領域Oに含有される酸素原子は、層厚方向に
連続的で実質的に均一な分布状態で且つ支持体1
01と第一の非晶質層I102との界面に平行な
面内に於いては実質的に均一な分布状態で前記層
領域O中に含有される。
層領域に含有される周期律表第族に属する
原子は、第一の非晶質層I102の層厚方向には
連続的であつて且つ前記支持体101の設けられ
てある側とは反対の側(第二の非晶質層103
の自由表面104側)の方に対して前記支持体1
01側(支持体101と第一の非晶質層I102
との界面側)の方が多い分布状態となる様に前記
層領域中に含有される。
本発明において、第一の非晶質層I102を構
成する層領域中に含有される周期律表第族に
属する原子としては、B(硼素),A(アルミニ
ウム),Ga(ガリウム),In(インジウム),T
(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。
本発明においては、層領域中に含有される第
族原子の分布状態は、層厚方向においては、前
記の様な分布状態を取り、支持体101の表面と
平行な面内に於いては実質的に均一な分布状態と
される。
本発明に於いて、第一の非晶質層I102を構
成する層領域Oと層領域とは本発明の目的の効
果的達成の為に少なくともその一部の層領域を共
有する様に、第一の非晶質層I102を形成する
際に考慮される。
第2図乃至第10図には、本発明における光導
電部材の第一の非晶質層Iを構成する層領域中
に含有される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図の例に於いて、酸素原子の
含有される層領域Oは層領域と同一層領域であ
つても、層領域を内包するものであつても良
い。従つて、以後の説明に於いては、酸素原子の
含有されている層領域Oについては、殊に説明を
要しない限り言及しない。
第2図乃至第10図において、横軸は第族原
子の分布濃度Cを縦軸は、光導電性を示す第一の
非晶質層Iを構成し、第族原子の含有される層
領域の層厚を示し、tBは支持体側の界面の位置
をtTは支持体側とは反対側の界面の位置を示す。
即ち、第族原子の含有される層領域はtB側よ
りtT側に向つて層形成がなされる。
本発明においては、第族原子の含有される層
領域は、光導電部材を構成するa−Si(H,X)
から成り、光導電性を示す第一の非晶質層Iの全
層領域を占めても良いし、又、その一部を占めて
も良い。
本発明において、前記層領域が第一の非晶質
層Iの一部の層領域を占める場合には、第1図の
例で示せば支持体101側の面を含んで第一の非
晶質層I102の下部層領域に設けられるのが好
ましいものである。
第2図には、第一の非晶質層I中に含有される
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図に示される例では、第族原子の含有さ
れる層領域が形成される表面と該層領域の表
面とが接する界面位置tBよりt1の位置までは、第
族原子の分布濃度CがC1なる一定の値を取り
乍ら第族原子が形成される層領域に含有さ
れ、位置t1よりは分布濃度CはC2より界面位置tT
に至るまで徐々に連続的に減少されている。界面
位置tTにおいては第族原子の分布濃度CはC3と
される。
第3図に示される例においては、含有される第
族原子の分布濃度Cは位置tBより位置tTに至る
まで濃度C4から徐々に連続的に減少して位置tTに
おいて濃度C5となる様な分布状態を形成してい
る。
第4図の場合には、位置tBより位置t2までは第
族原子の分布濃度Cは濃度C6と一定値とされ、
位置t2と位置tTとの間において、徐々に連続的に
減少され、位置tTにおいて、実質的に零とされて
いる。
第5図の場合には、第族原子の分布濃度Cは
位置tBより位置tTに至るまで、濃度C8より連続的
に徐々に減少され、位置tTにおいて実質的に零と
されている。
第6図に示す例においては、第族原子の分布
濃度Cは、位置tBと位置t3間においては、濃度C9
と一定値であり、位置tTにおいては濃度C10とさ
れる。位置t3とtTとの間では、分布濃度Cは一次
関数的に位置t3より位置tTに至るまで減少されて
いる。
第7図に示される例においては、分布濃度Cは
位置tBより位置t4までは濃度C11の一定値を取り、
位置t4より位置tTまでは濃度C12より濃度C13まで
一次関数的に減少する分布状態とされている。
第8図に示す例においては、位置tBより位置tT
に至るまで、第族原子の分布濃度Cは濃度C14
より零に至る様に一次関数的に減少している。
第9図においては、位置tBより位置t5に至るま
では第族原子の分布濃度Cは、濃度C15より濃
度C16まで一次関数的に減少され、位置t5と位置tT
との間においては、濃度C16の一定値とされた例
が示されている。
第10図に示される例においては、第族原子
の分布濃度Cは位置tBにおいて濃度C17であり、
位置t6に至るまではこの濃度C17より初めはゆつ
くりと減少され、t6の位置付近においては、急激
に減少されて位置t6では濃度C18とされる。
位置t6と位置t7との間においては、分布濃度C
は初め急激に減少されて、その後は、緩かに徐々
に減少されて位置t7で濃度C19となり、位置t7と位
置t8との間では、極めてゆつくりと徐々に減少さ
れて位置t8において、濃度C20に至る。位置t8と位
置tTの間においては、濃度C20より実質的に零に
なる様に図に示す如き形状の曲線に従つて減少さ
れている。
以上、第2図乃至第10図により、層領域中
に含有される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様に、本発明において
は、支持体側において、第族原子の分布濃度C
の高い部分を有し、層領域の上部表面tT側にお
いては、前記分布濃度Cは支持体側に較べて比較
的低くされた部分を有する分布状態で第族原子
の含有されている層領域が第一の非晶質層Iに
設けられている。
本発明において、第一の非晶質層Iを構成する
第族原子の含有される層領域は、上記した様
に支持体側の方に第族原子が比較的高濃度で含
有されている局在領域Aを有するのが望ましい。
局在領域Aは、第2図乃至第10図に示す記号
を用いて説明すれば、界面位置tBより5μ以内に設
けられるのが望ましい。
本発明においては、上記局在領域Aは界面位置
tBより5μ厚までの全層領域LTとされる場合もある
し、又、層領域LTの一部とされる場合もある。
局在領域Aを層領域LTの一部とするか又は全
部とするかは、形成される第一の非晶質層Iに要
求される特性に従つて適宜決められる。
局在領域A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)の最大値Cmaxが通常は
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)に分布濃度の最大値
Cmaxが存在する様に形成される。
本発明において、第族原子の含有される前記
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、通常は0.01〜5
×104atomic ppm、好ましくは0.5〜1×104
atomic ppm、最適には1〜5×103atomic ppm
とされるのが望ましいものである。
層領域O中に含有される酸素原子の量は、本発
明の目的に応じて形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が、通常の場
合、0.001〜30atomic% 好ましくは0.002〜
20atomic%、最適には0.003〜10atomic%とされ
るのが望ましいものである。
本発明において、a−Si(H,X)で構成され
る第一の非晶質層Iを形成するには例えばグロー
放電法、スパツタリング法、或いはイオンプレー
テイング法等の放電現象を利用する真空堆積法に
よつて成される。例えば、グロー放電法によつ
て、a−Si(H,X)で構成される第一の非晶質
層I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、必要に応じて第一の非晶質層
I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,CF,CF3,
BrF5,BrF3,IF3,IF7,IC,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,SiC4,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
成る第一の非晶質層I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第
一の非晶質層I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,Hz,He等のガス等を所定の混合比とガス
流量になる様にして第一の非晶質層I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、
所定の支持体上に第一の非晶質層Iを形成し得る
ものであるが、水素原子の導入を図る為にこれ等
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)から成る第一の
非晶質層I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,HC,
HBr,HI等のハロゲン化水素、SiH2F2,SiH2
I2,SiH2C2,SiHC3,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第一の非晶質層I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、第一
の非晶質層I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。
水素原子を第一の非晶質層I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
第一の非晶質層I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第一
の非晶質層I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。
第一の非晶質層I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。
第一の非晶質層I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
よる第一の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
夫々前記した第一の非晶質層I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。
第一の非晶質層I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、前記した第一の非晶質層I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とを混合して使
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,BC3,
BBr3等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この
他、AC3,GaC3,Ga(CH3)3,InC3,
TC3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、スパツター用のガ
スとしての稀釈ガスの雰囲気中で又は少なくとも
水素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)を
構成原子として含有するガス雰囲気中でスパツタ
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、第一の非晶質層I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。
第一の非晶質層Iの層厚は、第一の非晶質層I
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、1
〜100μ、好適には1〜80μ、最適には、2〜50μ
とされるのが望ましい。
第1図に示される光導電部材100に於いて
は、第一の非晶質層I102上に形成される第二
の非晶質層105は、自由表面106を有し、
主に耐湿性、連続繰返し使用特性、耐圧性、使用
環境特性、耐久性に於いて本発明の目的を達成す
る為に設けられる。
又、本発明に於いては、第一の非晶質層I10
2と第二の非晶質層105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
定性の確保が充分成されている。
第二の非晶質層は、シリコン原子と炭素原子
とで構成される非晶質材料(a−SixC1-x、但し
0<X<1)で形成される。
a−SixC1-xで構成される第二の非晶質層1
07の形成は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、作成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を作製する非晶質層中に
導入するのが容易に行える等の利点からスパツタ
ーリング法或いはエレクトロンビーム法、イオン
プレーテイング法が好適に採用される。
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
ーと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ウエーハー及びCウエーハーをター
ゲツトとして使用する場合には、He,Ne,Ar
等のスパツターリング用のガスを、スパツター用
の堆積室中に導入してガスプラズマを形成し、前
記Siウエーハー及びC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、スパツターリング用
のガスを装置系内に導入し、そのガス雰囲気中で
スパツターリングすることによつて成される。エ
レクトロンビーム法を用いる場合には2個の蒸着
ボート内に各々、単結晶又は多結晶の高純度シリ
コン及び高純度グラフアイトを入れ、各々独立に
エレクトロンビームによつて同時蒸着するか、又
は同一蒸着ボート内に所望の混合比にして入れた
シリコン及びグラフアイトを単一のエレクトロン
ビームによつて蒸着すればよい。第二の非晶質層
中に含有されるシリコン原子と炭素原子の含有
比は前者の場合、エレクトロンビームの加速電圧
をシリコンとグラフアイトに対して変化させるこ
とによつて制御し、後者の場合は、あらかじめシ
リコンとグラフアイトの混合量を定めることによ
つて制御する。イオンプレーテイング法を用いる
場合は蒸着槽内に種々のガスを導入しあらかじめ
槽の周囲にまいたコイルに高周波電界を印加して
グローをおこした状態でエレクトロンビーム法を
利用してSi及びCを蒸着すればよい。
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-xは使用環境
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-xが作成さ
れる。
第一の非晶質層Iの表面にa−SixC1-x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−SixC1-x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
行われるが、好適には20〜300℃、最適には20〜
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、スパツタ
ーリング法やエレクトロンビーム法の採用が有利
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が作成されるa−Six
C1-xの特性を左右する重要な因子の1つとして挙
げることが出来る。
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-x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、好適には、50W
〜250W、最適には80W〜150W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−SixC1-xから
成る第二の非晶質層が形成される様に相互的有
機的関連性に基いて各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の量は、第二の非晶質層
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、シリコン原子と炭素原子の和に
対して通常としては、1×10-3〜90atomic%、
好適には1〜80atomic%、最適には10〜
75atomic%とされるのが望ましいものである。
即ち、先のa−SixC1-xのxの表示で行えば、x
が通常は0.1〜0.99999、好適には0.2〜0.99、最適
には0.25〜0.9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
望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
有される炭素原子の量や第一の非晶質層Iの層厚
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,A,
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,
A,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,A,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。
次に本発明の光導電部材の製造方法について説
明する。
第11図に光導電部材の製造装置の一例を示
す。
図中の1102〜1106のガスボンベには、
本発明の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11
02は、Heで稀釈されたSiH4ガス(純度99.999
%、以下SiH4/Heと略す。)ボンベ、1103
はHeで稀釈、されたB2H6ガス(純度99.999%、
以下B2H6/Heと略す。)ボンベ、1104はAr
ガス(純度99.99%)ボンベ、1105はNOガス
(純度99.999%)、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が閉じられ
ていることを確認し、又、流入バルブ1112〜
1116、流出バルブ1117〜1121、補助
バルブ1132,1133が開かれていることを
確認して先づメインバルブ1134を開いて反応
室1101、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11
17〜1121を閉じる。
次に基体1137上に第1図に示す層構成の光
導電部材を形成する場合の1例をあげると、ガス
ボンベ1102よりSiH4/Heガス、ガスボンベ
1103よりB2H6/Heガスを、ガスボンベ11
05よりNOガスを夫々バルブ1122,112
3,1125を開いて出口圧ゲージ1127,1
128,1130の圧を夫々1Kg/cm2に調整し、
流入バルブ1112,1113,1115を夫々
徐々に開けて、マスフロコントローラ1107,
1108,1110内に夫々流入させる。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、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
応室内の圧力が所望の値になるように真空計11
36の読みを見ながらメインバルブ1134の開
口を調整する。そして基体シリンダー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
ガスの流量を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硼素原子
の層厚方向の分布濃度を制御する。
上記の様にして、所望層厚に硼素原子と酸素原
子の含有された層領域(B,O)が形成された時
点で、流出バルブ1118を閉じ、反応室110
1内へのB2H6/Heガスの流入を遮断する以外
は、同条件にて引続き層形成を行うことによつ
て、硼素原子は含有されないが、酸素原子は含有
されている層領域Oを層領域(B,O)上に所望
の層厚に形成する。この様にして、所望特性の第
一の非晶質層Iを基体上に形成することが出来
る。
硼素原子の含有される層領域は、第一の非晶
質層Iの形成過程に於いての適当な時点で、B2
H6/Heガスの反応室1101内への流入を断つ
ことによつて、所望層厚に形成することが出来、
該層領域が第一の非晶質層Iの全層領域を占め
る場合や一部を占める場合のいずれも実現出来
る。
例えば上記の例に於いては、第一の非晶質層I
の形成過程途中に於いて、B2H6/Heガスの反応
室1101内への流入を断つことなく、所望層厚
まで層形成を続けることにより、第一の非晶質層
Iの全層領域を硼素原子と酸素原子の含有された
層領域とすることが出来る。
第一の非晶質層I中にハロゲン原子を含有させ
る場合には上記のガスにたとえばSiF4/Heを、
更に付加して反応室1101内に送り込む。
非晶質層の形成の際ガス種の選択によつては、
層形成速度を更に高めることが出来る。
例えばSiH4ガスのかわりにSi2H6ガスを用いて
層形成を行なえば、数倍高めることが出来、生産
性が向上する。
第一の非晶質層I上に第二の非晶質層を形成
するには、例えば次の様に行う。まずシヤツター
1142を開く。すべてのガス供給バルブは一旦
閉じられ、反応室1101は、メインバルブ11
34を全開することにより、排気される。
高圧電力が印加される電極1141上には、予
め高純度シリコンウエハ1142−1、及び高純
度グラフアイトウエハ1142−2が所望の面積
比率で設置されたターゲツトを設けておく。ガス
ボンベ1104より、Arガスを、反応室110
1内に導入し、反応室1101の内圧が0.05〜
1torrとなるようメインバルブ1134を調節す
る。高圧電源1140をONとし前記のターゲツ
トをスパツタリングすることにより、第一の非晶
質層I上に第二の非晶質層を形成することが出
来る。
第二の非晶質層中に含有される炭素原子の量
は、シリコンウエハ1142−1とグラフアイト
ウエハ1142−2のスパツター面積比率や、タ
ーゲツトを作成する際のシリコン粉末とグラフア
イト粉末の混合比を所望に従つて調整することに
よつて所望に応じて制御することが出来る。
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。
実施例 1
第11図に示した製造装置を用い、非晶質層I
内で第12図に示すようなB及びOの濃度分布を
もつ像形成部材を、第1表の条件下で作成した。
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、1.0ux・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
リヤを含む)を部材表面を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15万回以
上行つても、画像の劣化は見られなかつた。
The present invention relates to light (here, light in a broad sense, including ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, X-rays, γ-rays, etc.)
It relates to photoconductive members sensitive to electromagnetic waves such as. As a photoconductive material for forming a photoconductive layer in a solid-state imaging device, an electrophotographic image forming member in the image forming field, or a document reading device, it is highly sensitive,
Must have a high signal-to-noise ratio [photocurrent (Ip)/dark current (Id)], have absorption spectral characteristics that match the spectral characteristics of the irradiated electromagnetic waves, have fast photoresponsiveness, and have the desired dark resistance value. At times, solid-state imaging devices are required to have characteristics such as being non-polluting to the human body and being able to easily process afterimages within a predetermined time.
Particularly in the case of an electrophotographic image forming member incorporated into an electrophotographic apparatus used in an office as a business machine, the above-mentioned non-polluting property during use is an important point. Based on these points, amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) is a photoconductive material that has recently attracted attention. As a photographic image forming member, application to a photoelectric conversion reader is described in DE 2933411. However, conventional photoconductive members having photoconductive layers composed of a-Si have poor electrical, chemical, and photoconductive properties such as dark resistance, photosensitivity, and photoresponsiveness, as well as use environment characteristics. In terms of stability, stability over time, and durability, each property has been improved individually, but the reality is that there is still room for further improvement in terms of overall property improvement. be. For example, when applied to electrophotographic image forming members, when trying to achieve high photosensitivity and high dark resistance at the same time, in the past, it has often been observed that residual potential remains during use, and this type of photoconductive member When used repeatedly for a long period of time, fatigue accumulates due to repeated use, resulting in a so-called ghost phenomenon in which an afterimage occurs. In addition, when the photoconductive layer is composed of a-Si material, in order to improve its electrical and photoconductive properties, hydrogen atoms, halogen atoms such as fluorine atoms, chlorine atoms, etc., and electrically conductive type Boron atoms, phosphorus atoms, etc. are included for control purposes, and other atoms are included as constituent atoms in the photoconductive layer for the purpose of improving other properties. In some cases, problems may arise in the electrical or photoconductive properties or voltage resistance of the formed layer. That is, for example, the lifetime of photocarriers generated by light irradiation in the formed photoconductive layer is not sufficient, or the injection of charge from the support side is not sufficiently prevented in dark areas, etc. There were cases where this occurred. Therefore, while efforts are being made to improve the properties of the a-Si material itself, it is necessary to take measures to solve all of the above-mentioned problems when designing photoconductive members. The present invention has been made in view of the above points, and includes a
-As a result of intensive research and study on Si from the viewpoint of its applicability as a photoconductive member used in electrophotographic image forming members, solid-state imaging devices, reading devices, etc., we found that silicon atoms An amorphous material containing at least either a hydrogen atom (H) or a halogen atom (X), so-called hydrogenated amorphous silicon, halogenated amorphous silicon, or halogen-containing hydrogenated amorphous silicon [hereinafter referred to as "hydrogenated amorphous silicon"] ``a-Si(H,X)'' is used as a generic notation. The produced photoconductive member not only exhibits extremely excellent properties in practical use, but also surpasses conventional photoconductive members in every respect;
This is based on the discovery that it has particularly excellent properties as a photoconductive member for electrophotography. The electrical, optical, and photoconductive properties of the present invention are almost unaffected by the usage environment, are always stable, are extremely resistant to light fatigue, do not deteriorate even after repeated use, are highly durable, and have excellent durability. The main objective is to provide a photoconductive member in which no or almost no potential is observed. Another object of the present invention is that when applied as an electrophotographic image forming member, it has sufficient charge retention ability during charging processing for electrostatic image formation, and ordinary electrophotographic methods can be applied extremely effectively. An object of the present invention is to provide a photoconductive member having excellent electrophotographic properties. Still another object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography that can easily produce high-quality images with high density, clear halftones, and high resolution. Yet another object of the present invention is high photosensitivity,
Another object of the present invention is to provide a photoconductive member having high signal-to-noise ratio characteristics and high voltage resistance. The photoconductive member of the present invention includes a support for the photoconductive member, a first amorphous layer having photoconductivity made of an amorphous material having silicon atoms as a matrix, and silicon atoms and carbon atoms. and a second amorphous layer made of an amorphous material consisting of, and the first amorphous layer occupies the entire layer area of the first amorphous layer. A first layer region containing oxygen atoms as atoms, and atoms belonging to Group 3 of the periodic table as constituent atoms, the distribution concentration of which is continuous in the layer thickness direction and is greater on the support side, on the upper surface side. is characterized in that it has a second layer region containing a distributed distribution with a relatively lowered portion compared to the support side. The photoconductive member of the present invention designed to have the above-mentioned layer structure can solve all of the above-mentioned problems, and has extremely excellent electrical, optical, photoconductive properties, and pressure resistance. and usage environment characteristics. In particular, when applied as an electrophotographic image forming member, there is no influence of residual potential on image formation, its electrical characteristics are stable, and it is highly sensitive and has high
It has a high signal-to-noise ratio, has excellent light fatigue resistance and repeated use characteristics, and can stably and repeatedly produce high-quality images with high density, clear halftones, and high resolution. Hereinafter, the photoconductive member of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic structural diagram schematically shown to explain the layer structure of the photoconductive member of the present invention. The photoconductive member 100 shown in FIG. 1 has a-Si (H,
A first amorphous layer I10 having photoconductivity consisting of
2 and a second amorphous layer 103, the first amorphous layer I102 includes a layer region O containing oxygen atoms as constituent atoms and atoms belonging to group 1 of the periodic table. The layer region O occupies the entire layer region of the first amorphous layer I102. The oxygen atoms contained in the layer region O are continuously and substantially uniformly distributed in the layer thickness direction, and
It is contained in the layer region O in a substantially uniform distribution state in a plane parallel to the interface between 01 and the first amorphous layer I102. The atoms belonging to the group of the periodic table contained in the layer region are continuous in the layer thickness direction of the first amorphous layer I102 and are located on the side opposite to the side where the support 101 is provided. side (second amorphous layer 103
the support 1 towards the free surface 104 side)
01 side (support 101 and first amorphous layer I102
It is contained in the layer region so that it is distributed in a larger amount on the interface side). In the present invention, atoms belonging to group of the periodic table contained in the layer region constituting the first amorphous layer I102 include B (boron), A (aluminum), Ga (gallium), In ( indium), T
(thallium), etc., and B and Ga are particularly preferably used. In the present invention, the distribution state of group atoms contained in the layer region is as described above in the layer thickness direction, and substantially in the plane parallel to the surface of the support 101. It is assumed that the distribution is uniform. In the present invention, the layer region O and the layer region constituting the first amorphous layer I102 are arranged so that the layer region O and the layer region share at least a part of the layer region in order to effectively achieve the object of the present invention. This is taken into consideration when forming the first amorphous layer I102. 2 to 10 show typical examples of the distribution state of group group atoms in the layer thickness direction contained in the layer region constituting the first amorphous layer I of the photoconductive member in the present invention. shown. In the examples shown in FIGS. 2 to 10, the layer region O containing oxygen atoms may be the same layer region as the layer region, or may include the layer region. Therefore, in the following explanation, the layer region O containing oxygen atoms will not be mentioned unless a particular explanation is required. 2 to 10, the horizontal axis represents the distribution concentration C of group atoms, and the vertical axis represents the layer region that constitutes the first amorphous layer I exhibiting photoconductivity and contains group atoms. Indicates the layer thickness, t B indicates the position of the interface on the support side, and t T indicates the position of the interface on the opposite side from the support side.
That is, the layer region containing group atoms is formed from the t B side toward the t T side. In the present invention, the layer region containing group atoms is a-Si(H,X) constituting the photoconductive member.
It may occupy the entire layer area of the first amorphous layer I exhibiting photoconductivity, or may occupy a part thereof. In the present invention, when the layer region occupies a part of the layer region of the first amorphous layer I, as shown in the example of FIG. It is preferable to provide it in the lower layer region of the quality layer I102. FIG. 2 shows a first typical example of the distribution state of group atoms contained in the first amorphous layer I in the layer thickness direction. In the example shown in FIG. 2, the distribution concentration of group atoms is from the interface position t B to the position t 1 where the surface where the layer region containing group atoms is formed contacts the surface of the layer region. C is contained in the layer region where group group atoms are formed while taking a constant value of C 1 , and the distribution concentration C is from the position t 1 to the interface position t T from C 2 .
has been gradually and continuously reduced until . At the interface position tT , the distribution concentration C of group atoms is C3 . In the example shown in FIG. 3, the distribution concentration C of the contained group atoms gradually and continuously decreases from the concentration C4 from position tB to position tT , and at position tT the concentration C5 decreases . The distribution state is formed as follows. In the case of Fig. 4, the distribution concentration C of group atoms from position t B to position t 2 is a constant value of concentration C 6 ,
It is gradually and continuously decreased between the position t 2 and the position t T , and is substantially zero at the position t T. In the case of FIG. 5, the distribution concentration C of group atoms is gradually decreased from the concentration C 8 from position t B to position t T , and becomes substantially zero at position t T. There is. In the example shown in FIG. 6, the distribution concentration C of group atoms is the concentration C 9 between position t B and position t 3 .
is a constant value, and the concentration is C10 at position tT . Between the positions t 3 and t T , the distribution concentration C is linearly decreased from the position t 3 to the position t T . In the example shown in FIG. 7, the distribution concentration C takes a constant value of concentration C 11 from position t B to position t 4 ,
From position t4 to position tT , the distribution state is such that the concentration decreases linearly from C12 to C13 . In the example shown in FIG. 8, from position t B to position t T
Until , the distribution concentration C of group atoms is the concentration C 14
It decreases in a linear manner as it approaches zero. In FIG. 9, from position t B to position t 5 , the distribution concentration C of group atoms decreases linearly from the concentration C 15 to the concentration C 16 , and from position t 5 to position t T
An example is shown in which the concentration C 16 is set to a constant value. In the example shown in FIG. 10, the distribution concentration C of group atoms is the concentration C 17 at position t B ;
Until reaching position t 6 , the concentration C 17 is slowly decreased at first, and near the position t 6 , it is rapidly decreased to the concentration C 18 at position t 6 . Between position t 6 and position t 7 , the distribution concentration C
is decreased rapidly at first, and then slowly and gradually decreased to a concentration C 19 at position t 7 , and between positions t 7 and t 8 , it decreases very slowly and gradually. At t 8 the concentration C 20 is reached. Between position t8 and position tT , the concentration is reduced from C20 to substantially zero according to a curve shaped as shown in the figure. As described above with reference to FIGS. 2 to 10, some typical examples of the distribution state of group atoms contained in the layer region in the layer thickness direction, in the present invention, on the support side, Distribution concentration C of group atoms
On the upper surface tT side of the layer region, the distribution concentration C is relatively low compared to the support side. It is provided in the first amorphous layer I. In the present invention, the layer region containing group atoms constituting the first amorphous layer I is a localized region containing group atoms at a relatively high concentration toward the support side, as described above. It is desirable to have region A. If the localized region A is explained using the symbols shown in FIGS. 2 to 10, it is preferable that the localized region A be provided within 5 μm from the interface position t B. In the present invention, the localized region A is at the interface position.
It may be the entire layer region L T up to 5μ thick from t B , or it may be a part of the layer region L T. Whether the localized region A is a part or all of the layer region L T is determined as appropriate depending on the characteristics required of the first amorphous layer I to be formed. In the localized region A, the maximum value Cmax of the content distribution value (distribution concentration value) of group atoms is usually the distribution state of the group atoms contained therein in the layer thickness direction.
It is desirable that the layer be formed in such a manner that a distribution state of 50 atomic ppm or more, preferably 80 atomic ppm or more, optimally 100 atomic ppm or more can be obtained. That is, in the present invention, the layer region containing group atoms has the maximum distribution concentration within 5μ of the layer thickness from the support side (layer region of 5μ thickness from t B ).
It is formed so that Cmax exists. In the present invention, the content of group atoms contained in the layer region containing group atoms may be determined as desired so as to effectively achieve the object of the present invention. , usually 0.01~5
×10 4 atomic ppm, preferably 0.5 to 1 × 10 4
atomic ppm, optimally 1-5×10 3 atomic ppm
It is desirable that this is the case. The amount of oxygen atoms contained in the layer region O is appropriately determined depending on the characteristics required of the photoconductive member formed according to the purpose of the present invention, but is usually 0.001 to 30 atomic%, preferably 0.001 to 30 atomic%. 0.002~
It is desirable that the content be 20 atomic%, most preferably 0.003 to 10 atomic%. In the present invention, the first amorphous layer I composed of a-Si (H, It is done by a deposition method. For example, in order to form the first amorphous layer I composed of a-Si (H, Along with raw material gas for
A raw material gas for introducing hydrogen atoms (H) and/or for introducing halogen atoms (X) is introduced into a deposition chamber whose interior can be reduced in pressure to generate a glow discharge in the deposition chamber, and is placed in a predetermined position in advance. A layer made of a-Si(H,X) may be formed on the surface of a predetermined support. In addition, when forming by sputtering, hydrogen atoms (H ) or/and a gas for introducing halogen atoms (X) may be introduced into the deposition chamber for sputtering. In the present invention, the halogen atoms (X) contained in the first amorphous layer I as necessary include:
Specific examples include fluorine, chlorine, bromine, and iodine, with fluorine and chlorine being particularly preferred. As the raw material gas for supplying Si used in the present invention, silicon hydride (silanes) in a gaseous state or that can be gasified such as SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 , Si 4 H 10 is effective. Among them, SiH 4 and Si 2 H 6 are particularly preferred in terms of ease of layer preparation work and good Si supply efficiency. Effective raw material gases for introducing halogen atoms used in the present invention include many halogen compounds, such as halogen gases, halides, interhalogen compounds, halogen-substituted silane derivatives, etc. Preferred examples include halogen compounds that can be converted into Further, a silicon compound containing a halogen atom, which is in a gaseous state or can be gasified and whose constituent elements are a silicon atom and a halogen atom, can also be mentioned as an effective compound in the present invention. Specifically, halogen compounds that can be suitably used in the present invention include fluorine, chlorine, bromine,
Iodine halogen gas, BrF, CF, CF 3 ,
Examples include interhalogen compounds such as BrF 5 , BrF 3 , IF 3 , IF 7 , IC, and IBr. Preferred examples of silicon compounds containing halogen atoms, so-called silane derivatives substituted with halogen atoms, include silicon halides such as SiF 4 , Si 2 F 6 , SiC 4 , and SiBr 4 . I can do it. When forming the characteristic photoconductive member of the present invention by a glow discharge method using such a silicon compound containing a halogen atom, silicon hydride gas is used as a raw material gas capable of supplying Si. At least, the first amorphous layer I made of a-Si containing halogen atoms can be formed on a predetermined support. When forming the first amorphous layer I containing halogen atoms according to the glow discharge method, basically Si
Silicon halide gas, which is the raw material gas for supply, and
Gases such as Ar, Hz, He, etc. are introduced into the deposition chamber for forming the first amorphous layer I at a predetermined mixing ratio and gas flow rate, and a glow discharge is generated to remove these gases. By forming a plasma atmosphere,
Although the first amorphous layer I can be formed on a predetermined support, a predetermined amount of a silicon compound gas containing hydrogen atoms is also mixed with these gases in order to introduce hydrogen atoms. A layer may also be formed. Moreover, each gas may be used not only as a single species but also as a mixture of multiple species at a predetermined mixing ratio. To form the first amorphous layer I made of a-Si(H, This is sputtered in a predetermined gas plasma atmosphere, and in the case of the ion plating method, polycrystalline silicon or single crystal silicon is housed in a deposition boat as an evaporation source, and this silicon evaporation source is heated using a resistance heating method or an electron beam. This can be done by heating and evaporating the flying evaporated material using a beam method (EB method) or the like and passing it through a predetermined gas plasma atmosphere. At this time, in order to introduce halogen atoms into the layer formed by either the sputtering method or the ion plating method, a gas of the above-mentioned halogen compound or a silicon compound containing the above-mentioned halogen atoms is introduced into the deposition chamber. It is sufficient to introduce the gas to form a plasma atmosphere of the gas. In addition, when introducing hydrogen atoms, a raw material gas for introducing hydrogen atoms, such as H 2 or the above-mentioned silane gases, is introduced into a deposition chamber for sputtering to form a plasma atmosphere of the gas. Just do it. In the present invention, the above-mentioned halogen compounds or halogen-containing silicon compounds are effectively used as the raw material gas for introducing halogen atoms, but in addition, HF, HC,
Hydrogen halides such as HBr, HI, SiH 2 F 2 , SiH 2
Halogen-substituted silicon hydrides such as I 2 , SiH 2 C 2 , SiHC 3 , SiH 2 Br 2 , SiHBr 3 and other gaseous or gasifiable halides containing hydrogen atoms as one of their constituents are also effective. It can be mentioned as a starting material for forming the first amorphous layer I. In these halides containing hydrogen atoms, when forming the first amorphous layer I, hydrogen atoms, which are extremely effective in controlling electrical or photoelectric properties, are also introduced at the same time as halogen atoms are introduced into the layer. Therefore, in the present invention, it is used as a suitable raw material for introducing halogen atoms. In order to structurally introduce hydrogen atoms into the first amorphous layer I, in addition to the above, H 2 , SiH 4 , Si 2 H 6 ,
This can also be done by causing a discharge by causing a silicon hydride gas such as Si 3 H 8 or Si 4 H 10 to coexist with a silicon compound for supplying Si in the deposition chamber. For example, in the case of the reactive sputtering method, Si
Using a target, a gas for introducing halogen atoms and H 2 gas, including inert gases such as He and Ar as necessary, are introduced into the deposition chamber to form a plasma atmosphere, and the Si target is sputtered. As a result, a first amorphous layer I made of a-Si(H,X) is formed on the substrate. Furthermore, a gas such as B 2 H 6 can also be introduced for doping with impurities. In the present invention, the amount of hydrogen atoms (H), the amount of halogen atoms (X), or the sum of the amounts of hydrogen atoms and halogen atoms contained in the first amorphous layer I of the photoconductive member to be formed is Normally 1 to 40 atomic%,
The preferred range is 5 to 30 atomic %. In order to control the amount of hydrogen atoms (H) and/or halogen atoms (X) contained in the first amorphous layer I, for example, the support temperature or/and the amount of hydrogen atoms (H) or halogen atoms The amount of the starting material used to contain (X) introduced into the deposition system, the discharge force, etc. may be controlled. In order to provide the layer region containing group atoms and the layer region O containing oxygen atoms in the first amorphous layer I, the first amorphous layer is formed by a glow discharge method, a reactive sputtering method, etc. In this case, a starting material for introducing group atoms and a starting material for introducing oxygen atoms are used together with the above-mentioned starting material for forming the first amorphous layer I, and the amounts thereof are determined in the layer to be formed. This is achieved by controlling and containing the When using the glow discharge method to form the layer region O containing oxygen atoms and the layer region containing group atoms constituting the first amorphous layer I, the raw materials for forming each layer region The starting material to become a gas is one selected as desired from among the starting materials for forming the first amorphous layer I described above, and a starting material for introducing oxygen atoms or/and group atom introduction. The starting materials for are added. Such starting materials for introducing oxygen atoms or starting materials for introducing group atoms include gaseous substances or gasified substances whose constituent atoms are at least oxygen atoms or group atoms. Most can be used. For example, if layer region O is to be formed, a raw material gas containing silicon atoms (Si), a raw material gas containing oxygen atoms (O), and hydrogen atoms (H) or / and a raw material gas whose constituent atoms are halogen atoms (X) at a desired mixing ratio, or a raw material gas whose constituent atoms are silicon atoms (Si), oxygen atoms (O), and hydrogen. A raw material gas containing atoms (H) as constituent atoms is also mixed at a desired mixing ratio, or
Alternatively, a raw material gas containing silicon atoms (Si) and silicon atoms (Si) and oxygen atoms (O)
and a raw material gas containing three hydrogen atoms (H) as constituent atoms can be used in combination. Alternatively, a raw material gas containing silicon atoms (Si) and hydrogen atoms (H) as constituent atoms may be mixed with a raw material gas containing oxygen atoms (O) as constituent atoms. Specifically, starting materials for introducing oxygen atoms include, for example, oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), nitric oxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), and nitrogen monooxide (N 2 O ), nitrogen sesquioxide (N 2 O 3 ), nitrogen tetroxide (N 2 O 4 ), nitrogen pentoxide (N 2 O 5 ), nitrogen trioxide (NO 3 ), silicon atoms (Si) and oxygen atoms (O )
and a hydrogen atom (H) as constituent atoms, for example,
Examples include lower siloxanes such as disiloxane (H 3 SiOSiH 3 ) and trisiloxane (H 3 SiOSiH 2 OSiH 3 ). When a layer region is formed using a glow discharge method, B 2 H 6 and B 4 H 10 are effectively used in the present invention as starting materials for introducing group group atoms. , B 5 H 9 , B 5 H 11 , B 6 H 10 ,
Boron hydride such as B 6 H 12 , B 6 H 14 , BF 3 , BC 3 ,
Examples include boron halides such as BBr3 . In addition, AC 3 , GaC 3 , Ga(CH 3 ) 3 , InC 3 ,
TC 3 etc. can also be mentioned. The content of group atoms introduced into the layer region containing group atoms is determined by the gas flow rate of the starting material for introducing group atoms introduced into the deposition chamber, the gas flow rate ratio, the discharge power, the support temperature, It can be arbitrarily controlled by controlling the pressure in the deposition chamber, etc. To form the layer region O containing oxygen atoms by the sputtering method, a single crystal or polycrystalline Si wafer or a SiO 2 wafer, or a Si and
The sputtering may be carried out by targeting wafers containing a mixture of SiO 2 and sputtering them in various gas atmospheres. For example, if a Si wafer is used as a target, oxygen atoms and optionally hydrogen atoms or/
The raw material gas for introducing halogen atoms is diluted with a diluent gas as necessary and introduced into a deposition chamber for sputtering, and a gas plasma of these gases is formed to sputter the Si wafer. All you have to do is ring it. Alternatively, Si and SiO 2 may be used as separate targets or by using a single mixed target of Si and SiO 2 in an atmosphere of diluent gas as a sputtering gas or at least This is accomplished by sputtering in a gas atmosphere containing hydrogen atoms (H) and/or halogen atoms (X) as constituent atoms. As the raw material gas for introducing oxygen atoms, the raw material gas for introducing oxygen atoms among the raw material gases shown in the glow discharge example described above can be used as an effective gas also in the case of sputtering. In the present invention, the diluent gas used when forming the first amorphous layer I by a glow discharge method or the sputtering gas used when forming the first amorphous layer I by a sputtering method is a so-called rare gas. gas,
For example, He, Ne, Ar, etc. can be mentioned as suitable materials. The layer thickness of the first amorphous layer I is the layer thickness of the first amorphous layer I
In order to efficiently transport the photocarriers generated in
~100μ, preferably 1-80μ, optimally 2-50μ
It is desirable that this is done. In the photoconductive member 100 shown in FIG. 1, the second amorphous layer 105 formed on the first amorphous layer I102 has a free surface 106,
It is provided mainly to achieve the objectives of the present invention in terms of moisture resistance, continuous repeated usage characteristics, pressure resistance, usage environment characteristics, and durability. Further, in the present invention, the first amorphous layer I10
Since each of the amorphous materials forming the second amorphous layer 105 and the second amorphous layer 105 have a common constituent element of silicon atoms, chemical stability can be sufficiently ensured at the laminated interface. has been done. The second amorphous layer is formed of an amorphous material (a-Si x C 1-x , where 0<X<1) composed of silicon atoms and carbon atoms. Second amorphous layer 1 composed of a-Si x C 1-x
07 is formed by a sputtering method, an ion implantation method, an ion plating method, an electron beam method, or the like. These manufacturing methods depend on the manufacturing conditions, the level of capital investment,
They are selected and adopted as appropriate depending on factors such as the production scale and the desired characteristics of the photoconductive member to be produced, but it is relatively easy to control the production conditions to produce a photoconductive member with the desired properties. A sputtering method, an electron beam method, or an ion plating method is preferably employed because of the advantages that carbon atoms can be easily introduced into the amorphous layer to be formed together with silicon atoms. To form the second amorphous layer by the sputtering method, target a single-crystal or polycrystalline Si wafer and C wafer, or a wafer containing a mixture of Si and C. etc., by sputtering in various gas atmospheres. For example, when using Si wafers and C wafers as targets, He, Ne, Ar
A sputtering gas such as the above may be introduced into a sputtering deposition chamber to form a gas plasma, and the Si wafer and C wafer may be sputtered. Alternatively, by using a single target containing a mixture of Si and C, a gas for sputtering is introduced into the equipment system, and sputtering is performed in the gas atmosphere. will be accomplished. When using the electron beam method, single-crystal or polycrystalline high-purity silicon and high-purity graphite are placed in two evaporation boats, and each is independently co-deposited by an electron beam or simultaneously deposited. Silicon and graphite placed in a boat at a desired mixing ratio may be deposited using a single electron beam. The content ratio of silicon atoms and carbon atoms contained in the second amorphous layer is controlled in the former case by changing the acceleration voltage of the electron beam with respect to silicon and graphite, and in the latter case is controlled by determining the amount of silicon and graphite mixed in advance. When using the ion plating method, various gases are introduced into the evaporation tank, and a high-frequency electric field is applied to a coil placed around the tank to generate a glow. Si and C are then deposited using the electron beam method. It can be vapor-deposited. The second amorphous layer in the present invention is carefully formed to provide the desired properties. In other words, materials whose constituent atoms are Si and C can have structural forms ranging from crystalline to amorphous depending on the conditions for their creation, and electrical properties ranging from conductive to semiconductive to insulating. and exhibit properties ranging from photoconductive properties to non-photoconductive properties, so in the present invention, a-Si x C 1-x having desired properties depending on the purpose is formed. The preparation conditions are strictly selected according to the desired results. For example, in order to provide a second amorphous layer with the main purpose of improving voltage resistance, a-Si x C 1-x should be created as an amorphous material with remarkable electrically insulating behavior in the usage environment. be done. In addition, when a second amorphous layer is provided for the main purpose of improving the characteristics of continuous repeated use and the characteristics of the usage environment, the above-mentioned degree of electrical insulation is relaxed to a certain extent, and it resists the irradiated light to a certain extent. a-Si x C 1-x is created as an amorphous material with a sensitivity of . When forming the second amorphous layer made of a-Si x C 1-x on the surface of the first amorphous layer I, the temperature of the support during layer formation depends on the structure and characteristics of the layer to be formed. In the present invention, the temperature of the support during layer formation must be strictly controlled so that a-Si x C 1-x having the desired properties can be formed as desired. Desirably controlled. In order to effectively achieve the purpose of the present invention, the temperature of the support when forming the second amorphous layer should be set in an appropriate range according to the method of forming the second amorphous layer. The formation of the second amorphous layer is carried out at a temperature selected, preferably between 20 and 300°C, optimally between 20 and 300°C.
A temperature of 250°C is desirable. Sputtering is used to form the second amorphous layer because it is relatively easy to finely control the composition ratio of the atoms that make up the layer and control the layer thickness compared to other methods. However, when forming the second amorphous layer using these layer forming methods, the discharge power during layer formation, as well as the support temperature mentioned above, is advantageous. Created a-Si x
It can be cited as one of the important factors that influence the characteristics of C 1-x . The discharge power condition for effectively producing a-Si x C 1-x having the characteristics for achieving the purpose of the present invention with good productivity is preferably 50W.
~250W, optimally 80W ~ 150W. In the present invention, the support temperature and discharge power for forming the second amorphous layer are preferably within the ranges described above, but these layer forming factors are independent of each other. The optimum values of each production factor are determined based on their mutual organic relationship so that a second amorphous layer consisting of a-Si x C 1-x with the desired properties is formed, rather than being determined separately. It is desirable to be able to decide. The amount of carbon atoms contained in the second amorphous layer in the photoconductive member of the present invention is the same as the manufacturing conditions of the second amorphous layer, so that desired characteristics to achieve the object of the present invention can be obtained. This is an important factor in the formation of layers. The amount of carbon atoms contained in the second amorphous layer in the present invention is usually 1×10 -3 to 90 atomic%, based on the sum of silicon atoms and carbon atoms.
Suitably 1-80 atomic%, optimally 10-80 atomic%
A desirable value is 75 atomic%.
That is, if we represent x in a-Si x C 1-x above, x
is usually 0.1 to 0.99999, preferably 0.2 to 0.99, optimally 0.25 to 0.9. The numerical range of the layer thickness of the second amorphous layer in the present invention is appropriately determined according to the desired purpose so as to effectively achieve the purpose of the present invention. Furthermore, the layer thickness of the second amorphous layer varies in each layer region in relation to the amount of carbon atoms contained in the layer and the layer thickness of the first amorphous layer I. It is necessary to appropriately determine the desired characteristics based on the organic relationship depending on the required characteristics. In addition, it is desirable to take into consideration economic efficiency, which takes into account productivity and mass production. The thickness of the second amorphous layer in the present invention is usually 0.003 to 30μ, preferably 0.004 to 20μ, and most preferably 0.005 to 10μ. The support used in the present invention may be electrically conductive or electrically insulating. Examples of the conductive support include NiCr, stainless steel, A,
Examples include metals such as Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, and Pd, and alloys thereof. As the electrically insulating support, films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose, acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, glass, ceramic, paper, etc. are usually used. Ru. Preferably, at least one surface of these electrically insulating supports is conductively treated, and another layer is preferably provided on the conductively treated surface side. For example, if it is glass, NiCr,
A, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti,
Conductivity can be imparted by providing a thin film made of Pt, Pd, In 2 O 3 , SnO 2 , ITO (In 2 O 3 + SnO 2 ), etc., or if it is a synthetic resin film such as polyester film, NiCr ,A,Ag,Pb,Zn,
Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt
Conductivity is imparted to the surface by providing a thin film of a metal such as by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, etc., or by laminating the surface with the metal. The shape of the support may be any shape such as a cylinder, a belt, or a plate, and the shape is determined as desired.
If the photoconductive member 100 shown in the figure is used as an electrophotographic image forming member, it is preferably in the form of an endless belt or a cylinder in the case of continuous high-speed copying. The thickness of the support is determined appropriately so that a desired photoconductive member is formed, but if flexibility is required as a photoconductive member, the support can sufficiently function as a support. It is made as thin as possible within this range. However, in such cases, from the viewpoint of manufacturing and handling of the support, mechanical strength, etc.,
It is considered to be 10μ or more. Next, a method for manufacturing a photoconductive member of the present invention will be explained. FIG. 11 shows an example of a photoconductive member manufacturing apparatus. Gas cylinders 1102 to 1106 in the diagram include
The raw material gas for forming each layer region of the present invention is sealed, and as an example, 11
02 is SiH 4 gas diluted with He (purity 99.999
%, hereinafter abbreviated as SiH 4 /He. ) cylinder, 1103
B 2 H 6 gas (99.999% purity, diluted with He)
Hereinafter, it will be abbreviated as B 2 H 6 /He. ) cylinder, 1104 is Ar
Gas (99.99% purity) cylinder, 1105 is NO gas (99.999% purity), 1106 is diluted with He.
It is a SiF 4 gas (purity 99.999%, hereinafter abbreviated as SiF 4 /He) cylinder. In order to flow these gases into the reaction chamber 1101, valves 112 of gas cylinders 1102 to 1106 are used.
2-1126, confirm that the leak valve 1135 is closed, and also check that the inflow valve 1112-1126 is closed.
Step 1116: After confirming that the outflow valves 1117 to 1121 and the auxiliary valves 1132 and 1133 are open, first open the main valve 1134 to exhaust the reaction chamber 1101 and the gas piping. Next, when the reading on the vacuum gauge 1136 reaches approximately 5×10 -6 torr, the auxiliary valves 1132 and 1133 and the outflow valve 11
Close 17-1121. Next, to give an example of forming a photoconductive member having the layer structure shown in FIG. 11
From 05, NO gas is supplied from valves 1122 and 112, respectively.
3,1125 open and outlet pressure gauge 1127,1
Adjust the pressure of 128 and 1130 to 1Kg/cm 2 respectively,
Gradually open the inflow valves 1112, 1113, and 1115, respectively, and the mass flow controllers 1107,
1108 and 1110, respectively. Subsequently, the outflow valves 1117, 1118, 1120,
The auxiliary valve 1132 is gradually opened to allow each gas to flow into the reaction chamber 1101. At this time
The outflow valves 1117, 1118, and 1120 are adjusted so that the ratio of the SiH 4 /He gas flow rate to the B 2 H 6 /He gas flow rate and NO gas flow rate becomes the desired value, and the pressure inside the reaction chamber is adjusted to the desired value. Vacuum gauge 11 to get the value
Adjust the opening of the main valve 1134 while checking the reading of 36. After confirming that the temperature of the base cylinder 1137 is set to a temperature in the range of 50 to 400°C by the heater 1138, the power source 1140 is set to the desired power to generate glow discharge in the reaction chamber 1101. and at the same time B 2 H 6 /He according to the pre-designed rate of change curve.
The distribution concentration of boron atoms contained in the formed layer in the layer thickness direction is controlled by gradually changing the gas flow rate manually or by using an externally driven motor or the like by operating the valve 1118. As described above, when the layer region (B, O) containing boron atoms and oxygen atoms is formed to the desired layer thickness, the outflow valve 1118 is closed, and the reaction chamber 110 is closed.
By continuing to form layers under the same conditions except for blocking the inflow of B 2 H 6 /He gas into layer 1, a layer region O containing no boron atoms but containing oxygen atoms was formed. is formed on the layer region (B, O) to a desired layer thickness. In this way, the first amorphous layer I having desired characteristics can be formed on the substrate. The layer region containing boron atoms becomes B 2 at an appropriate point in the process of forming the first amorphous layer I.
By cutting off the flow of H 6 /He gas into the reaction chamber 1101, a desired layer thickness can be formed.
The layer region may occupy the entire layer region of the first amorphous layer I or a portion thereof. For example, in the above example, the first amorphous layer I
During the formation process, the entire layer of the first amorphous layer I is formed by continuing the layer formation until the desired layer thickness without cutting off the flow of B 2 H 6 /He gas into the reaction chamber 1101. The region can be a layer region containing boron atoms and oxygen atoms. When containing halogen atoms in the first amorphous layer I, for example, SiF 4 /He is added to the above gas,
Further, it is added and sent into the reaction chamber 1101. Depending on the selection of gas species during the formation of the amorphous layer,
The layer formation speed can be further increased. For example, if layer formation is performed using Si 2 H 6 gas instead of SiH 4 gas, the productivity can be increased several times. To form the second amorphous layer on the first amorphous layer I, for example, the following procedure is performed. First, open shutter 1142. All gas supply valves are once closed, and the reaction chamber 1101 is
34 is fully opened to exhaust the air. A target in which a high purity silicon wafer 1142-1 and a high purity graphite wafer 1142-2 are placed in a desired area ratio is provided in advance on the electrode 1141 to which high voltage power is applied. Ar gas is supplied from the gas cylinder 1104 to the reaction chamber 110.
1, and the internal pressure of the reaction chamber 1101 is 0.05~
Adjust the main valve 1134 so that the pressure is 1 torr. The second amorphous layer can be formed on the first amorphous layer I by turning on the high voltage power supply 1140 and sputtering the target. The amount of carbon atoms contained in the second amorphous layer is determined by the sputter area ratio of the silicon wafer 1142-1 and the graphite wafer 1142-2, and the mixture of silicon powder and graphite powder when creating the target. It can be controlled as desired by adjusting the ratio as desired. Needless to say, all outflow valves for gases other than those required for forming each layer are closed, and
When forming each layer, the gas used to form the previous layer is released into the reaction chamber 1101 and through the outflow valves 1117 to 1.
121 to the inside of the reaction chamber 1101, the outflow valves 1117 to
1121, open the auxiliary valve 1132, and fully open the main valve 1134 to temporarily evacuate the system to a high vacuum, as necessary. Example 1 Using the manufacturing apparatus shown in FIG.
An image forming member having a concentration distribution of B and O as shown in FIG. 12 was prepared under the conditions shown in Table 1. The image forming member thus obtained was placed in a charging, exposing and developing device, corona charging was performed at 5KV for 0.2 seconds, and a light image was immediately irradiated. A tungsten lamp was used as the light source, and a light intensity of 1.0 ux·sec was irradiated using a transmission type test chart. Immediately thereafter, a good toner image was obtained on the surface of the member by cascading a charged developer (including toner and carrier) over the surface of the member. The toner image thus obtained was once cleaned with a rubber blade, and the above image forming and cleaning process was repeated again. No deterioration of the image was observed even after repeating the test over 150,000 times.
【表】
実施例 2
B2H6の流量を変化させて非晶質層I内で第1
3図から第17図に示すような、ほう素の濃度分
布を持つ像形成部材を作成した。その他の条件及
び評価法については、実施例1と全く同様に行
い、下表の如き結果を得た。[Table] Example 2 By changing the flow rate of B 2 H 6 , the first
Image forming members having boron concentration distributions as shown in FIGS. 3 to 17 were prepared. Other conditions and evaluation methods were carried out in exactly the same manner as in Example 1, and the results shown in the table below were obtained.
【表】
◎ 画像欠陥なく高画質
○ 画像欠陥ない
実施例 3
NOの流量を変化させて、非晶質層I内での酸
素の含有量を変える以外は実施例1と全く同様の
方法で像形成部材を作成し、実施例1と同様の方
法で評価を行つたところ下表の如き結果を得た。[Table] ◎ High image quality with no image defects ○ Example with no image defects 3 Images were obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that the flow rate of NO was changed and the content of oxygen in the amorphous layer I was changed. A formed member was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, and the results shown in the table below were obtained.
【表】
◎ 非常に良好
○ 良好
実施例 4
非晶質層の形成時、シリコンウエハとグラフ
アイトの面積比を変えて、非晶質層に於けるシ
リコン原子と炭素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。こうして得られた像形成部材に
つき、実施例1に述べた如き、作像,現像,クリ
ーニングの工程を約5万回繰り返した後画像評価
を行つたところ第4表の如き結果を得た。[Table] ◎ Very good
○ Good Example 4 Example 1 except that when forming the amorphous layer, the area ratio of the silicon wafer and graphite was changed to change the content ratio of silicon atoms and carbon atoms in the amorphous layer. An imaging member was prepared in exactly the same manner as described above. The image forming member thus obtained was subjected to the image forming, developing and cleaning steps as described in Example 1 about 50,000 times and then subjected to image evaluation, and the results shown in Table 4 were obtained.
【表】
◎〓非常に良好 ○〓良好 △〓実用に充分耐える
×〓画像欠陥をやや生ずる
実施例 5
非晶質層の層厚を変える以外は、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。[Table] ◎〓Very good ○〓Good △〓Sufficient for practical use ×〓Example 5 where some image defects occur Example 5 The same method as Example 1 was used except for changing the thickness of the amorphous layer. An imaging member was prepared.
The steps of image formation, development, and cleaning as described in Example 1 were repeated to obtain the following results.
【表】
実施例 6
非晶質層Iの層形成方法を下表の如く変える以
外は実施例1と同様な方法で層形成を行い、評価
をしたところ良好な結果が得られた。[Table] Example 6 Layer formation was carried out in the same manner as in Example 1 except that the method for forming the amorphous layer I was changed as shown in the table below, and good results were obtained when evaluated.
第1図は、本発明の光導電部材の好適な実施態
様例の1つの層構成を説明する為の模式的層構成
図、第2図乃至第10図は夫々第一の非晶質層I
を構成する第族原子を含有する層領域中の第
族原子の分布状態を説明する為の説明図、第1
1図は、本発明で使用された装置の模式的説明
図、第12図乃至第17図は、夫々本発明の実施
例に於ける含有原子の分布状態を説明する為の説
明図である。
100……光導電部材、101……支持体、1
02……第一の非晶質層I、103……第二の非
晶質層、104……自由表面。
FIG. 1 is a schematic layer configuration diagram for explaining one layer configuration of a preferred embodiment of the photoconductive member of the present invention, and FIGS. 2 to 10 are a first amorphous layer I.
Explanatory diagram for explaining the distribution state of group atoms in a layer region containing group atoms constituting
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the apparatus used in the present invention, and FIGS. 12 to 17 are explanatory diagrams for explaining the distribution state of contained atoms in the examples of the present invention, respectively. 100...Photoconductive member, 101...Support, 1
02...First amorphous layer I, 103...Second amorphous layer, 104...Free surface.
Claims (1)
体とする非晶質材料で構成された、光導電性を有
する第一の非晶質層とシリコン原子と炭素原子と
からなる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、該第一の非晶
質層の全層領域を占めており構成原子として酸素
原子を含有する第1の層領域と、構成原子として
周期律表第族に属する原子をその分布濃度が該
層厚方向に連続的でかつ前記支持体側の方に多く
上部表面側においては該支持体側に較べて比較的
低くされた部分を有する分布状態で含有する第2
の層領域を有することを特徴とする光導電部材。 2 前記第2の層領域が前記第一の非晶質層の全
層領域を実質的に占めている特許請求の範囲第1
項に記載の光導電部材。[Scope of Claims] 1. A support for a photoconductive member, a first amorphous layer having photoconductivity made of an amorphous material having silicon atoms as a matrix, and silicon atoms and carbon atoms. and a second amorphous layer made of an amorphous material consisting of the first amorphous layer, the first amorphous layer occupies the entire layer area of the first amorphous layer, and the constituent atoms a first layer region containing oxygen atoms as constituent atoms; and atoms belonging to Group 3 of the periodic table as constituent atoms, the distribution concentration of which is continuous in the layer thickness direction and is greater on the support side, on the upper surface side. The second component is contained in a distribution state having a relatively lower portion than the support side.
A photoconductive member having a layer region of. 2. Claim 1, wherein the second layer area substantially occupies the entire layer area of the first amorphous layer.
The photoconductive member described in .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57042219A JPS58158642A (en) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | photoconductive member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57042219A JPS58158642A (en) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | photoconductive member |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58158642A JPS58158642A (en) | 1983-09-20 |
| JPH0454945B2 true JPH0454945B2 (en) | 1992-09-01 |
Family
ID=12629925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57042219A Granted JPS58158642A (en) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | photoconductive member |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58158642A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61194449A (en) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Electrophotographic sensitive body |
| JP2532829B2 (en) * | 1985-05-14 | 1996-09-11 | キヤノン株式会社 | Light receiving member |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2615873B2 (en) * | 1988-07-07 | 1997-06-04 | 日本電気株式会社 | Crosstalk shield circuit in multilayer board |
-
1982
- 1982-03-16 JP JP57042219A patent/JPS58158642A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58158642A (en) | 1983-09-20 |