JPH0481349B2 - - Google Patents
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- JPH0481349B2 JPH0481349B2 JP58105515A JP10551583A JPH0481349B2 JP H0481349 B2 JPH0481349 B2 JP H0481349B2 JP 58105515 A JP58105515 A JP 58105515A JP 10551583 A JP10551583 A JP 10551583A JP H0481349 B2 JPH0481349 B2 JP H0481349B2
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- Japan
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- layer
- silicon
- hydrogen
- amorphous hydrogenated
- ωcm
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/10—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
- H10F71/103—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material including only Group IV materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Light Receiving Elements (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、光導電体とくに撮像管ターゲツト固
体撮像装置、電子写真用感光板等のイメージデバ
イス用の光導電体およびその製造方法に関するも
のである。 従来例の構成と問題点 本発明者らは低暗電流で光感度をするイメージ
デバイスに適した非晶質水素化シリコンの光導電
膜を実現する方法として特願昭58−16508号に水
素含有量の多い広い禁止帯の非晶質水素化した光
導電膜をブロツキング層とする構成を示し、反応
性スパツタ法によつて実現できることを示した。
水素量の多い層は正孔のブロツキング層として特
に有効であり、電子の注入の低減にはアクセプタ
ー性の不純物を導入する必要があつた。ところが
不純物を導入した水素量の多い層でも電子の注入
阻止は不十分であつた。したがつて蓄積型のイメ
ージデバイスではさらに低暗電流化をはかる必要
があつた。 発明の目的 本発明は、高解像度で高感度である非晶質水素
化シリコンを用いて低暗電流化をはかつた光導電
膜を設けた光導電体とその製造方法を得ることを
目的とする。 発明の構成 本発明は、光導電体において、非晶質水素化シ
リコンを主成分とする比抵抗1010Ωcm以上の第
1、第2の層からなり、前記第2の層を前記第1
の層より水素含有量の多くした正孔の注入阻止層
の第1の層を前記第2の層と電子の注入阻止層で
挾むよう順次基板上に形成したことを特徴とし、
その製造方法はターゲツトをシリコンを主成分と
し、水素を反応ガスとして含む雰囲気中で反応性
スパツタ法により1010Ωcm以上の水素含有量の第
1の層と前記第1の層より水素含有量の多い第2
の層を形成する工程A、工程Bおよび窒素または
酸素を反応性ガスとして含む雰囲気中で反応性ス
パツタ法により窒化シリコン層または酸化シリコ
ン層(以下酸化層という。)を形成する工程Cか
らなり、前記第1の層を前記第2の層と酸化層で
挾持すると共に、前記構成された積層順に基板上
に形成することを特徴とし、また前記第1の層の
一方の面の一部を窒化シリコン層または酸化シリ
コン層に変化させるにある。 実施例の説明 本発明の光導電体は第1図に示すように基板1
上に水素含有量の異なる比抵抗1010Ωcm以上の2
層の非晶質水素化シリコン層2,3及び窒化シリ
コンまたは酸化シリコン層4とからなる。前記2
層中水素含有量の多い非晶質水素化シリコンは正
孔の注入阻止層として働き、窒化シリコンまたは
酸化シリコン層4は電子の注入阻止層として働
く。 以下具体的な光導電体の製造方法の1実施例を
説明する。 第2図a図に示すようスパツタ法によりMo膜
12を基板である単結晶Siウエハーー11上に形
成する。こうして形成した基板体Aをマグネトロ
ンスパツタ装置中に設置し、2×10-6Torrに排
気した後、基板体Aを250℃に保ち、多結晶シリ
コンをターゲツトとしアルゴン圧力4.5×
10-3Torr、水素圧力5×10-4Torrの雰囲気で
100Wの放電電力により、60分で水素量の多い厚
さ0.2〜0.3μmの非晶質水素化シリコン層13を
形成し、連続して放電電力200Wに変化させて90
分で1.5〜1.8μmの水素量の少ない非晶質水素化
シリコン14を形成する。次に表面を酸素プラズ
マ中で陽極酸化をし、表面に酸化シリコン15を
形成する。次にIn2O316をスパツタ法で約1000
Å形成する。この非晶質水素化シリコン層13,
14はいずれも1010Ωcm以上の比抵抗を有する。
透明電極16を負極性、Mo膜12を正極性にし
て電圧を印加したときの暗電流を第3図21に示
し、これに波長435nmの光(0.5μw/cm2)を照射
したときの光電流を22に示す。 比較のため、第2図bの断面図のように酸化シ
リコン15の代りに実施例における層14の形成
の後、アルゴン圧力4×10-3Torr、水素圧力1
×10-3Torr、ジボラン(B2H6)、圧力1×
10-5Torrとし、200Wの放電電力のまま水素量を
増加しかつホウ素をドーブした非晶質シリコン1
7を0.1μmの厚さで形成し、その後透明電極16
を形成したものの暗電流を23、光電流を24で
各々に示す。表面酸化シリコン層を加えることに
より暗電流が低下したことがわかる。 次に本発明の第2の実施例の電子写真感光体の
断面図を第4図に示し、a図は初期状態、b図は
表面層の変化状態図、を示す。 Al基板31上に第1の実施例の層13と同一
条件で水素量の多い非晶質水素化シリコン層32
を形成し、続いて第1の実施例層14と同一条件
で水素量の少ない非晶質水素化シリコン層33を
5〜6μmに形成する。これにコロナ帯電器で負
の帯電をくり返し印加すると第5図に示すように
徐々に初期帯電電位が上昇する。これをAuger分
析を行なつた結果、表面に酸素が多く存在し、酸
化シリコンが存在していた。この酸化は、負帯電
にともなうオゾンによつて表面の非晶質水素化シ
リコンが酸化されたものと思われる。この酸化シ
リコン層によつて電子の注入が減少し、初期帯電
電位が上昇した。 以上の実施例は非晶質水素化シリコンの表面層
を酸化シリコン層に変化させた例である。 第6図に本発明の第3の実施例の断面図を示
す。 表面を鏡面処理したステンレス基板41上に第
1の実施例における非晶質水素化シリコン層13
をアルゴン圧力4×13-3Torr、水素圧力1×
10-3Torrの雰囲気中で形成する以外は同一の条
件で水素含有量の多い層42を形成する。つづい
てアルゴン圧力4.5×10-3Torr、水素圧力5×
10-4Torrの雰囲気にするとともに放電電力を
300Wとし4時間で5〜6μmの水素含有量の少な
い非晶質水素化シリコン層43を形成する。さら
にAr圧力1×10-3Torr、窒素圧力2×10-3Torr
とし、放電電力400Wにし窒化シリコン膜44を
100Å以上形成する。この感光板を帯電試験器を
用いて−6KVのコロナチヤージヤー帯電させた
結果の初期帯電電位、暗減衰時間を表1に示す。 比較のため、窒化シリコン膜がないときの特性
も示す。初期帯電位、暗減衰ともに特性の改善が
みられる。光減衰特性は大差がなく良好である。 第7図は、第3の実施例の構造を逆転させたも
ので、基板の上に窒化シリコン44、水素量の少
ない非晶質水素化シリコン43、水素量の多い非
晶質水素化シリコン42を順次形成する。条件は
第3の実施例と同じである。この膜を感光板とし
て使用すると正の帯電をする。
体撮像装置、電子写真用感光板等のイメージデバ
イス用の光導電体およびその製造方法に関するも
のである。 従来例の構成と問題点 本発明者らは低暗電流で光感度をするイメージ
デバイスに適した非晶質水素化シリコンの光導電
膜を実現する方法として特願昭58−16508号に水
素含有量の多い広い禁止帯の非晶質水素化した光
導電膜をブロツキング層とする構成を示し、反応
性スパツタ法によつて実現できることを示した。
水素量の多い層は正孔のブロツキング層として特
に有効であり、電子の注入の低減にはアクセプタ
ー性の不純物を導入する必要があつた。ところが
不純物を導入した水素量の多い層でも電子の注入
阻止は不十分であつた。したがつて蓄積型のイメ
ージデバイスではさらに低暗電流化をはかる必要
があつた。 発明の目的 本発明は、高解像度で高感度である非晶質水素
化シリコンを用いて低暗電流化をはかつた光導電
膜を設けた光導電体とその製造方法を得ることを
目的とする。 発明の構成 本発明は、光導電体において、非晶質水素化シ
リコンを主成分とする比抵抗1010Ωcm以上の第
1、第2の層からなり、前記第2の層を前記第1
の層より水素含有量の多くした正孔の注入阻止層
の第1の層を前記第2の層と電子の注入阻止層で
挾むよう順次基板上に形成したことを特徴とし、
その製造方法はターゲツトをシリコンを主成分と
し、水素を反応ガスとして含む雰囲気中で反応性
スパツタ法により1010Ωcm以上の水素含有量の第
1の層と前記第1の層より水素含有量の多い第2
の層を形成する工程A、工程Bおよび窒素または
酸素を反応性ガスとして含む雰囲気中で反応性ス
パツタ法により窒化シリコン層または酸化シリコ
ン層(以下酸化層という。)を形成する工程Cか
らなり、前記第1の層を前記第2の層と酸化層で
挾持すると共に、前記構成された積層順に基板上
に形成することを特徴とし、また前記第1の層の
一方の面の一部を窒化シリコン層または酸化シリ
コン層に変化させるにある。 実施例の説明 本発明の光導電体は第1図に示すように基板1
上に水素含有量の異なる比抵抗1010Ωcm以上の2
層の非晶質水素化シリコン層2,3及び窒化シリ
コンまたは酸化シリコン層4とからなる。前記2
層中水素含有量の多い非晶質水素化シリコンは正
孔の注入阻止層として働き、窒化シリコンまたは
酸化シリコン層4は電子の注入阻止層として働
く。 以下具体的な光導電体の製造方法の1実施例を
説明する。 第2図a図に示すようスパツタ法によりMo膜
12を基板である単結晶Siウエハーー11上に形
成する。こうして形成した基板体Aをマグネトロ
ンスパツタ装置中に設置し、2×10-6Torrに排
気した後、基板体Aを250℃に保ち、多結晶シリ
コンをターゲツトとしアルゴン圧力4.5×
10-3Torr、水素圧力5×10-4Torrの雰囲気で
100Wの放電電力により、60分で水素量の多い厚
さ0.2〜0.3μmの非晶質水素化シリコン層13を
形成し、連続して放電電力200Wに変化させて90
分で1.5〜1.8μmの水素量の少ない非晶質水素化
シリコン14を形成する。次に表面を酸素プラズ
マ中で陽極酸化をし、表面に酸化シリコン15を
形成する。次にIn2O316をスパツタ法で約1000
Å形成する。この非晶質水素化シリコン層13,
14はいずれも1010Ωcm以上の比抵抗を有する。
透明電極16を負極性、Mo膜12を正極性にし
て電圧を印加したときの暗電流を第3図21に示
し、これに波長435nmの光(0.5μw/cm2)を照射
したときの光電流を22に示す。 比較のため、第2図bの断面図のように酸化シ
リコン15の代りに実施例における層14の形成
の後、アルゴン圧力4×10-3Torr、水素圧力1
×10-3Torr、ジボラン(B2H6)、圧力1×
10-5Torrとし、200Wの放電電力のまま水素量を
増加しかつホウ素をドーブした非晶質シリコン1
7を0.1μmの厚さで形成し、その後透明電極16
を形成したものの暗電流を23、光電流を24で
各々に示す。表面酸化シリコン層を加えることに
より暗電流が低下したことがわかる。 次に本発明の第2の実施例の電子写真感光体の
断面図を第4図に示し、a図は初期状態、b図は
表面層の変化状態図、を示す。 Al基板31上に第1の実施例の層13と同一
条件で水素量の多い非晶質水素化シリコン層32
を形成し、続いて第1の実施例層14と同一条件
で水素量の少ない非晶質水素化シリコン層33を
5〜6μmに形成する。これにコロナ帯電器で負
の帯電をくり返し印加すると第5図に示すように
徐々に初期帯電電位が上昇する。これをAuger分
析を行なつた結果、表面に酸素が多く存在し、酸
化シリコンが存在していた。この酸化は、負帯電
にともなうオゾンによつて表面の非晶質水素化シ
リコンが酸化されたものと思われる。この酸化シ
リコン層によつて電子の注入が減少し、初期帯電
電位が上昇した。 以上の実施例は非晶質水素化シリコンの表面層
を酸化シリコン層に変化させた例である。 第6図に本発明の第3の実施例の断面図を示
す。 表面を鏡面処理したステンレス基板41上に第
1の実施例における非晶質水素化シリコン層13
をアルゴン圧力4×13-3Torr、水素圧力1×
10-3Torrの雰囲気中で形成する以外は同一の条
件で水素含有量の多い層42を形成する。つづい
てアルゴン圧力4.5×10-3Torr、水素圧力5×
10-4Torrの雰囲気にするとともに放電電力を
300Wとし4時間で5〜6μmの水素含有量の少な
い非晶質水素化シリコン層43を形成する。さら
にAr圧力1×10-3Torr、窒素圧力2×10-3Torr
とし、放電電力400Wにし窒化シリコン膜44を
100Å以上形成する。この感光板を帯電試験器を
用いて−6KVのコロナチヤージヤー帯電させた
結果の初期帯電電位、暗減衰時間を表1に示す。 比較のため、窒化シリコン膜がないときの特性
も示す。初期帯電位、暗減衰ともに特性の改善が
みられる。光減衰特性は大差がなく良好である。 第7図は、第3の実施例の構造を逆転させたも
ので、基板の上に窒化シリコン44、水素量の少
ない非晶質水素化シリコン43、水素量の多い非
晶質水素化シリコン42を順次形成する。条件は
第3の実施例と同じである。この膜を感光板とし
て使用すると正の帯電をする。
【表】
以上の実施例で、窒化シリコン及び酸化シリコ
ンにより、電子の注入阻止層を形成することによ
り暗電流の低下、感光体においては帯電電位の上
昇、暗減衰の減少の効果がある。この電子の注入
を阻止する層はSiNxOyという中間の組成でも同
様の効果がある。スパツタ法による非晶質水素化
シリコンはSiH4の分解によりグロー放電法によ
るものより高抵抗であり、より緻密で高抵抗の良
質の窒化シリコンまたは酸化シリコンを用いても
非晶質水素化シリコン層に十分電圧の配分があ
り、光減衰特性の劣化、残留電位の上昇は大きく
ない。また、同様の効果によりグロー放電法によ
る非晶質水素化シリコンより窒化シリコンまたは
酸化シリコンを厚くでき、表面の安定性及び耐摩
耗性が優れている。 このような構成にすると薄くても帯電電位が上
昇し、生産性の面からも有利である。 発明の効果 本発明は前記構成により、水素の組成大なる禁
止帯幅の広い高抵抗非晶質水素化シリコンを用い
て正孔の注入を阻止し、または窒化シリコンまた
は酸化シリコン層を設けて電子の注入を阻止する
構成となるので高解像で高感度かつ低暗電流とな
る作用効果を生ずる。一方、電子写真感光体とし
ては安定性、耐摩耗性にすぐれる。 本発明の製造方法はドーピングなしでも1010Ω
cm以上の非晶質水素化シリコンが得られ水素量の
制御が容易で、しかも反応性スパツタ法によると
窒化シリコン、酸化シリコンは反応ガスを変える
だけで容易に形成される、窒化シリコン、酸化シ
リコンは非晶質水素化シリコンをプラズマなどで
活性化された窒素または酸素中で反応させること
で容易に実現できる、などの効果を生ずる。
ンにより、電子の注入阻止層を形成することによ
り暗電流の低下、感光体においては帯電電位の上
昇、暗減衰の減少の効果がある。この電子の注入
を阻止する層はSiNxOyという中間の組成でも同
様の効果がある。スパツタ法による非晶質水素化
シリコンはSiH4の分解によりグロー放電法によ
るものより高抵抗であり、より緻密で高抵抗の良
質の窒化シリコンまたは酸化シリコンを用いても
非晶質水素化シリコン層に十分電圧の配分があ
り、光減衰特性の劣化、残留電位の上昇は大きく
ない。また、同様の効果によりグロー放電法によ
る非晶質水素化シリコンより窒化シリコンまたは
酸化シリコンを厚くでき、表面の安定性及び耐摩
耗性が優れている。 このような構成にすると薄くても帯電電位が上
昇し、生産性の面からも有利である。 発明の効果 本発明は前記構成により、水素の組成大なる禁
止帯幅の広い高抵抗非晶質水素化シリコンを用い
て正孔の注入を阻止し、または窒化シリコンまた
は酸化シリコン層を設けて電子の注入を阻止する
構成となるので高解像で高感度かつ低暗電流とな
る作用効果を生ずる。一方、電子写真感光体とし
ては安定性、耐摩耗性にすぐれる。 本発明の製造方法はドーピングなしでも1010Ω
cm以上の非晶質水素化シリコンが得られ水素量の
制御が容易で、しかも反応性スパツタ法によると
窒化シリコン、酸化シリコンは反応ガスを変える
だけで容易に形成される、窒化シリコン、酸化シ
リコンは非晶質水素化シリコンをプラズマなどで
活性化された窒素または酸素中で反応させること
で容易に実現できる、などの効果を生ずる。
第1図は本発明の光導電体の構成の説明図、第
2図aは本発明の光導電体の第1の実施例の断面
図、b図は第1の実施例との特性を比較するため
の光導電体(以下比較例という。)の断面図、第
3図は本発明の第1の実施例と比較例のV−1特
性図、第4図は本発明の第2の実施例の電子写真
感光体の断面図、a図は初期状態、b図は表面層
の変化状態図、第5図は本発明の第2の実施例の
電子写真感光板の初期帯電電位の上昇の経時変化
図、第6図は本発明の第3の実施例の電子写真感
光板の断面図、第7図は本発明の第3の実施例の
構造の逆転断面図、を示す。 1,11,31,41:基板、2,3,13,
14,32,33,42,44:非晶質水素シリ
コン層、4:窒化シリコンまたは酸化シリコン
層。
2図aは本発明の光導電体の第1の実施例の断面
図、b図は第1の実施例との特性を比較するため
の光導電体(以下比較例という。)の断面図、第
3図は本発明の第1の実施例と比較例のV−1特
性図、第4図は本発明の第2の実施例の電子写真
感光体の断面図、a図は初期状態、b図は表面層
の変化状態図、第5図は本発明の第2の実施例の
電子写真感光板の初期帯電電位の上昇の経時変化
図、第6図は本発明の第3の実施例の電子写真感
光板の断面図、第7図は本発明の第3の実施例の
構造の逆転断面図、を示す。 1,11,31,41:基板、2,3,13,
14,32,33,42,44:非晶質水素シリ
コン層、4:窒化シリコンまたは酸化シリコン
層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 基板上に形成された非晶質水素化シリコンを
主成分とする比抵抗1010Ωcm以上の第1の層と、
前記第1の層上に形成された非晶質水素化シリコ
ンを主成分とする比抵抗1010Ωcm以上の第2の層
と、前記第2の層上に形成された窒化シリコンも
しくは酸化シリコンを主成分とする電子注入阻止
層とを有し、前記第1の層の水素含有量を前記第
2の層の水素含有量より大とし、正孔注入阻止層
とすることを特徴とする光導電体。 2 ターゲツトをシリコンを主成分とし、水素を
反応ガスとして含む雰囲気中で反応性スパツタ法
により1010Ωcm以上の水素含有量の第1の層と前
記第1の層より水素含有量の多い第2の層を形成
する工程A、工程Bおよび窒素または酸素を反応
性ガスとして含む雰囲気中で反応性スパツタ法に
より窒化シリンコ層または酸化シリコン層(以下
酸化層という。)を形成する工程Cからなり、前
記第1の層を前記第2の層と酸化層で挾持すると
共に、前記構成された積層順に基板上に形成する
ことを特徴とする光導電体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58105515A JPS59231879A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 光導電体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58105515A JPS59231879A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 光導電体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59231879A JPS59231879A (ja) | 1984-12-26 |
| JPH0481349B2 true JPH0481349B2 (ja) | 1992-12-22 |
Family
ID=14409733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58105515A Granted JPS59231879A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 光導電体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59231879A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56146142A (en) * | 1980-04-16 | 1981-11-13 | Hitachi Ltd | Electrophotographic sensitive film |
-
1983
- 1983-06-13 JP JP58105515A patent/JPS59231879A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59231879A (ja) | 1984-12-26 |
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