JPH0652428B2 - 光導電体 - Google Patents
光導電体Info
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- JPH0652428B2 JPH0652428B2 JP60042498A JP4249885A JPH0652428B2 JP H0652428 B2 JPH0652428 B2 JP H0652428B2 JP 60042498 A JP60042498 A JP 60042498A JP 4249885 A JP4249885 A JP 4249885A JP H0652428 B2 JPH0652428 B2 JP H0652428B2
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- photoconductor
- photoconductive layer
- layer
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (1)発明の目的 産業上の利用分野 本発明は導電性基板上に、周期律表Ｖａ族元素を含む非
晶質水素化シリコンからなる光導電層を設けた光導電体
で、特に１次元、２次元のイメージセンサ、電子写真感
光体として利用できるものに関する。
晶質水素化シリコンからなる光導電層を設けた光導電体
で、特に１次元、２次元のイメージセンサ、電子写真感
光体として利用できるものに関する。
従来の技術 近年導電性基板上に非晶質水素化シリコンからなる光導
電層を設けた光導電体が、無公害であり、光感度も良好
で、耐熱性にすぐれ、分光感度も全可視光領域にわたっ
て高く、耐摩耗性も優れているため撮像管ターゲット、
固体撮像装置等のイメージセンサや電子写真感光体とし
てますます研究されている。
電層を設けた光導電体が、無公害であり、光感度も良好
で、耐熱性にすぐれ、分光感度も全可視光領域にわたっ
て高く、耐摩耗性も優れているため撮像管ターゲット、
固体撮像装置等のイメージセンサや電子写真感光体とし
てますます研究されている。
導電性基板上に非晶質水素化シリコンからなる光導電層
を形成する方法としては、(1)シランガスをプラズマ中
で分解することによるプラズマＣＶＤ法、(2)シリコン
をターゲットとし、不活性ガスと共に水素ガスを導入す
ることによる反応性スパッタ法、(3)シリコン蒸気を水
素プラズマ中で反応させることによるイオンプレーティ
ング法等がある。
を形成する方法としては、(1)シランガスをプラズマ中
で分解することによるプラズマＣＶＤ法、(2)シリコン
をターゲットとし、不活性ガスと共に水素ガスを導入す
ることによる反応性スパッタ法、(3)シリコン蒸気を水
素プラズマ中で反応させることによるイオンプレーティ
ング法等がある。
これらの方法の中、プラズマＣＶＤ法およびイオンプレ
ーティング法により形成した非晶質水素化シリコンから
なる光導電層は、イメージセンサや電子写真として用い
るには光導電層の抵抗が小さく、暗電流が大きいという
欠点を有する。このためプラズマＣＶＤ法で非晶質水素
化シリコンからなる光導電層を形成する場合には、光導
電層と導電性基板との間にブロッキング層を設けたり、
光導電層中に酸素もしくは窒素を導入することによって
高抵抗化を計っている。
ーティング法により形成した非晶質水素化シリコンから
なる光導電層は、イメージセンサや電子写真として用い
るには光導電層の抵抗が小さく、暗電流が大きいという
欠点を有する。このためプラズマＣＶＤ法で非晶質水素
化シリコンからなる光導電層を形成する場合には、光導
電層と導電性基板との間にブロッキング層を設けたり、
光導電層中に酸素もしくは窒素を導入することによって
高抵抗化を計っている。
これに対し、反応性スパッタ法により非晶質水素化シリ
コン層を形成すると、プラズマＣＶＤ法により形成した
非晶質水素化シリコンの光導電層に比較して高抵抗の光
導電層が得られ、イメージセンサや電子写真感光体とし
ての応用が期待されるのであるが、この場合光感度が悪
いという欠点を有しており、研究はあまり多くない。
コン層を形成すると、プラズマＣＶＤ法により形成した
非晶質水素化シリコンの光導電層に比較して高抵抗の光
導電層が得られ、イメージセンサや電子写真感光体とし
ての応用が期待されるのであるが、この場合光感度が悪
いという欠点を有しており、研究はあまり多くない。
発明が解決しようとする問題点 本発明はイメージセンサ及び電子写真感光体として応用
しうるように、従来の光導電層を改良し、さらに高抵抗
で光感度が高いという特性を満足するa-Si：Ｈ光導電体
を得ようとするものである。
しうるように、従来の光導電層を改良し、さらに高抵抗
で光感度が高いという特性を満足するa-Si：Ｈ光導電体
を得ようとするものである。
特に電子写真感光体としては、上述したいずれの方法で
も単位膜厚当りの帯電電位即ち帯電能は４０Ｖ／μｍで
あり更に高耐圧化をはかり、膜厚を薄くでき製造コスト
の低減をはかることが商品化のために急務である。
も単位膜厚当りの帯電電位即ち帯電能は４０Ｖ／μｍで
あり更に高耐圧化をはかり、膜厚を薄くでき製造コスト
の低減をはかることが商品化のために急務である。
(2)発明の構成 問題点を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため、第１の発明として、
導電性基板上に、周期律表Ｖａ族元素を含む非晶質水素
化シリコンからなる光導電層を設けた光導電体におい
て、上記光導電層中の上記Ｖａ元素族及び水素の含有量
を上記光導電層の断面において導電性基板との界面付近
または上記光導電体の表面付近において、その他の部分
におけるよりも大とした光導電体とした。
導電性基板上に、周期律表Ｖａ族元素を含む非晶質水素
化シリコンからなる光導電層を設けた光導電体におい
て、上記光導電層中の上記Ｖａ元素族及び水素の含有量
を上記光導電層の断面において導電性基板との界面付近
または上記光導電体の表面付近において、その他の部分
におけるよりも大とした光導電体とした。
さらに第２の発明として、導電性基板上に周期律表Ｖａ
族元素を含む非晶質水素化シリコンからなる光導電層を
設けた光導電体において、前記導電性基板界面（または
光導電体表面）から光導電体表面（または導電性基板界
面）にむかって、Ｖａ族元素および水素の含有量の多い
非晶質水素化シリコン、Ｖａ族元素および水素の含有量
の少ない非晶質水素化シリコン、電子ブロッキング層を
設けた光導電体とした。
族元素を含む非晶質水素化シリコンからなる光導電層を
設けた光導電体において、前記導電性基板界面（または
光導電体表面）から光導電体表面（または導電性基板界
面）にむかって、Ｖａ族元素および水素の含有量の多い
非晶質水素化シリコン、Ｖａ族元素および水素の含有量
の少ない非晶質水素化シリコン、電子ブロッキング層を
設けた光導電体とした。
作用 非晶質水素化シリコンからなる光導電層においてＶａ族
元素例えばＮ、Ｐ、As、Sb等はドナー性の不純物として
作用する。従って上記光導電層中でＶａ族元素の濃度分
布を、上述したように、導電性基板との界面付近または
その反対の表面付近で、他の部分より濃度において大に
して差を設けることによって、その部分をよりｎ型とす
るので、Ｖａ族元素の分布濃度に差をもたせることによ
るのみでｎ−ｉ型のダイオードを構成するものと考えら
れる。しかもｉ層に微量のＶａ族元素を導入することに
より電子の移動度が大きくなり、動作電圧を低下させる
ことができる。
元素例えばＮ、Ｐ、As、Sb等はドナー性の不純物として
作用する。従って上記光導電層中でＶａ族元素の濃度分
布を、上述したように、導電性基板との界面付近または
その反対の表面付近で、他の部分より濃度において大に
して差を設けることによって、その部分をよりｎ型とす
るので、Ｖａ族元素の分布濃度に差をもたせることによ
るのみでｎ−ｉ型のダイオードを構成するものと考えら
れる。しかもｉ層に微量のＶａ族元素を導入することに
より電子の移動度が大きくなり、動作電圧を低下させる
ことができる。
また、上記Ｖａ族元素の含有量の多い非晶質水素化シリ
コンの光導電層中の水素含有量を他の部分よりも大にす
ると内部より禁止帯幅が大きくなり更に有効に正孔ブロ
ッキング層として作用し、より高耐圧にすることができ
る。従って均一に光導電層中にＶａ族元素及び水素が分
布している場合と比較してより高耐圧で光感度が大とな
る。
コンの光導電層中の水素含有量を他の部分よりも大にす
ると内部より禁止帯幅が大きくなり更に有効に正孔ブロ
ッキング層として作用し、より高耐圧にすることができ
る。従って均一に光導電層中にＶａ族元素及び水素が分
布している場合と比較してより高耐圧で光感度が大とな
る。
実施例 上述したことを具体的に図面を参照して説明する。第１
図、第２図は何れも導電性基板１（例えばアルミニウム
板）上に非晶質水素化シリコンの光導電層２を設けた光
導電体の構成を示してある。そして第１図の第１実施例
ではＶａ族元素及び水素の含有量の多い、即ち濃度が大
である非晶質水素化シリコンの光導電層３が導電性基板
１との界面近くに設けた場合を示し、第２図の第２実施
例では上記第１図の場合とは反対に非晶質水素化シリコ
ン層２の表面付近に非晶質水素化シリコンの光導電層３
が設けられている場合を示す。このようにすると上述し
たように、光導電体は禁止帯幅の異なるｎ−ｉ型のダイ
オード構造となり、電子写真感光体として用いた時第１
図の場合には負の帯電電圧、第２図の場合には正の帯電
電圧を増大させることができる。
図、第２図は何れも導電性基板１（例えばアルミニウム
板）上に非晶質水素化シリコンの光導電層２を設けた光
導電体の構成を示してある。そして第１図の第１実施例
ではＶａ族元素及び水素の含有量の多い、即ち濃度が大
である非晶質水素化シリコンの光導電層３が導電性基板
１との界面近くに設けた場合を示し、第２図の第２実施
例では上記第１図の場合とは反対に非晶質水素化シリコ
ン層２の表面付近に非晶質水素化シリコンの光導電層３
が設けられている場合を示す。このようにすると上述し
たように、光導電体は禁止帯幅の異なるｎ−ｉ型のダイ
オード構造となり、電子写真感光体として用いた時第１
図の場合には負の帯電電圧、第２図の場合には正の帯電
電圧を増大させることができる。
なお本発明においては、Ｖａ族元素及び水素の濃度分布
の差を上述したように段階的に明瞭な二つの層に分ける
必要はなく、一方から（光導電層３の方から）他方へ
（光導電層３に対し反対の側へ）少しづつＶａ族元素及
び水素濃度が減少するように濃度勾配をつけて変化させ
てもよい。
の差を上述したように段階的に明瞭な二つの層に分ける
必要はなく、一方から（光導電層３の方から）他方へ
（光導電層３に対し反対の側へ）少しづつＶａ族元素及
び水素濃度が減少するように濃度勾配をつけて変化させ
てもよい。
また、第１図および第２図においてＶａ族元素濃度の少
ない非晶質水素化シリコンの光導電層４に微量のＶａ族
元素が導入されると電子の移動度が大きくなり利点はあ
るがＶａ族元素が含まれない場合も本発明の意図と矛盾
しない。
ない非晶質水素化シリコンの光導電層４に微量のＶａ族
元素が導入されると電子の移動度が大きくなり利点はあ
るがＶａ族元素が含まれない場合も本発明の意図と矛盾
しない。
上述したＶａ族元素と水素の濃度分布は必ずしも一致す
る必要はない。
る必要はない。
第１図および第２図において、Ｖａ族元素含有量の多い
非晶質水素化シリコンの光導電層３は正孔のブロッキン
グ層として作用するので、Ｖａ族元素含有量の少ない非
晶質水素化シリコンの光導電層４を挟んで、上記光導電
層３に対し反対側、即ち第１図では光導電層４の上に、
また第２図では導電性基板側に電子のブロッキング層を
設けると、ｎ−ｉ−ｐ型ダイオードを構成して、更に高
耐圧化をはかることができる。このときの電子のブロッ
キング層としてはｐ−型の非晶質水素化シリコン層、非
晶質炭化シリコン層または窒化シリコン、酸化シリコ
ン、酸化アルミナ等の絶縁物層が使用できる。またＶａ
族元素の含有量の少ない非晶質水素化シリコン層にIIIa
族、例えばＢ、Al、Ga、In等、及びIIb族、例えば、Zn、C
d、Hg等のアクセプター性の不純物を添加すると上記層は
より真性の状態となり更に高耐圧にすることができる。
非晶質水素化シリコンの光導電層３は正孔のブロッキン
グ層として作用するので、Ｖａ族元素含有量の少ない非
晶質水素化シリコンの光導電層４を挟んで、上記光導電
層３に対し反対側、即ち第１図では光導電層４の上に、
また第２図では導電性基板側に電子のブロッキング層を
設けると、ｎ−ｉ−ｐ型ダイオードを構成して、更に高
耐圧化をはかることができる。このときの電子のブロッ
キング層としてはｐ−型の非晶質水素化シリコン層、非
晶質炭化シリコン層または窒化シリコン、酸化シリコ
ン、酸化アルミナ等の絶縁物層が使用できる。またＶａ
族元素の含有量の少ない非晶質水素化シリコン層にIIIa
族、例えばＢ、Al、Ga、In等、及びIIb族、例えば、Zn、C
d、Hg等のアクセプター性の不純物を添加すると上記層は
より真性の状態となり更に高耐圧にすることができる。
以下に実施例を挙げて本発明を説明する。
実施例１ 本実施例は第３図に示した光導電体の例を示す。
リン(P)ドープSi単結晶をマグネトロンスパッタ装置内
に配置し、装置内を２×１０-6Torr以下に排気した後、
Siウエーハー上のMoを形成した導電性基板５を２５０℃
に保持し、次いで装置内にArを4.5×１０-3Torr、H2を
５×１０-4Torr、１％のP2H6を含有するH2を５×１０-4
Torrの分圧割合になるように導入し、放電電力２００Ｗ
で厚さ0.2μｍのＰを含有する非晶質水素化シリコンの
光導電層６を形成した。その後上記P2H6を含有するH2の
導入のみを止め、他は同一にして放電電力２００Ｗで続
けて厚さ２μｍの非晶質水素化シリコンの光導電層７を
形成した。かくして導電性基板５との界面にＰを多く含
む光導電層６を設けた。このあと１mm平方の透明電極１
０００Åの厚さに形成する後に真空中で３００℃で２０
分間熱処理を行った。熱処理前の抵抗は５×１０12Ωcm
であるが、熱処理後は１×１０13Ωcmとなった。光電流
は透明電極に−５Ｖ印加すると熱処理前後とも４００〜
６００nmの可視光領域で量子効率0.98と高感度であっ
た。この光導電膜を積層型固体撮像素子としてＣＣＤ上
に形成すると暗電流、光感度、光応答、解像度ともに十
分満足する特性の固体撮像装置が得られた。この微量不
純物Ｐの効果は、As、Sbでも同様であった。Ｎの場合、
動作電圧が他の元素の場合よりも大きかった。
に配置し、装置内を２×１０-6Torr以下に排気した後、
Siウエーハー上のMoを形成した導電性基板５を２５０℃
に保持し、次いで装置内にArを4.5×１０-3Torr、H2を
５×１０-4Torr、１％のP2H6を含有するH2を５×１０-4
Torrの分圧割合になるように導入し、放電電力２００Ｗ
で厚さ0.2μｍのＰを含有する非晶質水素化シリコンの
光導電層６を形成した。その後上記P2H6を含有するH2の
導入のみを止め、他は同一にして放電電力２００Ｗで続
けて厚さ２μｍの非晶質水素化シリコンの光導電層７を
形成した。かくして導電性基板５との界面にＰを多く含
む光導電層６を設けた。このあと１mm平方の透明電極１
０００Åの厚さに形成する後に真空中で３００℃で２０
分間熱処理を行った。熱処理前の抵抗は５×１０12Ωcm
であるが、熱処理後は１×１０13Ωcmとなった。光電流
は透明電極に−５Ｖ印加すると熱処理前後とも４００〜
６００nmの可視光領域で量子効率0.98と高感度であっ
た。この光導電膜を積層型固体撮像素子としてＣＣＤ上
に形成すると暗電流、光感度、光応答、解像度ともに十
分満足する特性の固体撮像装置が得られた。この微量不
純物Ｐの効果は、As、Sbでも同様であった。Ｎの場合、
動作電圧が他の元素の場合よりも大きかった。
実施例２ 次に第４図に示すように、Al基板８を２５０℃に保持
し、装置内を２×１０-6Torr以下に排気した。次いで装
置内にArを４×１０-3Torr、P2H6５％を含むH2を１×１
０-3Torrになるように導入し、放電電力１００Ｗで第１
のSe含有非晶質水素化シリコンの光導電層９を0.2μｍ
の厚さで形成した。次にArを4.5×１０-3Torr、５０ｐ
ｐｍのP2H6を含むH2を0.5×１０-3Torrに変え、放電電
力３００Ｗにして第２のSe含有非晶質水素化シリコンの
光導電層10を６〜７μｍの厚さで形成した。光導電層10
のＰ／Siを原子吸光法で測定すると２×１０-3であっ
た。また光導電層９のＰ／Siの平均値は５×１０-5であ
った。
し、装置内を２×１０-6Torr以下に排気した。次いで装
置内にArを４×１０-3Torr、P2H6５％を含むH2を１×１
０-3Torrになるように導入し、放電電力１００Ｗで第１
のSe含有非晶質水素化シリコンの光導電層９を0.2μｍ
の厚さで形成した。次にArを4.5×１０-3Torr、５０ｐ
ｐｍのP2H6を含むH2を0.5×１０-3Torrに変え、放電電
力３００Ｗにして第２のSe含有非晶質水素化シリコンの
光導電層10を６〜７μｍの厚さで形成した。光導電層10
のＰ／Siを原子吸光法で測定すると２×１０-3であっ
た。また光導電層９のＰ／Siの平均値は５×１０-5であ
った。
赤外吸収による測定によると光導電層９の方が光導電層
10より水素含有量が大であることが確かめられている。
10より水素含有量が大であることが確かめられている。
かくして形成された全体としての非晶質水素化シリコン
の光導電層の断面方向のSi、Ｈ、Ｐの各元素の組成分布
をＳＩＭＳにより分析した。
の光導電層の断面方向のSi、Ｈ、Ｐの各元素の組成分布
をＳＩＭＳにより分析した。
導電性基板に隣接する非晶質水素化シリコンの光導電層
６、９でＰが多く、水素も多くなっている。そして光導
電層７、10においては表面に向ってＰ濃度および水素濃
度が減少している。この場合光導電層は禁止帯幅の大き
い正孔ブロッキング層となり、より高耐圧となる。
６、９でＰが多く、水素も多くなっている。そして光導
電層７、10においては表面に向ってＰ濃度および水素濃
度が減少している。この場合光導電層は禁止帯幅の大き
い正孔ブロッキング層となり、より高耐圧となる。
上記非晶質水素化シリコンの光導電層をコロトロンで帯
電させると−３５０Ｖに帯電し、暗中での半減衰時間は
１５秒であった。タングステンランプ３ルックスで照射
すると１秒以下で表面電位は０になった。
電させると−３５０Ｖに帯電し、暗中での半減衰時間は
１５秒であった。タングステンランプ３ルックスで照射
すると１秒以下で表面電位は０になった。
実施例３ 本実施例は実施例１、２で示したＰ濃度分布を有する非
晶質水素化シリコン層12、13の表面に電子ブロッキング
層14を設けた例で第５図に示す。
晶質水素化シリコン層12、13の表面に電子ブロッキング
層14を設けた例で第５図に示す。
実施例１、２で製造した光導電体の非晶質水素化シリコ
ン層12、13の上に、Al基板11の温度を１５０℃にし、装
置内にArを１×１０-3Torr、N2を２×１０-3Torrとなる
ように導入し、４００Ｗの放電電力で厚さ６００ÅのSi
Nxから成る電子ブロッキング層14を形成した。このSiNx
は、ＥＳＣＡの分析によると化学量論比のSiNx即ちSi3N
4と極めて近いものであった。
ン層12、13の上に、Al基板11の温度を１５０℃にし、装
置内にArを１×１０-3Torr、N2を２×１０-3Torrとなる
ように導入し、４００Ｗの放電電力で厚さ６００ÅのSi
Nxから成る電子ブロッキング層14を形成した。このSiNx
は、ＥＳＣＡの分析によると化学量論比のSiNx即ちSi3N
4と極めて近いものであった。
かくして作った光導電体の初期帯電電位は−４００Ｖ、
暗中での半減衰時間は３０秒であり、残留電位は−５Ｖ
となった。
暗中での半減衰時間は３０秒であり、残留電位は−５Ｖ
となった。
本実施例の場合、表面に電子ブロッキング層SiNx層を形
成したことにより、ｎ−ｉ−ｐ型ダイオードと同様にな
り逆バイアス時の抵抗が大きくなるため、帯電電位の上
昇、および半減衰時間の増加を生じたものと考えられ
る。
成したことにより、ｎ−ｉ−ｐ型ダイオードと同様にな
り逆バイアス時の抵抗が大きくなるため、帯電電位の上
昇、および半減衰時間の増加を生じたものと考えられ
る。
上記SiNx層の代りにｐ型非晶質水素化シリコン層、ある
いは非晶質SixC1-x層またはSiOx等の絶縁層を形成して
も同様の効果がある。
いは非晶質SixC1-x層またはSiOx等の絶縁層を形成して
も同様の効果がある。
実施例４ 実施例３に示したようにSiNx表面層をもつ電子写真感光
体を真空中２５０〜３５０℃で５〜１００分間熱処理を
行なった。初期帯電電位は−４８０Ｖに達した。また熱
処理によって光感度も劣化しない。
体を真空中２５０〜３５０℃で５〜１００分間熱処理を
行なった。初期帯電電位は−４８０Ｖに達した。また熱
処理によって光感度も劣化しない。
光導電体の膜構成で光導電層12が光導電層13同一のＨ濃
度及びＰ濃度をもつ、即ち均一な分布をもつ比較例
(1)、光導電層12が光導電層13よりＨ濃度のみが大き
く、Ｈ濃度は同一の比較例(2)、光導電層12が光導電層1
3よりＰ濃度のみが大きく、Ｈ濃度は同一の比較例(3)の
熱処理後の初期帯電電位を比較して表に示す。
度及びＰ濃度をもつ、即ち均一な分布をもつ比較例
(1)、光導電層12が光導電層13よりＨ濃度のみが大き
く、Ｈ濃度は同一の比較例(2)、光導電層12が光導電層1
3よりＰ濃度のみが大きく、Ｈ濃度は同一の比較例(3)の
熱処理後の初期帯電電位を比較して表に示す。
Ｐ濃度分布、Ｈ濃度分布があった方が初期帯電電位は増
加する。また、真空中で熱処理をしても比較例及び本発
明実施例の初期帯電電位は向上したが、相対的には本発
明の実施例、即ちＰ濃度、Ｈ濃度が同時に変化させる例
がはやり特性は良い。真空中熱処理の効果はSiCx、SiOx
等の他の表面層でも同様に特性の向上があった。
加する。また、真空中で熱処理をしても比較例及び本発
明実施例の初期帯電電位は向上したが、相対的には本発
明の実施例、即ちＰ濃度、Ｈ濃度が同時に変化させる例
がはやり特性は良い。真空中熱処理の効果はSiCx、SiOx
等の他の表面層でも同様に特性の向上があった。
実施例５ 実施例３で用いた熱処理前の試料を空気中で２５０〜４
００℃で５〜２００分熱処理を行なった。真空中熱処理
より初期帯電電位は低いが、本発明実施例の特性が良い
ことがわかる。
００℃で５〜２００分熱処理を行なった。真空中熱処理
より初期帯電電位は低いが、本発明実施例の特性が良い
ことがわかる。
実施例６ 実施例５で用いた熱処理前の試料を不活性ガス雰囲気、
水素雰囲気、窒素雰囲気中で２５０〜４００℃で５〜２
００分熱処理を行なったところ真空中熱処理とほぼ同様
に初期帯電電位が得られた。
水素雰囲気、窒素雰囲気中で２５０〜４００℃で５〜２
００分熱処理を行なったところ真空中熱処理とほぼ同様
に初期帯電電位が得られた。
実施例７ 本実施例は第１図の水素含有量が少ない非晶質水素化シ
リコンの光導電層に意図的にはＶａ族元素の不純物を導
入していない例を第６図に示す。
リコンの光導電層に意図的にはＶａ族元素の不純物を導
入していない例を第６図に示す。
鏡面研磨したステンレス鋼板15をＲＦマグネトロンスパ
ッタ装置内に配置し、装置内を１×１０-6Torr以下に排
気し、基板温度を２１０℃に上温する。次いで、装置内
にAr3.5×１０-3TorrP2H6３％を含むH2を1.5×１０-3To
rr導入し、放電電力８００Ｗで0.4μｍ、第１の非晶質
水素化シリコンの光導電層16を形成した。続いてAr 4.0
×１０-3Torr H2Seを含まないH2を1.0×１０-3Torr導入
し、放電電力８００Ｗで8.0μｍ、第２の非晶質水素化
シリコンの光導電層17を形成した。引きつづき、Arを１
×１０-3Torr、N2を３×１０-3Torr導入し、４００Ｗで
１０００ÅのSiNx層18を形成した。放電を停止し基板温
度を３００℃に上昇し３０分保持した。降温し、装置か
らこの光導電体を取り出し、その特性を測定したとこ
ろ、初期帯電電子−４５０Ｖもつ電子写真感光体が約２
時間で形成することができた。
ッタ装置内に配置し、装置内を１×１０-6Torr以下に排
気し、基板温度を２１０℃に上温する。次いで、装置内
にAr3.5×１０-3TorrP2H6３％を含むH2を1.5×１０-3To
rr導入し、放電電力８００Ｗで0.4μｍ、第１の非晶質
水素化シリコンの光導電層16を形成した。続いてAr 4.0
×１０-3Torr H2Seを含まないH2を1.0×１０-3Torr導入
し、放電電力８００Ｗで8.0μｍ、第２の非晶質水素化
シリコンの光導電層17を形成した。引きつづき、Arを１
×１０-3Torr、N2を３×１０-3Torr導入し、４００Ｗで
１０００ÅのSiNx層18を形成した。放電を停止し基板温
度を３００℃に上昇し３０分保持した。降温し、装置か
らこの光導電体を取り出し、その特性を測定したとこ
ろ、初期帯電電子−４５０Ｖもつ電子写真感光体が約２
時間で形成することができた。
実施例８ 実施例７は水素分圧を変化させて基板15付近の非晶質水
素化シリコンの光導電層16の水素濃度を内部の非晶質水
素化シリコンの光導電層17より大きくした例である。水
素分圧一定のまま放電電力を変化させることによっても
膜幅の水素濃度を変化させることができる。即ち水素分
圧一定の場合、放電電力が減少するにつれて非晶質水素
化シリコン中の水素濃度は増加するということを利用す
るものである。
素化シリコンの光導電層16の水素濃度を内部の非晶質水
素化シリコンの光導電層17より大きくした例である。水
素分圧一定のまま放電電力を変化させることによっても
膜幅の水素濃度を変化させることができる。即ち水素分
圧一定の場合、放電電力が減少するにつれて非晶質水素
化シリコン中の水素濃度は増加するということを利用す
るものである。
実施例６と同様に排気後、基板温度を２１０℃に保つ。
装置内にArを4.0×１０-3Torr P2H6３％を含むH2を1.0
×１０-3Torr導入、放電電力５５０Ｗで第１の非晶質水
素化シリコンの光導電16を0.4μｍ形成した。次に実施
例６と同様にAr圧力一定のまま、H2P2H6を含まないH2に
切替えH2を1.0×１０-3Torr導入し、放電電力を８００
Ｗとし第２の非晶質水素化シリコンの光導電層17を形成
し、SiNx層18の形成と熱処理は実施例６と同様である。
このようにして形成した電子写真感光体は、実施例６と
ほぼ同様の特性となった。
装置内にArを4.0×１０-3Torr P2H6３％を含むH2を1.0
×１０-3Torr導入、放電電力５５０Ｗで第１の非晶質水
素化シリコンの光導電16を0.4μｍ形成した。次に実施
例６と同様にAr圧力一定のまま、H2P2H6を含まないH2に
切替えH2を1.0×１０-3Torr導入し、放電電力を８００
Ｗとし第２の非晶質水素化シリコンの光導電層17を形成
し、SiNx層18の形成と熱処理は実施例６と同様である。
このようにして形成した電子写真感光体は、実施例６と
ほぼ同様の特性となった。
実施例９ 本実施例は第２に示す電子写真感光体の例を示し、第７
図にその断面図を示す。かつカルコゲン元素とアクセプ
ター性の不純物（硼素）を同時にカルコゲン元素含有量
の少ない層20中に導入した場合を示す。ドナー性の作用
をするカルコゲン元素とアクセプター性の不純物を同時
に導入すると非晶質水素化シリコン層はより真性の状態
となり、高抵抗となる、そして電子および正孔の移動を
容易になる。
図にその断面図を示す。かつカルコゲン元素とアクセプ
ター性の不純物（硼素）を同時にカルコゲン元素含有量
の少ない層20中に導入した場合を示す。ドナー性の作用
をするカルコゲン元素とアクセプター性の不純物を同時
に導入すると非晶質水素化シリコン層はより真性の状態
となり、高抵抗となる、そして電子および正孔の移動を
容易になる。
マグネトロンスパッタ装置内を真空排気後、鏡面研磨し
たステンレス基板19を２００℃に保持し、Arを4.0×１
０-3Torr、５０ｐｐｍのP2H6を含むH2を５×１０-4Torr
装置内に導入し、更にB2H6を５０ｐｐｍ含むH2を５×１
０-4Torr導入して全圧力を５×１０-3Torrとした。Si単
結晶をターゲットとして放電電力４００Ｗで厚さ２０μ
ｍの非晶質水素化シリコン光導電層20を形成した。
たステンレス基板19を２００℃に保持し、Arを4.0×１
０-3Torr、５０ｐｐｍのP2H6を含むH2を５×１０-4Torr
装置内に導入し、更にB2H6を５０ｐｐｍ含むH2を５×１
０-4Torr導入して全圧力を５×１０-3Torrとした。Si単
結晶をターゲットとして放電電力４００Ｗで厚さ２０μ
ｍの非晶質水素化シリコン光導電層20を形成した。
次にB2H6を含むH2の導入を停止し、１％のP2H6を含むく
H2を２×１０-3Torrとし、全圧力５×１０-3Torrで非晶
質水素化シリコンの光導電層21を厚さ１μｍに形成し
た。この光導電層21は表面のＰ、Ｈの濃度が内部より大
となり、内部の非晶質水素化シリコンの光導電層20には
ＰおよびＢを同時に含有しているため、正負両方に帯電
可能な電子写真感光体を形成した。
H2を２×１０-3Torrとし、全圧力５×１０-3Torrで非晶
質水素化シリコンの光導電層21を厚さ１μｍに形成し
た。この光導電層21は表面のＰ、Ｈの濃度が内部より大
となり、内部の非晶質水素化シリコンの光導電層20には
ＰおよびＢを同時に含有しているため、正負両方に帯電
可能な電子写真感光体を形成した。
以上説明した実施例では非晶質水素化シリコンからなる
例を示したが、これは非晶質水素化シリコンを主成分と
した層、例えばGe、Sn、Ｃ等を含有する層も使用できる。
例を示したが、これは非晶質水素化シリコンを主成分と
した層、例えばGe、Sn、Ｃ等を含有する層も使用できる。
なお本発明による光導電体はプラズマＣＶＤ法およびイ
オンプレーティング法で製造することもでき、同様に耐
圧の上昇が得られる。しかしながら反応性スパッタ法を
使用すると上記他の二方法を比し、高耐圧の光導電体が
得られるので有利である。
オンプレーティング法で製造することもでき、同様に耐
圧の上昇が得られる。しかしながら反応性スパッタ法を
使用すると上記他の二方法を比し、高耐圧の光導電体が
得られるので有利である。
一般に光導電体の耐圧が高くなれば同一の表面電位を得
るのに必要な層の厚さを薄くすることができ、このため
製造時間の短縮を計ることができる利点を有する。また
反応性スパッタ法で形成した層は硬度が大であり基板へ
の付着も強力であり、このため寿命の長い電子写真感光
体が得られる。
るのに必要な層の厚さを薄くすることができ、このため
製造時間の短縮を計ることができる利点を有する。また
反応性スパッタ法で形成した層は硬度が大であり基板へ
の付着も強力であり、このため寿命の長い電子写真感光
体が得られる。
発明の効果 以上説明した如く、本発明では非晶質水素化シリコンを
主成分とする光導電体において、周期律表Ｖａ族元素及
び水素をその断面において濃度分布に変化をもたせて導
入することにより、耐圧および光感度の優れた光導電体
を提供する。また本発明の光導電体を電子写真感光体と
して使用するとき単位膜厚当りの帯電能が高く、また同
一の表面電位を得るのに必要な膜厚を減少させることも
できる。
主成分とする光導電体において、周期律表Ｖａ族元素及
び水素をその断面において濃度分布に変化をもたせて導
入することにより、耐圧および光感度の優れた光導電体
を提供する。また本発明の光導電体を電子写真感光体と
して使用するとき単位膜厚当りの帯電能が高く、また同
一の表面電位を得るのに必要な膜厚を減少させることも
できる。
第１図、第２図は本発明の光導電体の断面略図、第３図
は本発明の実施例１を示す断面図、第４図は実施例２を
示す断面図、第５図は実施例３、４、５、６を示す断面
図、第６図は実施例７、８を示す断面図、第７図は実施
例９を示す断面図である。 １、５、８、１１、１５、１９……導電性基板 ２……非晶質水素化シリコンの光導電層 ３、６、９、12、16、21……Ｖａ族元素及び水素含有量
の多い非晶質水素化シリコン層 ４、７、10、13、17、20……Ｖａ族元素又は元素及び水
素含有量の少ない非晶質水素化シリコン層 １４、１８……電子ブロッキング層
は本発明の実施例１を示す断面図、第４図は実施例２を
示す断面図、第５図は実施例３、４、５、６を示す断面
図、第６図は実施例７、８を示す断面図、第７図は実施
例９を示す断面図である。 １、５、８、１１、１５、１９……導電性基板 ２……非晶質水素化シリコンの光導電層 ３、６、９、12、16、21……Ｖａ族元素及び水素含有量
の多い非晶質水素化シリコン層 ４、７、10、13、17、20……Ｖａ族元素又は元素及び水
素含有量の少ない非晶質水素化シリコン層 １４、１８……電子ブロッキング層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−105745（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−115442（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−65142（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−153946（ＪＰ，Ｕ)
Claims (5)
- 【請求項１】導電性基板上に、周期律表Ｖａ族元素を含
む非晶質水素化シリコンからなる光導電層を設けた光導
電体において、上記光導電層中の上記Ｖａ元素族及び水
素の含有量を上記光導電層の断面において導電性基板と
の界面付近または上記光導電体の表面付近において、そ
の他の部分におけるよりも大としたことを特徴とする光
導電体。 - 【請求項２】Ｖａ族元素及び水素の含有量の少ない他の
部分に周期律表IIｂ族元素又はIIIａ族元素を添加した
特許請求の範囲第１項記載の光導電体。 - 【請求項３】導電性基板上に周期律表Ｖａ族元素を含む
非晶質水素化シリコンからなる光導電層を設けた光導電
体において、前記導電性基板界面（または光導電体表
面）から光導電体表面（または導電性基板界面）にむか
って、Ｖａ族元素および水素の含有量の多い非晶質水素
化シリコン、Ｖａ族元素および水素の含有量の少ない非
晶質水素化シリコン、電子ブロッキング層を設けたこと
を特徴とする光導電体。 - 【請求項４】電子のブロッキング層が絶縁層であること
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の光導電体。 - 【請求項５】電子のブロッキング層が酸化シリコン、窒
化シリコン、炭化シリコンのいずれかであることを特徴
とする特許請求の範囲第３項記載の光導電体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60042498A JPH0652428B2 (ja) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | 光導電体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60042498A JPH0652428B2 (ja) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | 光導電体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61201257A JPS61201257A (ja) | 1986-09-05 |
| JPH0652428B2 true JPH0652428B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=12637726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60042498A Expired - Fee Related JPH0652428B2 (ja) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | 光導電体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652428B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2565314B2 (ja) * | 1986-09-26 | 1996-12-18 | 京セラ株式会社 | 電子写真感光体 |
| JPH0412804Y2 (ja) * | 1986-12-23 | 1992-03-26 | ||
| JPH0412805Y2 (ja) * | 1986-12-23 | 1992-03-26 | ||
| JPH0421859A (ja) * | 1990-05-16 | 1992-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子写真感光体 |
| CN101292366A (zh) * | 2005-10-20 | 2008-10-22 | 加利福尼亚大学董事会 | 由溶液加工制得的纳米晶体太阳能电池 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55154726A (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-02 | Shunpei Yamazaki | Manufacture of semiconductor device |
| JPS5665142A (en) * | 1979-11-01 | 1981-06-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | Manufacture of electrophotographic receptor |
| JPS56153946U (ja) * | 1980-04-16 | 1981-11-17 | ||
| JPS57105745A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-01 | Canon Inc | Photoconductive member |
| JPS58115442A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-09 | Canon Inc | 光導電部材 |
| JPS58136037A (ja) * | 1982-02-08 | 1983-08-12 | Hitachi Ltd | 電子写真感光体 |
| JPS58182642A (ja) * | 1982-04-20 | 1983-10-25 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | 電子写真用感光体 |
| JPS5945445A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-14 | Toshiba Corp | 電子写真感光体 |
-
1985
- 1985-03-04 JP JP60042498A patent/JPH0652428B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61201257A (ja) | 1986-09-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |