JPH0715586B2 - 光導電体 - Google Patents
光導電体Info
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- JPH0715586B2 JPH0715586B2 JP60237730A JP23773085A JPH0715586B2 JP H0715586 B2 JPH0715586 B2 JP H0715586B2 JP 60237730 A JP60237730 A JP 60237730A JP 23773085 A JP23773085 A JP 23773085A JP H0715586 B2 JPH0715586 B2 JP H0715586B2
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- atom
- germanium
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- G03G5/00—Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
- G03G5/082—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
- G03G5/08285—Carbon-based
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、シリコン原子および、またはゲルマニウム原
子を主成分とする非晶質材料と周期表第III族原子を含
有する炭化ゲルマニウムから構成される光導電体に関す
るものである。
子を主成分とする非晶質材料と周期表第III族原子を含
有する炭化ゲルマニウムから構成される光導電体に関す
るものである。
（従来の技術） 従来、非晶質水素化シリコン、および非晶質水素化シリ
コンゲルマニウムは、光導電性、耐熱性に優れ、しかも
無公害であることから撮像デバイス、および電子写真感
光体への開発研究が活発である。
コンゲルマニウムは、光導電性、耐熱性に優れ、しかも
無公害であることから撮像デバイス、および電子写真感
光体への開発研究が活発である。
第５図は従来例による光導電体の断面図である。同図に
おいて、Al基板31上に光導電層へ電子の注入を阻止する
電子のブロッキング層32としてアルミナ（以下Al2O3と
略記する）や酸化シリコン（以下SiOxと略記する）等の
酸化物、あるいはポリカーボネートのような有機高分
子、あるいは窒化シリコン（以下SiNxと略記する）を形
成し、次いで非晶質シリコンや非晶質シリコンゲルマニ
ウムなどの光導電層33を形成し、さらにその上にスパッ
タリング法により透明電極34を形成したものである。
（参考文献：特開昭56-24356号公報、特開昭57-58161号
公報） （発明が解決しようとする問題点） 電子のブロッキング層を従来のSiOx、Al2O3、SiNxまた
は有機高分子などで構成すると、光導電層中の正孔に対
して障壁を形成し、動作電圧の低減（撮像デバイスや電
子写真感光体においては残像および残留電位の低減）化
に問題を生じていた。
おいて、Al基板31上に光導電層へ電子の注入を阻止する
電子のブロッキング層32としてアルミナ（以下Al2O3と
略記する）や酸化シリコン（以下SiOxと略記する）等の
酸化物、あるいはポリカーボネートのような有機高分
子、あるいは窒化シリコン（以下SiNxと略記する）を形
成し、次いで非晶質シリコンや非晶質シリコンゲルマニ
ウムなどの光導電層33を形成し、さらにその上にスパッ
タリング法により透明電極34を形成したものである。
（参考文献：特開昭56-24356号公報、特開昭57-58161号
公報） （発明が解決しようとする問題点） 電子のブロッキング層を従来のSiOx、Al2O3、SiNxまた
は有機高分子などで構成すると、光導電層中の正孔に対
して障壁を形成し、動作電圧の低減（撮像デバイスや電
子写真感光体においては残像および残留電位の低減）化
に問題を生じていた。
本発明の目的は、従来の欠点を解消し、周期表第III族
原子を含有する炭化ゲルマニウム（以下GeCxと略記す
る）を主成分とする膜をブロッキング層とし、低暗電流
および低動作電圧を実現するとともに、入射光の吸収お
よび反射による損失のない光導電体を提供することであ
る。
原子を含有する炭化ゲルマニウム（以下GeCxと略記す
る）を主成分とする膜をブロッキング層とし、低暗電流
および低動作電圧を実現するとともに、入射光の吸収お
よび反射による損失のない光導電体を提供することであ
る。
（問題点を解決するための手段） 本発明の光導電体は、導電性基板上に少なくとも水素原
子またはハロゲン原子を含有する非晶質シリコンを主成
分とする膜、および非晶質シリコンゲルマニウムを主成
分とする膜、および非晶質ゲルマニウムを主成分とする
膜のうち何れか１つ、あるいはそれらの組合せからなる
第１の層を形成し、さらに該第１の層上に周期表第III
族の原子を含有する炭化ゲルマニウムを主成分とする第
２の層を少なくとも形成するものである。
子またはハロゲン原子を含有する非晶質シリコンを主成
分とする膜、および非晶質シリコンゲルマニウムを主成
分とする膜、および非晶質ゲルマニウムを主成分とする
膜のうち何れか１つ、あるいはそれらの組合せからなる
第１の層を形成し、さらに該第１の層上に周期表第III
族の原子を含有する炭化ゲルマニウムを主成分とする第
２の層を少なくとも形成するものである。
また、第１の層が、酸素原子、窒素原子、炭素原子のう
ち、何れか１つまたはそれらの組合せを含有するもので
ある。さらに、第１の層がホウ素原子および燐原子のう
ち少なくとも１種類を含有するものである。
ち、何れか１つまたはそれらの組合せを含有するもので
ある。さらに、第１の層がホウ素原子および燐原子のう
ち少なくとも１種類を含有するものである。
また、第２の層である周期表第III族原子を含有する炭
化ゲルマニウムが酸素原子または窒素原子の何れか１つ
または両方を含有するものである。さらに、導電性基板
と第１の層の間に、炭化シリコンあるいは窒化ゲルマニ
ウムあるいは窒化シリコンあるいは酸化シリコンを形成
するものである。さらに導電性基板と第１の層の間に、
燐原子を含有し、かつ少なくとも水素原子またはハロゲ
ン原子を含有する非晶質シリコン、非晶質シリコンゲル
マニウムおよび非晶質ゲルマニウムのうち何れか１つを
形成するものである。
化ゲルマニウムが酸素原子または窒素原子の何れか１つ
または両方を含有するものである。さらに、導電性基板
と第１の層の間に、炭化シリコンあるいは窒化ゲルマニ
ウムあるいは窒化シリコンあるいは酸化シリコンを形成
するものである。さらに導電性基板と第１の層の間に、
燐原子を含有し、かつ少なくとも水素原子またはハロゲ
ン原子を含有する非晶質シリコン、非晶質シリコンゲル
マニウムおよび非晶質ゲルマニウムのうち何れか１つを
形成するものである。
（作用） GeCxはｎ型伝導を示すが、周期表第III族原子を含有さ
せるとｐ型伝導を示す。したがって、周期表第III族原
子を含有するGeCxは、光導電層である非晶質シリコンへ
外部から電子が注入されるのを阻止し、しかも非晶質シ
リコン中の正孔に対して障壁を形成しないため、暗電流
が減少し、動作電圧が低下する。また、光導電層が禁止
帯幅の狭い非晶質シリコンゲルマニウムまたは非晶質ゲ
ルマニウムで構成されている場合においても、GeCx炭素
の組成比率ｘを減少させることにより、GeCxの禁止帯幅
を減少させることが容易であることから、周期表第III
族原子を含有するGeCxは、禁止帯幅の狭い光導電層に対
しても電子のブロッキング層として有効に働き、光導電
層が非晶質シリコンの場合と同様な効果を得ることが可
能である。さらに、ｘが大きい非晶質GeCx膜は可視光に
対して透明になるとともに、屈折率も光導電層より小さ
くなるため、GeCx層側より光を照射する場合において、
入射光の吸収ロスおよび反射ロスの大幅な低減が可能に
なる。また、本発明の光導電体を電子写真感光体として
使用する場合には、非晶質GeCxは水に対する表面張力が
大きいため、高湿度雰囲気中でも結露しにくく、画像流
れやボケを抑制できる。
せるとｐ型伝導を示す。したがって、周期表第III族原
子を含有するGeCxは、光導電層である非晶質シリコンへ
外部から電子が注入されるのを阻止し、しかも非晶質シ
リコン中の正孔に対して障壁を形成しないため、暗電流
が減少し、動作電圧が低下する。また、光導電層が禁止
帯幅の狭い非晶質シリコンゲルマニウムまたは非晶質ゲ
ルマニウムで構成されている場合においても、GeCx炭素
の組成比率ｘを減少させることにより、GeCxの禁止帯幅
を減少させることが容易であることから、周期表第III
族原子を含有するGeCxは、禁止帯幅の狭い光導電層に対
しても電子のブロッキング層として有効に働き、光導電
層が非晶質シリコンの場合と同様な効果を得ることが可
能である。さらに、ｘが大きい非晶質GeCx膜は可視光に
対して透明になるとともに、屈折率も光導電層より小さ
くなるため、GeCx層側より光を照射する場合において、
入射光の吸収ロスおよび反射ロスの大幅な低減が可能に
なる。また、本発明の光導電体を電子写真感光体として
使用する場合には、非晶質GeCxは水に対する表面張力が
大きいため、高湿度雰囲気中でも結露しにくく、画像流
れやボケを抑制できる。
（実施例） 本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づいて説明
する。
する。
本発明に使用されるGeCxの作製には、GeH4,Ge2H6,Ge
3H8,GeF4,GeHF3,GeH2F2,GeH3F,GeCl4,GeHCl3,GeH2Cl2,G
eH3Cl,GeF2,GeCl2などのGe原子の原料ガスおよびCH4,C2
H6,C3H8,C4H10,C2H4,C3H6,C4H8,C2H2,C3H4,C4H6などの
Ｃ原子の原料ガスを用いたプラズマCVD法と、ターゲッ
トをGeまたはGeCとし、Ar,H2,CH4,C2H4,C2H2中での反応
性スパッタリング法が使用される。
3H8,GeF4,GeHF3,GeH2F2,GeH3F,GeCl4,GeHCl3,GeH2Cl2,G
eH3Cl,GeF2,GeCl2などのGe原子の原料ガスおよびCH4,C2
H6,C3H8,C4H10,C2H4,C3H6,C4H8,C2H2,C3H4,C4H6などの
Ｃ原子の原料ガスを用いたプラズマCVD法と、ターゲッ
トをGeまたはGeCとし、Ar,H2,CH4,C2H4,C2H2中での反応
性スパッタリング法が使用される。
GeCx中に含有させる周期表第III族原子はホウ素
（Ｂ），アルミニウム（Al），ガリウム（Ga），インジ
ウム（In）が好ましく、中でもＢとAlが最適である。こ
れらの原子をGeCx中に含有させるには、B2H6,BF3,BCl3,
BBr3,(CH3)3Al,(C2H5)3Al,(i-C4H9)3Al,AlCl3,(CH3)3G
a,(C2H5)3Ga,(CH3)3In,(C2H5)3Inなどのガスをプラズマ
CVD法においては、上記のGe原子の原料ガスまたはＣ原
子の原料ガスに混合する。また反応性スパッタリング法
においては、上記のAr,H2,CH4,C2H4,C2H2中に混合すれ
ばよい。また、光導電層の非晶質シリコン（以下膜中に
含有する原子の種類に応じて、a-Si:H,a-Si:H:X,a-Si:X
（Ｘ＝ハロゲン原子）と略記する）は、SiH4,Si2H6,Si3
H8,SiF4,SiHF3,SiH2F2,SiH3F,SiCl4,SiHCl3,SiH2Cl2,Si
H3ClなどのSi原子の原料ガスあるいはこれらのガスをA
r、He、H2などで希釈したガスを用いたプラズマCVD法、
またはSiをターゲットとし、ArとH2の混合ガス中、また
はArとSiF4の混合ガス中での反応性スパッタリング法や
蒸着法で形成できる。非晶質ゲルマニウム（以下膜中に
含有する原子の種類に応じて、a-Ge:H,a-Ge:H:X,a-Ge:X
（Ｘ＝ハロゲン原子）と略記する）は、上記のGe原子の
原料ガスあるいはこれらのガスをAr、He、H2などで希釈
したガスを用いたプラズマCVD法、またはGeをターゲッ
トとしたArとH2の混合ガス中またはArとGeX4またはGeH
4-nX4（但し、Ｘ＝ＦまたはCl,n＝1,2,3）の混合ガス中
での反応性スパッタ法や蒸着法で形成され、非晶質シリ
コンゲルマニウム（以下膜中に含有する原子の種類に応
じて、a-Si1-xGex:H,a-Si1-xGex:H:Xまたはa-Si1-xGex:
X（Ｘ＝ハロゲン原子）と略記する）も同様に、上記のG
e原子の原料ガスとSi原子の原料ガスの混合ガスあるい
はこの混合ガスをAr,He,H2などのガスで希釈したガスを
用いたプラズマCVD法、またはSiとGeの混合されたター
ゲットあるいはSiとGeの２枚のターゲットを用いたArお
よびH2の混合ガスまたはArおよびSiX4またはSiH4-nX
n（但し、Ｘ＝ハロゲン原子、ｎ＝1,2,3）および、また
はGeX4またはGeH4-nXn（但し、Ｘ＝ＦまたはCl、ｎ＝1,
2,3）の混合ガス中での反応性スパッタリング法や蒸着
法で形成される。
（Ｂ），アルミニウム（Al），ガリウム（Ga），インジ
ウム（In）が好ましく、中でもＢとAlが最適である。こ
れらの原子をGeCx中に含有させるには、B2H6,BF3,BCl3,
BBr3,(CH3)3Al,(C2H5)3Al,(i-C4H9)3Al,AlCl3,(CH3)3G
a,(C2H5)3Ga,(CH3)3In,(C2H5)3Inなどのガスをプラズマ
CVD法においては、上記のGe原子の原料ガスまたはＣ原
子の原料ガスに混合する。また反応性スパッタリング法
においては、上記のAr,H2,CH4,C2H4,C2H2中に混合すれ
ばよい。また、光導電層の非晶質シリコン（以下膜中に
含有する原子の種類に応じて、a-Si:H,a-Si:H:X,a-Si:X
（Ｘ＝ハロゲン原子）と略記する）は、SiH4,Si2H6,Si3
H8,SiF4,SiHF3,SiH2F2,SiH3F,SiCl4,SiHCl3,SiH2Cl2,Si
H3ClなどのSi原子の原料ガスあるいはこれらのガスをA
r、He、H2などで希釈したガスを用いたプラズマCVD法、
またはSiをターゲットとし、ArとH2の混合ガス中、また
はArとSiF4の混合ガス中での反応性スパッタリング法や
蒸着法で形成できる。非晶質ゲルマニウム（以下膜中に
含有する原子の種類に応じて、a-Ge:H,a-Ge:H:X,a-Ge:X
（Ｘ＝ハロゲン原子）と略記する）は、上記のGe原子の
原料ガスあるいはこれらのガスをAr、He、H2などで希釈
したガスを用いたプラズマCVD法、またはGeをターゲッ
トとしたArとH2の混合ガス中またはArとGeX4またはGeH
4-nX4（但し、Ｘ＝ＦまたはCl,n＝1,2,3）の混合ガス中
での反応性スパッタ法や蒸着法で形成され、非晶質シリ
コンゲルマニウム（以下膜中に含有する原子の種類に応
じて、a-Si1-xGex:H,a-Si1-xGex:H:Xまたはa-Si1-xGex:
X（Ｘ＝ハロゲン原子）と略記する）も同様に、上記のG
e原子の原料ガスとSi原子の原料ガスの混合ガスあるい
はこの混合ガスをAr,He,H2などのガスで希釈したガスを
用いたプラズマCVD法、またはSiとGeの混合されたター
ゲットあるいはSiとGeの２枚のターゲットを用いたArお
よびH2の混合ガスまたはArおよびSiX4またはSiH4-nX
n（但し、Ｘ＝ハロゲン原子、ｎ＝1,2,3）および、また
はGeX4またはGeH4-nXn（但し、Ｘ＝ＦまたはCl、ｎ＝1,
2,3）の混合ガス中での反応性スパッタリング法や蒸着
法で形成される。
実施例１から実施例３まではプラズマCVD法を用いた例
について、実施例４では反応性スパッタリング法を用い
た例について説明する。
について、実施例４では反応性スパッタリング法を用い
た例について説明する。
実施例１ 第１図において、ガラス基板を容量結合方式プラズマCV
D装置内に配置し、反応容器内を５×10-6Torr以下に排
気したのち、ITO透明電極４を形成したガラス基板150な
いし250℃に加熱する。SiH4:100sccm、水素で希釈した4
0ppm濃度のB2H6:2ないし4sccmを反応容器内に導入し、
反応容器内の圧力を0.2ないし1.0Torrに調整した後、1
3.56MHzの高周波電力150ないし400Wでホウ素添加したｉ
型a-Si:H層３をITO透明電極４上に８μｍ形成し、次にG
eF4:1ないし5sccm、C2H4:5ないし10sccm、Heで希釈した
濃度１％のB2H6:0.5ないし20sccmを導入し、圧力0.2な
いし1.0Torr、高周波電力50ないし200Wでホウ素添加し
たGeCx層２を0.2μｍ積層する。さらに、スパッタ法ま
たは真空蒸着法によりAl電極１を形成する。
D装置内に配置し、反応容器内を５×10-6Torr以下に排
気したのち、ITO透明電極４を形成したガラス基板150な
いし250℃に加熱する。SiH4:100sccm、水素で希釈した4
0ppm濃度のB2H6:2ないし4sccmを反応容器内に導入し、
反応容器内の圧力を0.2ないし1.0Torrに調整した後、1
3.56MHzの高周波電力150ないし400Wでホウ素添加したｉ
型a-Si:H層３をITO透明電極４上に８μｍ形成し、次にG
eF4:1ないし5sccm、C2H4:5ないし10sccm、Heで希釈した
濃度１％のB2H6:0.5ないし20sccmを導入し、圧力0.2な
いし1.0Torr、高周波電力50ないし200Wでホウ素添加し
たGeCx層２を0.2μｍ積層する。さらに、スパッタ法ま
たは真空蒸着法によりAl電極１を形成する。
上部のAl電極１が負、下部のITO透明電極４が正となる
ように電圧を印加した場合の暗電流および波長435nmの
光に対する光電流の電圧依存性を第２図に示す。比較の
ため従来例として第５図に示すように、第１図のホウ素
添加したGeCx層２のかわりに、プラズマCVD法によりSiH
4:2ないし10sccm、NH3:50ないし100sccm、ガス圧力0.2
ないし1.0Torr、放電電力100ないし400Wで作製したSiNx
層0.2μｍをブロッキング層32として用いた構造での電
圧−電流特性を第２図に示す。同図から明らかなよう
に、本発明の実施例は低動作電圧で、しかも低暗電流で
ある。
ように電圧を印加した場合の暗電流および波長435nmの
光に対する光電流の電圧依存性を第２図に示す。比較の
ため従来例として第５図に示すように、第１図のホウ素
添加したGeCx層２のかわりに、プラズマCVD法によりSiH
4:2ないし10sccm、NH3:50ないし100sccm、ガス圧力0.2
ないし1.0Torr、放電電力100ないし400Wで作製したSiNx
層0.2μｍをブロッキング層32として用いた構造での電
圧−電流特性を第２図に示す。同図から明らかなよう
に、本発明の実施例は低動作電圧で、しかも低暗電流で
ある。
SiNx層（ブロッキング層）32はホウ素添加したGeCx層２
と同様に電子のブロッキング層として働いているが、ホ
ウ素添加したｉ型a-Si:H層３中の正孔に対して障壁を形
成しており、障壁を形成しないホウ素添加したGeCx層２
に比較して動作電圧が高くなっている。
と同様に電子のブロッキング層として働いているが、ホ
ウ素添加したｉ型a-Si:H層３中の正孔に対して障壁を形
成しており、障壁を形成しないホウ素添加したGeCx層２
に比較して動作電圧が高くなっている。
また、第１図の光導電体を電子写真感光体（第１図でAl
電極１および外部回路を除去した状態）として負帯電で
使用した場合、飽和表面電位500V、残留電位5V以下であ
った。本発明の実施例は、電荷受容度が大きく残留電位
の小さい電子写真感光体を提供する。またホウ素添加し
たa-Si:H層３のかわりに、a-Si1-xGex:H、a-Si1-xGex:
H:X、a-Si1-xGex:X（Ｘ＝ハロゲン原子）またはａ−Ge:
H、ａ−Ge:H:X、ａ−Ge:X（Ｘ＝ハロゲン原子）にホウ
素添加した膜の単層あるいは禁止帯幅の大きい材料と小
さい材料との組合せ（たとえばGeCx層２側からａ−Ge:H
とａ−Si:H,a-Si1-xGex:Hとa-Si:Hまたはａ−Ge:Hとa-S
i1-xGex:Hを積層した組合せがあげられる。さらにハロ
ゲン原子Ｘを含有する場合も同様な組合せが可能であ
る）を使用しても、ホウ素添加したGeCx層２は、上記と
同様な効果をもたらす。
電極１および外部回路を除去した状態）として負帯電で
使用した場合、飽和表面電位500V、残留電位5V以下であ
った。本発明の実施例は、電荷受容度が大きく残留電位
の小さい電子写真感光体を提供する。またホウ素添加し
たa-Si:H層３のかわりに、a-Si1-xGex:H、a-Si1-xGex:
H:X、a-Si1-xGex:X（Ｘ＝ハロゲン原子）またはａ−Ge:
H、ａ−Ge:H:X、ａ−Ge:X（Ｘ＝ハロゲン原子）にホウ
素添加した膜の単層あるいは禁止帯幅の大きい材料と小
さい材料との組合せ（たとえばGeCx層２側からａ−Ge:H
とａ−Si:H,a-Si1-xGex:Hとa-Si:Hまたはａ−Ge:Hとa-S
i1-xGex:Hを積層した組合せがあげられる。さらにハロ
ゲン原子Ｘを含有する場合も同様な組合せが可能であ
る）を使用しても、ホウ素添加したGeCx層２は、上記と
同様な効果をもたらす。
実施例２ 第３図において、鏡面研磨したAlドラム10を容量結合方
式プラズマCVD装置内に配置し、反応容器内を５×10-6T
orr以下に排気したのち、Alドラム10を150ないし250℃
に加熱する。SiH4:100ないし200sccm、水素希釈した20p
pm濃度のPH3:0.5ないし2sccm、圧力:0.2ないし1.0Tor
r、高周波電力150ないし400Wの作製条件で燐添加したa-
Si:H層13を10ないし15μｍ形成し、次にGeF4:2ないし10
sccm、SiH4:100ないし200sccm、水素希釈した40ppm濃度
のB2H6:2ないし4sccm導入し、圧力0.2ないし1.0Torr、
高周波電力150ないし400Wでホウ素添加したa-Si1-xGex:
H:F層12を２ないし４μｍ形成し、続いて、GeH4:10ない
し50sccm、Heで希釈した１％濃度のB2H6:50ないし100sc
cm導入し、圧力0.2ないし1.0Torr、高周波電力100ない
し500Wでホウ素添加したGeCx層11を0.2ないし１μｍ形
成する。さらにSiH4:50ないし100sccm、CH4:20ないし80
sccm、圧力0.2ないし1.0Torr、高周波電力150ないし300
Wで炭化シリコン（以下SiCxと略記する）層14を1000な
いし2000Å形成して電子写真感光体を得る。
式プラズマCVD装置内に配置し、反応容器内を５×10-6T
orr以下に排気したのち、Alドラム10を150ないし250℃
に加熱する。SiH4:100ないし200sccm、水素希釈した20p
pm濃度のPH3:0.5ないし2sccm、圧力:0.2ないし1.0Tor
r、高周波電力150ないし400Wの作製条件で燐添加したa-
Si:H層13を10ないし15μｍ形成し、次にGeF4:2ないし10
sccm、SiH4:100ないし200sccm、水素希釈した40ppm濃度
のB2H6:2ないし4sccm導入し、圧力0.2ないし1.0Torr、
高周波電力150ないし400Wでホウ素添加したa-Si1-xGex:
H:F層12を２ないし４μｍ形成し、続いて、GeH4:10ない
し50sccm、Heで希釈した１％濃度のB2H6:50ないし100sc
cm導入し、圧力0.2ないし1.0Torr、高周波電力100ない
し500Wでホウ素添加したGeCx層11を0.2ないし１μｍ形
成する。さらにSiH4:50ないし100sccm、CH4:20ないし80
sccm、圧力0.2ないし1.0Torr、高周波電力150ないし300
Wで炭化シリコン（以下SiCxと略記する）層14を1000な
いし2000Å形成して電子写真感光体を得る。
この電子写真感光体の負帯電における分光感度は400な
いし800nmの広範囲にわたって高感度であり、ホウ素添
加したa-Si1-xGex:H:F層12を長波長の光に対する光導電
層として燐添加したa-Si:H層13に付加したことにより、
近赤外線領域の光感度の向上を確認できた。この電子写
真感光体を波長800nmの半導体レーザを光源とするレー
ザビームプリンタに実装し、鮮明な印字を確認できた。
この場合のホウ素添加したGeCx層11は、炭素の組成比ｘ
を大きくして禁止帯幅を広げており、電子のブロッキン
グ層だけでなく、露光のための光が吸収されないような
窓層としての役割を果たしている。さらに電子写真感光
体の安定化および高抵抗化を図るため、ホウ素添加した
a-Si1-xGex:H:F層12および、または燐添加したa-Si:H層
13に炭素原子、酸素原子あるいは窒素原子を添加しても
よく、また、燐添加したa-Si:H層13とAlドラム10と接着
を良くするために、酸素原子または窒素原子および燐原
子を添加したa-Si:Hを燐添加したa-Si:H層13とAlドラム
10の間に形成してもよい。またこの場合、表面保護層と
してSiCx層14を使用したが、SiCxのかわりにSiOx、SiN
x、GeNxまたはGeCxを用いてもよい。また光導電層のホ
ウ素添加したa-Si1-xGex:H:F層12と燐添加したa-Si:H層
13のかわりに、ホウ素添加したa-Ge:Hと燐添加したa-Si
1-xGex:Hの積層、あるいはホウ素添加したa-Ge:Hと燐添
加したa-Si:Hの積層を使用しても、ホウ素添加したGeCx
層11は電子のブロッキング層として有効に働く。
いし800nmの広範囲にわたって高感度であり、ホウ素添
加したa-Si1-xGex:H:F層12を長波長の光に対する光導電
層として燐添加したa-Si:H層13に付加したことにより、
近赤外線領域の光感度の向上を確認できた。この電子写
真感光体を波長800nmの半導体レーザを光源とするレー
ザビームプリンタに実装し、鮮明な印字を確認できた。
この場合のホウ素添加したGeCx層11は、炭素の組成比ｘ
を大きくして禁止帯幅を広げており、電子のブロッキン
グ層だけでなく、露光のための光が吸収されないような
窓層としての役割を果たしている。さらに電子写真感光
体の安定化および高抵抗化を図るため、ホウ素添加した
a-Si1-xGex:H:F層12および、または燐添加したa-Si:H層
13に炭素原子、酸素原子あるいは窒素原子を添加しても
よく、また、燐添加したa-Si:H層13とAlドラム10と接着
を良くするために、酸素原子または窒素原子および燐原
子を添加したa-Si:Hを燐添加したa-Si:H層13とAlドラム
10の間に形成してもよい。またこの場合、表面保護層と
してSiCx層14を使用したが、SiCxのかわりにSiOx、SiN
x、GeNxまたはGeCxを用いてもよい。また光導電層のホ
ウ素添加したa-Si1-xGex:H:F層12と燐添加したa-Si:H層
13のかわりに、ホウ素添加したa-Ge:Hと燐添加したa-Si
1-xGex:Hの積層、あるいはホウ素添加したa-Ge:Hと燐添
加したa-Si:Hの積層を使用しても、ホウ素添加したGeCx
層11は電子のブロッキング層として有効に働く。
実施例３ 実施例２と同様にプラズマCVD法により、150ないし200
℃に加熱したAlドラム上に、SiH4:100ないし200sccm、
水素希釈した100ppm濃度PF3:100ないし200sccm、ガス圧
力0.2ないし1.0Torr、高周波電力100ないし400Wで燐添
加したｎ型a-Si:H:F膜を0.2ないし1.0μｍ形成し、続い
てSiH4:100ないし200sccm、ガス圧力0.2ないし1.0Tor
r、高周波電力100ないし400Wでa-Si:H膜を10ないし20μ
ｍ形成する。さらに、GeH4:2ないし10sccm、CH4:40ない
し100sccm、Heで希釈した10％濃度のBF3:0.5ないし20sc
cm、ガス圧力0.2ないし1.0Torr、高周波電力100ないし4
00Wでホウ素添加したGeCx層1000ないし5000Å形成し、
電子写真感光体を作製した。この電子写真感光体を市販
の複写機に実装したところ、負帯電で80万枚以上の耐刷
性と良好な画像が得られることが確認できた。
℃に加熱したAlドラム上に、SiH4:100ないし200sccm、
水素希釈した100ppm濃度PF3:100ないし200sccm、ガス圧
力0.2ないし1.0Torr、高周波電力100ないし400Wで燐添
加したｎ型a-Si:H:F膜を0.2ないし1.0μｍ形成し、続い
てSiH4:100ないし200sccm、ガス圧力0.2ないし1.0Tor
r、高周波電力100ないし400Wでa-Si:H膜を10ないし20μ
ｍ形成する。さらに、GeH4:2ないし10sccm、CH4:40ない
し100sccm、Heで希釈した10％濃度のBF3:0.5ないし20sc
cm、ガス圧力0.2ないし1.0Torr、高周波電力100ないし4
00Wでホウ素添加したGeCx層1000ないし5000Å形成し、
電子写真感光体を作製した。この電子写真感光体を市販
の複写機に実装したところ、負帯電で80万枚以上の耐刷
性と良好な画像が得られることが確認できた。
実施例４ 第４図において、ITO透明電極20を表面に形成したガラ
ス基板21をマグネトロンスパッタ装置内に配置し、基板
温度250℃でGe多結晶をターゲットとし、Ar:1ないし3mT
orr、CH4:2ないし6mTorr、13.56MHz高周波電力300ない
し500WでGeCx層22を1000ないし3000Å形成する。次に、
Si多結晶をターゲットとし、Ar:1ないし10mTorr、水素
で希釈した20ppm濃度のB2H6:0.3ないし0.4mTorr、高周
波電力300ないし800Wでホウ素添加したa-Si:H層23を２
ないし３μｍ形成する。続いて、Ge多結晶をターゲット
としArで希釈した10％濃度のB2H6:1ないし3mTorr、CH4:
2ないし6mTorr、高周波電力300ないし500Wでホウ素添加
したGeCx層24を1000ないし3000Å形成する。さらに電子
ビームランディングSb2S3層25を1000Å蒸着して撮像管
ターゲットを作製する。ITO透明電極20はカソード26に
対して正にバイアスされているためガラス基板21側から
の入射光によって生成された電子、正孔対は膜中の電界
により分離する。正孔はホウ素添加したa-Si:H23層中を
上部の表面へドリフトし、電子は下部ITO透明電極20に
集まる。ホウ素添加したGeCx層24は正孔が走行し易く、
電子のブロッキング層として働き、GeCx層22は電子が走
行し易く、正孔のブロッキング層として働く。またホウ
素添加によりa-Si:H層23中の正孔は動き易くなってお
り、第４図に示す本発明の実施例で動作電圧が低く、焼
付けおよび残像の少ない良好な特性が得られた。
ス基板21をマグネトロンスパッタ装置内に配置し、基板
温度250℃でGe多結晶をターゲットとし、Ar:1ないし3mT
orr、CH4:2ないし6mTorr、13.56MHz高周波電力300ない
し500WでGeCx層22を1000ないし3000Å形成する。次に、
Si多結晶をターゲットとし、Ar:1ないし10mTorr、水素
で希釈した20ppm濃度のB2H6:0.3ないし0.4mTorr、高周
波電力300ないし800Wでホウ素添加したa-Si:H層23を２
ないし３μｍ形成する。続いて、Ge多結晶をターゲット
としArで希釈した10％濃度のB2H6:1ないし3mTorr、CH4:
2ないし6mTorr、高周波電力300ないし500Wでホウ素添加
したGeCx層24を1000ないし3000Å形成する。さらに電子
ビームランディングSb2S3層25を1000Å蒸着して撮像管
ターゲットを作製する。ITO透明電極20はカソード26に
対して正にバイアスされているためガラス基板21側から
の入射光によって生成された電子、正孔対は膜中の電界
により分離する。正孔はホウ素添加したa-Si:H23層中を
上部の表面へドリフトし、電子は下部ITO透明電極20に
集まる。ホウ素添加したGeCx層24は正孔が走行し易く、
電子のブロッキング層として働き、GeCx層22は電子が走
行し易く、正孔のブロッキング層として働く。またホウ
素添加によりa-Si:H層23中の正孔は動き易くなってお
り、第４図に示す本発明の実施例で動作電圧が低く、焼
付けおよび残像の少ない良好な特性が得られた。
また、GeCx層22のかわりに、SiNx,GeNx,SiOx,SiCxを使
用しても上記と同様な結果が得られる。
用しても上記と同様な結果が得られる。
（発明の効果） 本発明による光導電体は、低暗電流、低動作電圧で、電
子写真感光体、撮像デバイスまたはフォトダイオードと
して使用できる。特に、a-GeCx側より光照射する場合
に、高い炭素含有のa-GeCx膜を使用することにより、入
射光の反射ロスおよび吸収ロスがなく、高光感度を得
る。また、電子写真用感光体として使用する場合、高湿
度雰囲気中でも画像流れやボケの抑制が可能なため、実
使用に有効な素子構成である。また、GeCxは表面硬度が
大きく、ｘを大きくすることにより、可視光に対して透
明になるため、感光体の表面保護層にも好適であり、実
用上種々の効果がある。
子写真感光体、撮像デバイスまたはフォトダイオードと
して使用できる。特に、a-GeCx側より光照射する場合
に、高い炭素含有のa-GeCx膜を使用することにより、入
射光の反射ロスおよび吸収ロスがなく、高光感度を得
る。また、電子写真用感光体として使用する場合、高湿
度雰囲気中でも画像流れやボケの抑制が可能なため、実
使用に有効な素子構成である。また、GeCxは表面硬度が
大きく、ｘを大きくすることにより、可視光に対して透
明になるため、感光体の表面保護層にも好適であり、実
用上種々の効果がある。
第１図は本発明の一実施例における光導電体の断面図、
第２図は暗電流と光電流の電圧依存性を示す図、第３図
は本発明の光導電体の電子写真感光体への応用例の断面
図、第４図は本発明の光導電体の撮像管ターゲットへの
応用例の断面図、第５図は従来例の光導電体の断面図で
ある。 １……Al電極、2,11,22,24……GeCx層、３……ｉ型a-S
i:H層、4,20……ITO透明電極、10……Al基板ドラム、12
……a-Si1-xGex:H:F層、13,23……a-Si:H層、14……SiC
x層、21……ガラス基板、25……Sb2S3層、26……カソー
ド。
第２図は暗電流と光電流の電圧依存性を示す図、第３図
は本発明の光導電体の電子写真感光体への応用例の断面
図、第４図は本発明の光導電体の撮像管ターゲットへの
応用例の断面図、第５図は従来例の光導電体の断面図で
ある。 １……Al電極、2,11,22,24……GeCx層、３……ｉ型a-S
i:H層、4,20……ITO透明電極、10……Al基板ドラム、12
……a-Si1-xGex:H:F層、13,23……a-Si:H層、14……SiC
x層、21……ガラス基板、25……Sb2S3層、26……カソー
ド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−63960（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−198622（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−121041（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−94049（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】導電性基板上に少なくとも水素原子または
ハロゲン原子を含有する非晶質シリコンを主成分とする
膜、および非晶質シリコンゲルマニウムを主成分とする
膜、および非晶質ゲルマニウムを主成分とする膜のうち
何れか１つ、あるいはそれらの組合せからなる第１の層
を形成し、さらに該第１の層上に周期表第III族の原子
を含有する炭化ゲルマニウムを主成分とする第２の層を
少なくとも形成することを特徴とする光導電体。 - 【請求項２】第１の層が、酸素原子、窒素原子、炭素原
子のうち、何れか１つまたはそれらの組合せを含有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の光導
電体。 - 【請求項３】第１の層がホウ素原子および燐原子のうち
少なくとも１種類を含有することを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項または第（２）項記載の光導電体。 - 【請求項４】第２の層である周期表第III族原子を含有
する炭化ゲルマニウムが酸素原子または窒素原子の何れ
か１つあるいは両方を含有することを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項ないし第（３）項の何れか１つに記
載の光導電体。 - 【請求項５】導電性基板と第１の層の間に、炭化シリコ
ンあるいは窒化ゲルマニウムあるいは窒化シリコンある
いは酸化シリコンを形成することを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項ないし第（４）項の何れか１つに記載
の光導電体。 - 【請求項６】導電性基板と第１の層の間に、燐原子を含
有し、かつ少なくとも水素原子、またはハロゲン原子を
含有する非晶質シリコン、非晶質シリコンゲルマニウ
ム、および非晶質ゲルマニウムのうち何れか１つを形成
することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項ないし
第（４）項の何れか１つに記載の光導電体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60237730A JPH0715586B2 (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 光導電体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60237730A JPH0715586B2 (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 光導電体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6298361A JPS6298361A (ja) | 1987-05-07 |
| JPH0715586B2 true JPH0715586B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=17019630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60237730A Expired - Lifetime JPH0715586B2 (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 光導電体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715586B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7422966B2 (en) | 2005-05-05 | 2008-09-09 | Micron Technology, Inc. | Technique for passivation of germanium |
| JP2009513018A (ja) * | 2005-10-20 | 2009-03-26 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | 溶液から調製されるナノクリスタル太陽電池 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0612458B2 (ja) * | 1983-09-17 | 1994-02-16 | キヤノン株式会社 | 光導電部材 |
| JPS61198622A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-03 | Canon Inc | 堆積膜形成法 |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP60237730A patent/JPH0715586B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6298361A (ja) | 1987-05-07 |
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