JPH083646B2 - 電子写真用光受容部材 - Google Patents

電子写真用光受容部材

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JPH083646B2
JPH083646B2 JP26704686A JP26704686A JPH083646B2 JP H083646 B2 JPH083646 B2 JP H083646B2 JP 26704686 A JP26704686 A JP 26704686A JP 26704686 A JP26704686 A JP 26704686A JP H083646 B2 JPH083646 B2 JP H083646B2
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    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
    • G03G5/08214Silicon-based
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する分野の説明〕 本発明は光(ここでは広義の光であって紫外線,可視
光線,赤外線,x線,γ線などを意味する。)のような電
磁波に対して感受性のある電子写真用光受容部材に関す
る。
〔従来技術の説明〕
像形成分野において、電子写真用光受容部材における
光受容層を構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適合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、
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光受
容部材の場合には、上記の使用時における無公害性は重
要な点である。
このよう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、たとえば、独国公開第2746967号公報、同第2855718
号公報等には電子写真用光受容部材としての応用が記載
されている。
しかしながら、従来のA-Siで構成された光受用層を有
する電子写真用光受容部材は、暗抵抗値,光感度,光応
答性などの電気的光学的光導電的特性および使用環境特
性の点、更には経時的安定性および耐久性の点におい
て、各々、個々には特性の向上が計られているが、総合
的な特性向上を計る上で更に改良される余地が存するの
が実情である。
たとえば、電子写真用光受容部材に適用した場合に、
高光感度化、高暗抵抗化を同時に計ろうとすると従来に
おいてはその使用時において残留電位が残る場合が度々
観測され、この種の光受容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こって、残像
が生ずるいわゆるゴースト現象を発するようになる等の
不都合な点が少くなかった。
また、A-Si材料で光受容層を構成する場合には、その
電気的,光導電的特性の改良を計るために、水素原子
(H)あるいは弗素原子や塩素原子などのハロゲン原子
(X)、および電気的伝導型の制御のために硼素原子や
燐原子などが、ある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、
これらの構成原子の含有の仕方如何によっては、形成し
た層の電気的あるいは光導電的特性や電気的耐圧性に問
題が生ずる場合があった。
すなわち、たとえば、形成した光導電層中に光照射に
よって発生したフオトキヤリアの該層中での寿命が充分
でないことや、あるいは転写紙に転写された画像に俗に
「白ヌケ」と呼ばれる、局所的な放電破壊現象によると
思われる画像欠陥や、クリーニング手段にブレードを用
いると、その摺擦によると思われる、俗に「白スジ」と
云われている画像欠陥が生じたりしていた。また、多湿
雰囲気中で使用したり、あるいは多湿雰囲気中に長時間
放置した直後に使用すると俗に云う画像のボケが生ずる
場合が少なくなかった。
従ってA-Si材料そのものの特性改良が計られる一方で
光受容部材を設計する際に、上記したような問題の総て
が解決されるように層構成各層の化学的組成作成法など
が工夫される必要がある。
〔発明の目的〕
本発明は、上述の如きシリコン原子を母体とする材料
で構成された従来の光受容層を有する電子写真用光受容
部材における諸問題を解決することを目的とするもので
ある。
すなわち、本発明の主たる目的は、電気的学的光導電
的特性が使用環境に殆んど依存することなく実質的に常
時安定しており、耐光疲労に優れ、繰返し使用に際して
も劣化現象を起こさず耐久性、耐湿性に優れ、残留電位
が全くかまたは殆んど観測されない、シリコン原子を母
体とする材料で構成された光受容層を有する電子写真用
光受容部材を提供することにある。
本発明の他の目的は、支持体上に設けられる層と支持
体との間や積層される層の各層間における密着性に優
れ、構造配列的に緻密で安定的であり、層品質の高いシ
リコン原子を母体とする材料で構成された光受容層を有
する電子写真用光受容部材を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、電子写真用光受容部材とし
て適用させた場合、静電像形成のための帯電処理の際の
電荷保持能力が充分であり、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示す、シリコ
ン原子を母体とする材料で構成された光受容層を有する
電子写真用光受容部材を提供することにある。
本発明の別の目的は、長期の使用において画像欠陥や
画像のボケが全くなく、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、シリコン原子を母体とする材料で構成され
た光受容層を有する電子写真用光受容部材を提供するこ
とにある。
本発明の更に別の目的は、高光感度性、高SN比特性お
よび高電気的耐圧性を有する、シリコン原子を母体とす
る材料で構成された光受容層を有する電子写真用光受容
部材を提供することにある。
〔発明の構成〕
本発明の電子写真用光受容部材は、支持体と、該支持
体上に、長波長光吸収層(以後「IR吸収層」と略記する
ことがある)と電荷輸送層(以後「CTL」と略記するこ
とがある)と電荷発生層(以後「CGL」と略記すること
がある)とがこの順で前記支持体側より順に積層された
層構成を有する光受容層とを有し、前記長波長光吸収層
がシリコン原子を母体とし、ゲルマニウム原子およびス
ズ原子の少なくともいずれか一方と、水素原子およびハ
ロゲン原子の少なくともいずれか一方とを含有する非単
結晶材料(以後「Non-Si(H,X)」と略記することがあ
る)で構成され、前記電荷発生層と前記電荷輸送層とが
シリコン原子を母体とし、水素原子およびハロゲン原子
の中の少なくともいずれか一方を含有する非単結晶材料
で構成され、且つ前記電荷輸送層が、炭素原子、窒素原
子および酸素原子の中の少なくとも一種を含有すると共
に、周期律表第III族または第V族に属する原子(伝導
性を制御する物質)を、その濃度が層厚方向に前記支持
体側から増加または減少する部分を有する不均一な分布
状態で含有する部分を少なくとも有することを特徴とし
ている。
〔作用〕
上記したような層構成を取るようにして設計された本
発明の電子写真用光受容部材は、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
特性耐久性および使用環境特性を示す。
殊に、画像形成への残留電位の影響が実用的には実質
上なく、その電気的特性が安定しており、高感度,高SN
比を有するものであって、耐光疲労,繰返し使用特性,
耐湿性,電気的耐圧性に長ける為に、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。
更に、本発明の電子写真用光受容部材は、全可視光域
において光感度が高く、且つ光応答が速い。その為に、
高解像度で高品質の画像を安定した状態で高速で繰返し
多数枚得ることが出来るように、デジタル信号に基づく
画像の形成に適している。加えて、光受容層として電荷
輸送層(以後「CTL」と略記する)と電荷発生層(以後
「CGL」と略記する)を用いた機能分離型の構成とする
ことにより、電荷(フオトキヤリア)の発生と該発生し
た電荷の輸送という電子写真用光受容部材にとっての重
要な機能を各々別々の層に持たせることによって、一つ
の層で両方の機能をもたせるより層設計の自由度が大き
く、特性の優れたものが出来る。また、CTLに炭素原
子,窒素原子および酸素原子のうち少なくとも一種が含
有されていることによりCTLの比誘電率を小さくするこ
とが出来るために、層厚当りの容量を減少させることが
出来、帯電能や感度の向上を計ることが出来、さらに高
電圧に対する耐圧性も向上し、耐久性も向上する。加え
てCTLには伝導性を制御する物質を層厚方向に不均一な
分布状態で含有させることにより、所望に従って最適な
電荷輸送能力を有するCTLを設計出来る。
更に、IR吸収層を支持体とCTLとの間に設けることに
よって、電子写真装置の露光光源として半導体レーザ等
の長波長光を用いても、入射表面側から支持体までの間
で吸収し切ない分の長波長光も該IR吸収層で高効率で吸
収されるので、支持体表面での長波長光の反射による干
渉現象の現出を顕著に防止出来、画質が飛躍的に向上す
る。
〔発明の具体的説明〕
以下、図面に従って本発明の電子写真用光受容部材に
就て具体例を挙げて詳細に説明する。
第1図は、本発明の電子写真用光受容部材の好適な層
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図に示す電子写真用光受容部材100は、電子写真
用光受容部材用としての支持体101の上に、光受容層102
を有し、該光受容層102は、IR吸収層103とNon-Si(H,
X)で構成されると共に、炭素原子,窒素原子および酸
素原子の中の少なくとも一種を含有し、且つ伝導性を制
御する物質(M)を層厚方向に不均一な分布状態で含有
している部分を少くとも有しているCTL104とNon-Si(H,
X)で構成されるCGL105とから成る層構成を有する。CGL
105は自由表面106を有する。
支持体 本発明において使用される支持体としては、導電性で
も電気絶縁性であっても良い。導電性支持体としては、
たとえば、NiCr,ステンレス,Al,Cr,Mo,Au,Nb,Ta,V,Ti,P
t,Pb,等の金属また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,セルロースアセテート,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または
シート、ガラス、セラミツク、紙等が挙げられる。これ
等の電気絶縁支持体は、好適には少なくともその一方の
表面を導電処理し、該導電処理された表面側に光受容層
を設けるのが望ましい。
たとえばガラスであれば、その表面に、NiCr,Al,Cr,M
o,Au,Ir,Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pd,InO3,ITO(In2O3+Sn)等か
ら成る薄膜を設けることによって導電性を付与し、ある
いはポリエステルフイルム等の合成樹脂フイルムであれ
ば、NiCr,Al,Ag,Pb,Zn,Ni,Au,Cr,Mo,Ir,Nb,Ta,V,Tl,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、または前記金属でその表面
をラミネート処理して、その表面に導電性を付与する。
支持体の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の板状無端ベ
ルト状または円筒状等であることができ、その厚さは所
望通りの電子写真用光受容部材を形成しうるように適宜
決定するが、電子写真用光受容部材としての可撓性が要
求される場合には、支持体としての機能が充分発揮され
る範囲内で可能な限り薄くすることができる。しかしな
がら、支持体の製造上および取り扱い上,機械的強度等
の点から、通常は10μ以上とされる。
特にレーザー光などの可干渉性光を用いて像記録を行
う場合には、可視画像において現われる、いわゆる干渉
縞模様による画像不良を解消するために、支持体表面に
凹凸を設けてもよい。
支持体表面に設けられる凹凸は、V字形状の切刃を有
するバイトをフライス盤、旋盤等の切削加工機械の所定
位置に固定し、たとえば円筒状支持体をあらかじめ所望
に従って設計されたプログラムに従って回転させながら
規則的に所定方向に移動させることにより、支持体表面
を正確に切削加工することで所望の凹凸形状,ピッチ,
深さで形成される。この様な切削加工法によって形成さ
れる凹凸が作り出す逆V字形線状突起部は、円筒状支持
体の中心軸を中心にした螺線構造を有する。逆V字形突
起部の螺線構造は、二重,三重の多重螺線構造、または
交叉螺線構造とされても差支えない。
あるいは、螺線構造に加えて中心軸に沿った平行線構
造を導入しても良い。
支持体表面に設けられる凹凸の凸部の縦断面形状は形
成される各層の微小カラム内における層厚の管理された
不均一化と、支持体と該支持体上に直接設けられる層と
の間に良好な密着性や所望の電気的接触性を確保する為
に逆V字形とされるが、好ましくは第2図に(A),
(B),(C)で示されるように実質的に二等辺三角
形,直角三角形あるいは不等辺三角形とされるのが望ま
しい。これらの形状の中、殊に二等辺三角形、直角三角
形が望ましい。
本発明においては、管理された状態で支持体表面に設
けられる凹凸の各デイメンジヨンは、以下の点を考慮し
た上で、本発明の目的を結果的に達成出来るように設定
される。
すなわち、第1は後述される材料で構成されるIR吸収
層や光受容層を構成するNon-Si(H,X)層は、層形成さ
れる表面の状態に構造敏感であって、表面状態に応じて
層品質は大きく変化する。従って、IR吸収層やNon-Si
(H,X)光受容層の層品質の低下を招来しないように支
持体表面に設けられる凹凸のデイメンジヨンを設定する
必要がある。
第2には光受容層の自由表面に極端な凹凸があると、
画像形成後のクリーニングにおいてクリーニングを完全
に行うことが出来なくなる。
また、ブレードクリーニングを行う場合、ブレードの
いたみが早くなるという問題がる。
上記した層堆積上の問題点、電子写真法のプロセス上
の問題点および、干渉縞模様を防ぐ条件を検討した結
果、支持体表面の凹部のピツチは、好ましくは500μm
〜0.3μm,より好ましくは200μm〜1μm,最適には50μ
m〜5μmであるのが望ましい。
また凹部の最大の深さは、好ましくは0.1μm〜5μ
m,より好ましくは0.3μm〜3μm,最適には0.6μm〜2
μmとされるのが望ましい。支持体表面の凹部のピツチ
と最大深さが上記の範囲にある場合、凹部(または線上
突起部)の傾斜面の傾きは、好ましくは1度〜20度,よ
り好ましくは3度〜15度,最適には4度〜10度とされる
のが望ましい。
また、このような支持体上に堆積される各層の層圧の
不均一に基く層厚差の最大は、同一ピッチ内で、好まし
くは0.1μm〜2μm,より好ましくは0.1μm〜1.5μm,
最適には0.2μm〜1μmとされるのが望ましい。
また、レーザー光などの可干渉性光を用いた場合の干
渉縞模様による画像不良を解消する別の方法として、支
持体表面に複数の球状痕跡窪みによる凹凸形状を設けて
もよい。
すなわち支持体の表面が電子写真用光受容部材に要求
される解像力よりも微小な凹凸を有し、しかも該凹凸
は、複数の球状痕跡窪みによるものである。
以下に、本発明の電子写真用光受容部材における支持
体の表面の形状およびその好適な製造例を第3図および
第4図により説明するが、本発明の光受容部材における
支持体の形状およびその製造法は、これによって限定さ
れるものではない。
第3図は本発明の電子写真用光受容部材における支持
体の表面の形状の典型的一例を、その凹凸形状の一部を
部分的に拡大して模式的に示すものである。
第3図において301は支持体、302は支持体表面、303
は剛体真球、304は球状痕跡窪みを示している。
さらに第3図は、該支持体表面形状を得るのに好まし
い製造方法の1例をも示すものである。すなわち、剛体
真球303を支持体表面302より所定高さの位置より自然落
下させて支持体表面302に衝突させることにより、球状
窪み304を形成しうることを示している。そして、ほぼ
同一径Roの剛体真球303を複数個用い、それらを略々同
一の高さhより、同時にあるいは逐時的に落下させるこ
とにより、支持体表面302に、ほぼ同一曲率半径Rおよ
び同一幅Dを有する複数の球状痕跡窪み304を形成する
ことができる。
前述のごとくして、表面に複数の球状痕跡窪みによる
凹凸形状の形成された支持体の典型例を第4図に示す。
第4図において、401は支持体、402は凹凸部の凸部位
置、403は、剛体真球、404は球状痕跡窪みを表わす。
ところで、本発明の電子写真用光受容部材の支持体表
面の球状痕跡窪みによる凹凸形状の曲率半径Rおよび幅
Dは、こうした本発明の電子写真用光受容部材における
干渉縞の発生を防止する作用効果を効率的に達成するた
めには重要な要因である。本発明者らは、各種実験を重
ねた結果、以下のところを究明した。すなわち、曲率半
径Rおよび幅Dが次式: を満足する場合には、各々の痕跡窪み内にシエアリング
干渉によるニユートンリングが0.5本以上存在すること
となる。さらに次式: を満足する場合には、各々の痕跡窪み内にシエアリング
干渉によるニユートンリングが1本以上存在することと
なる。
こうしたことから、電子写真用光受容部材の全体に発
生する干渉縞を、各々の痕跡窪み内に分散せしめ、電子
写真用光受容部材における干渉縞の発生を防止するため
には、前記D/Rを0.035、好ましくは0.055以上とするこ
とが望ましい。
また、痕跡窪みによる凹凸の幅Dは、大きくとも500
μm程度,好ましくは200μm以下,より好ましくは100
μm以下とするのが望ましい。
第4図の例においては、略々同一半径Roの剛体真球を
使用した例を示してあるが、本発明における支持体とし
ては、これに限定されることはなく、本発明の目的を達
成する範囲において個数と種類が管理された状態で、半
径Roの異なる複数種の剛体真球を使用しても良い。
第5図には、上記方法で作成した支持体501上に、IR
吸収層502,CTL503,CGL504からなる光受容層500を形成し
た例が示される。CGL504は自由表面505を有する。
IR吸収層 本発明におけるIR吸収層は、構成要素としてゲルマニ
ウム原子(Ge)およびスズ原子(Sn)のうちの少なくと
もいずれか一方と、水素原子(H)およびハロゲン原子
(X)のうちの少なくともいずれか一方と、好ましくは
シリコン原子(Si)も含有する非単結晶材料(以後「No
n-Si(Ge,Sn)(H,X)」と略記する)で構成される。
該IR吸収層に含有されるゲルマニウム原子および/ま
たはスズ原子は、該IR吸収層中に万偏無く均一に分布さ
れても良いし、あるいは該IR吸収層の全層領域に万偏無
く含有されてはいるが層厚方向の分布濃度が不均一であ
っても良い。しかしながら、いずれの場合にも支持体の
表面と平行な面内方向においては、均一な分布で万偏無
く含有されることが、面内方向における特性の均一化を
計る点からも必要である。すなわち、IR吸収層の層厚方
向には万偏無く含有されていて、且つ前記支持体の設け
られてある側とは反対の側(光受容層の自由表面側)の
方に対して前記支持体側の方に多く分布した状態となる
ようにするか、あるいは、この逆の分布状態となるよう
に前記IR吸収層中に含有される。
本発明の電子写真用光受容部材においては、前記した
ようにIR吸収層中に含有されるゲルマニウム原子および
/またはスズ原子の分布状態は、層厚方向においては前
記の様な分布状態を取り、支持体の表面と平行な面内方
向には均一な分布状態とされるのが望ましい。
また、好ましい実施態様例の1つにおいては、IR吸収
層中におけるゲルマニウム原子および/またはスズ原子
の分布状態は全層領域にゲルマニウム原子および/また
はスズ原子が連続的に万偏無く分布し、ゲルマニウム原
子および/またはスズ原子の層厚方向の分布濃度が支持
体側よりCTLに向って減少する変化が与えられているの
で、IR吸収層とCTLとの間における親和性に優れ、且つ
後述するように、支持体側端部においてゲルマニウム原
子の分布濃度を極端に大きくすることにより、半導体レ
ーザー等を使用した場合のCGLからCTLまでに吸収し切れ
ない長波長側の光をIR吸収層において、実質的に完全に
吸収することが出来、支持体面からの反射により干渉を
防止することが出来る。
第6図乃至第11図には、本発明における光受容部材の
IR吸収層中に含有されるゲルマニウム原子および/また
はスズ原子の層厚方向の分布状態が不均一な場合の典型
的例が示される。
第6図乃至第11図において、横軸はゲルマニウム原子
および/またはスズ原子(以後「原子(GS)」と略記す
る)の分布濃度Cを、縦軸はIR吸収層の層厚を示し、tB
は支持体側のIR吸収層の端面の位置を、tTは支持体側と
は反対側のIR吸収層の端面の位置を示す。すなわち、原
子(GS)の含有されるIR吸収層はtB側よりtT側に向って
層形成がなされる。
第6図には、IR吸収層中に含有される原子(GS)の層
厚方向の分布状態の第1の典型例が示される。
第6図に示される例では、原子(GS)の含有されるIR
吸収層が形成される表面と該IR吸収層の表面とが接する
界面位置tBよりt1の位置までは、原子(GS)の分布濃度
CがC1なる一定の値を取り乍ら原子(GS)が形成される
IR吸収層に含有され、位置t1よりは濃度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においては原子(GS)の分布濃度CはC3とされる。
第7図に示される例においては、含有される原子(G
S)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8図の場合には、位置tBより位置T2までは原子(G
S)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、分布濃度Cは実質的に零とされている(ここ
で実質的に零とは検出限界量未満の場合である、以後の
「実質的に零」の意味も同様である。)。
第9図の場合には、原子(GS)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10図に示す例においては、原子(GS)の分布濃度C
は、位置tBと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と位置t
T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11図に示す例においては、位置tBより位置tTに至る
まで、原子(GS)の分布濃度Cは濃度C1位置より実質的
に零に至るように一次関数的に減少している。
以上、第6図乃至第11図によりIR吸収層中に含有され
る原子(GS)の層厚方向の分布状態の典型例の幾つかを
説明したように、本発明においては、支持体側におい
て、シリコン原子を含み、且つ原子(GS)の分布濃度C
の高い部分を有し、界面tT側においては、前記分布濃度
Cは支持体側に比べてかなり低くされた部分を有する原
子(GS)の分布状態がIR吸収層に設けられている場合
は、好適な例の1つとして挙げられる。この場合、原子
(GS)の層厚方向の分布状態として原子(GS)の分布濃
度の最大値Cmaxがシリコン原子との和に対して、好まし
くは1000原子ppm以上,より好適には5000原子ppm以上,
最適には1×104原子ppm以上とされる様な分布状態とな
り得るように層形成されるのが望ましい。
本発明において、IR吸収層中に含有される原子(GS)
の含有量としては、本発明の目的が効果的に達成される
ように所望に従って適宜決められるが、好ましくは1〜
10×105原子ppm,より好ましくは100〜9.5×105原子ppm,
最適には500〜8×105原子ppmとされるのが望ましい。
前記、IR吸収層はさらに伝導性を制御する物質
(MR)、酸素原子(O)、窒素原子(N)、炭素原子
(C)のうち少なくとも1つを含有してもよい。
前記の伝導性を制御する物質(MR)としては、半導体
分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、本
発明においては、p型伝導特性を与える周期律表第III
族に属する原子(以下「第III族原子」という。)、ま
たはn型伝導特性を与える周期律表第V族に属する原子
(以下「第V族原子」という。)を用いる。第III族原
子としては、具体的には、B(硼素),Al(アルミニウ
ム),Ga(ガリウム),In(インジウム),Tl(タリウ
ム)等があり、特にB,Gaが好適である。第V族原子とし
ては、具体的には、P(燐),As(砒素),Sb(アンチモ
ン),Bi(ビスマス)等があり、特にP,Asが好適であ
る。
本発明において、IR吸収層中に含有される伝導特性を
制御する物質(MR)の含有量としては、好ましくは0.01
〜5×105原子ppm,より好ましくは0.5〜1×104原子pp
m,最適には1〜5×103原子ppmとされるのが望ましいも
のである。
本発明において、Non-Si(Ge,Sn)(H,X)で構成され
るIR吸収層は、たとえば、後述されるCTL,CGLと同様の
真空堆積膜形成法によって、所望特性が得られるように
適宜成膜パラメータの数値条件が設定されて作成され
る。具体的には、たとえばグロー放電法(低周波CVD,高
周波CVDまたはマイクロ波CVD等の交流放電CVD、あるい
は直流放電CVD等),スパツタリング法,真空蒸着法,
イオンプレーテイング法,光CVD法,熱CVD法,非単結晶
材料の原料ガスを分散することにより生成される活性種
(A)と、該活性種(A)と化学的相互作用をする成膜
用の化学物質より生成される活性種(B)とを、各々別
々に堆積膜を形成するための成膜空間内に導入し、これ
らを化学反応させることによって非単結晶材料を形成す
る方法(以下「HRCVD法」と略記す)、非単結晶材料の
原料ガスと、該原料ガスに酸化作用をする性質を有する
ハロゲン系の酸化ガスを各々別々に堆積膜を形成するた
めの成膜空間内に導入し、これらを化学反応させること
によって非単結晶材料を形成する方法(以下、「FOCVD
法」と略記す)などの種々の薄膜堆積膜法によって成形
することができる。これらの薄膜堆積法は、製造条件,
設備資本投下の負荷程度,製造規模,作成される光受容
部材に所望される特性等の要因によって適宜選択されて
採用されるが、所望の特性を有する光受容部材を製造す
るに当っての条件の制御が比較的容易であり、シリコン
原子と共に、ハロゲン原子および水素原子の導入を容易
に行い得る等のことからして、グロー放電法,スパツタ
リング法,イオンプレーテイグ法,HRCVD法,FOCVD法が好
適である。そして、これらの方法を同一装置系内で併用
して形成してもよい。
たとえば、グロー放電法によって、Non-Si(Ge,Sn)
(H,X)で構成されるIR吸収層を形成するには、基本的
にはシリコン原子(Si)を供給し得るSi供給用の原料ガ
スとゲルマニウム原子(Ge)を供給し得るGe供給用の原
料ガスと、および/またはスズ原子(Sn)を供給し得る
Sn供給用の原料ガスと、必要に応じて水素原子(H)導
入用の原料ガスまたは/およびハロゲン原子(X)導入
用の原料ガスを、内部が減圧にし得る堆積室内に所望の
ガス圧状態で導入して、該堆積室内グロー放電を生起さ
せ、あらかじめ所定位置に設置されてある所定の支持体
表面上にNon-Si(Ge,Sn)(H,X)からなる層を形成すれ
ば良い。またゲルマニウム原子および/またはスズ原子
を不均一な分布状態で含有させるには、Ge供給用および
/またはSn供給用の原料ガスのガス流量を所望の変化率
曲線に従って制御しながらNon-Si(Ge,Sn)(H,X)から
なる層を形成させれば良い。また、スパツタリング法で
形成する場合には、たとえばAr,He等の不活性ガスまた
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、あるいは該ターゲツトとGeお
よび/またはSnで構成されたターゲツトの二枚または三
枚を使用して、またはSiとGeおよび/またはSnの混合さ
れたターゲツトを使用して、必要に応じてHe,Ar等の稀
釈ガスで稀釈されたGe供給用および/またはSn供給用の
原料ガスを必要に応じて、水素原子(H)または/およ
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、所望のガスのプラズマ雰囲気を形成
することによって成される。ゲルマニウム原子および/
またはスズ原子の分布を不均一にする場合には、前記Ge
供給用および/またはSn供給用の原料ガスのガス流量を
所望の変化率曲線に従って制御しながら、前記のターゲ
ツトをスパツタリングしてやれば良い。
イオンプレーテイング法の場合には、たとえば多結晶
シリコンまたは単結晶シリコンと多結晶ゲルマニウムま
たは単結晶ゲルマニウムおよび/また多結晶スズまたは
単結晶スズとを、それぞれ蒸発源として蒸着ボードに収
容し、この蒸発源を抵抗加熱法,あるいは、エレクトロ
ンビーム法(EB法)等によって加熱蒸発させ、飛翔蒸発
物を所望のガスプラズマ雰囲気中を通過させる以外は、
スパツタリング法の場合と同様にする事で行うことがで
きる。
HRCVD法によってNon-Si(Ge,Sn)(H,X)で構成され
るIR吸収層を形成するには、たとえばSi供給用の原料ガ
スとGe供給用の原料ガスおよび/またはSn供給用の原料
ガスを必要に応じて別々に、あるいはいっしょに内部が
減圧にし得る堆積室内の前段に設けた活性化空間に所望
のガス圧状態で導入して、該活性化空間内にグロー放電
を生起させたり、または加熱したりすることにより活性
種(A)を生成し、水素原子(H)導入用の原料ガスお
よびまたはハロゲン原子(X)導入用の原料ガスを同様
に別の活性化空間に導入して活性種(B)を生成し、活
性種(A)と活性種(B)を各々別に前記堆積室内に導
入してあらかじめ所定位置に設置されてある所定の支持
体表面上にNon-Si(Ge,Sn)(H,X)からなる層を形成す
れば良い。また、ゲルマニウム原子および/またはスズ
原子を不均一な分布状態で含有させるには、Ge供給用お
よび/またはSn供給用の原料ガスのガス流量を所望の変
化率曲線に従って制御しながらNon-Si(Ge,Sn)(H,X)
からなる層を形成させれば良い。
FOCVD法によってNon-Si(Ge,Sn)(H,X)で構成され
るIR吸収層を形成するには、たとえばSi供給用の原料ガ
スとGe供給用の原料ガスおよび/またはSn供給用の原料
ガスを必要に応じて別々にあるいは一緒に内部が減圧に
し得る堆積室内に所望のガス圧状態で導入し、さらにハ
ロゲン(X)ガスを原料ガスとは別に前記堆積室内に所
望のガス圧状態で導入し、堆積室内でこれらのガスを化
学反応させて、あらかじめ所定の位置に設置されてある
所定の支持体表面上にNon-Si(Ge,Sn)(H,X)からなる
層を形成すれば良い。またゲルマニウム原子および/ま
たはスズ原子を不均一な分布状態で含有させるにはGe供
給用および/またはSn供給用の原料ガスのガス流量を所
望の変化率曲線に従って制御しながらNon-Si(Ge,Sn)
(H,X)からなる層を形成させればよい。
本発明において使用されるSi供給用の原料ガスと成り
得る物質としては、SiH4,Si2H6,Si3H8,Si4H10等のガス
状態の、また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
時の取扱い易さ、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。
Ge供給用の原料ガスと成り得る物質としては、GeH4,G
e2H6,Ge3H8,Ge4H10,Ge5H12,Ge6H14,Ge7H16,Ge8H18,Ge9H
20などのガス状態のまたはガス化し得る水素化ゲルマニ
ウムが有効に使用されるものとして挙げられ、殊に層作
成作業時の取扱い易さ、Ge供給効率の良さ等の点で、Ge
H4,Ge2H6,Ge3H8が好ましいものとして挙げられる。
Sn供給用の原料ガスと成り得る物質としては、SnH4,S
n2H6,Sn3H8,Sn4H10,Sn5H12,Sn6H14,Sn7H16,Sn8H18,Sn9H
20などのガス状態のまたはガス化し得る水素化スズが有
効に使用されるものとして挙げられ、殊に層作成作業時
の取扱い易さ、Sn供給効率の良さ等の点でSnH4,Sn2H6,S
n3H8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、たとえばハロゲンガス,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
態のまたはガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げ
られる。
また、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またはガス化し得るハロゲン原子を
含む水素化硅素化合物も有効なものとして本発明におい
ては挙げることができる。
本発明において好適に使用し得るハロゲン化合物とし
ては、具体的には、フツ素塩素臭素,ヨウ素のハロゲン
ガス、BrF,ClF,ClF3,BrF5,BrF3,IF3,IF7,ICl,IBr等のハ
ロゲン間化合物を挙げることができる。
ハロゲン原子を含む硅素化合物、いわゆるハロゲン原
子で置換されたシラン誘導体としては、具体的には、た
とえばSiF4,Si2F6,SiCl4,SiBr4等のハロゲン化硅素が好
ましいものとして挙げることができる。
このようなハロゲン原子を含む硅素化合物を採用して
グロー放電法によって本発明の特徴的な電子写真用光受
容部材を形成する場合には、Ge供給用および/またはSn
供給用の原料ガスと共に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、所望の支持体上に
ハロゲン原子を含むNon-Si(Ge,Sn)(H,X)から成るIR
吸収層を形成することができる。
グロー放電法にしたがってハロゲン原子を含むIR吸収
層を製造する場合、基本的には、たとえばSi供給用の原
料ガスとなるハロゲン化硅素とGe供給用の原料ガスとな
る水素化ゲルマニウムおよび/またはSn供給用の原料ガ
スとなる水素化スズを所定の混合比とガス流量になるよ
うにしてIR吸収層を形成する堆積室に導入し、グロー放
電を生起してこれ等のガスのプラズマ雰囲気を形成する
ことによって、所望の支持体上にIR吸収層を形成し得る
ものであるが、水素原子の導入割合の制御を一層容易に
なるように図る為にこれ等のガスに更に水素ガスまたは
水素原子を含む硅素化合物のガスも所望量混合して層形
成しても良い。
また、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。
スパツタリング法,イオンプレーテイング法,HRCVD
法,FOCVD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または前記
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。
また、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、たとえばH2、あるいは前記したシラン類ま
たは/および水素化ゲルマニウム等のガス類をスパツタ
リング用の堆積室中に導入して該ガス類のプラズマ雰囲
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、あるいはハロゲンを含
む硅素化合物が有効なものとして使用されるものである
が、その他に、HF,HCl,HBr,HI等のハロゲン化水素、SiH
2F2,SiH2I2,SIH2Cl2,SiHCl2,SiH2Br2,SiHBr2等のハロゲ
ン置換水素化硅素、およびGeHF3,GeH2F2,GeH3F,GeHCl3,
GeH2Cl2,GeH3Cl,GeHBr3,GeH2Br2,GeH3Br,GeHI3,GeH2I2,
GeH3I等の水素化ハロゲン化ゲルマニウム等の水素原子
を構成要素の1つとするハロゲン化物、GeF4,GeCl4,GeB
r4,GeI4,GeF2,GeCl2,GeBr2,GeI2等のハロゲン化ゲルマ
ニウム、または/およびSnHF3,SnH2F2,SnH3F,SnHCl3,Sn
H2Cl2,SnH3Cl,SnHBr3,SnH2Br2,SnH3Br,SnHI3,SnH2I2,Sn
H3I等の水素化ハロゲン化スズ等の水素原子を構成要素
の1つとするハロゲン化物、SnF4,SnCl4,SnBr4,SnI4,Sn
F2,SnCl2,SnBr2,SnI2等のハロゲン化スズ等々のガス状
態のあるいはガス化し得る物質も有効なIR吸収層形成用
の出発物質として挙げる事ができる。これ等の物質の
中、水素原子を含むハロゲン化物は、IR吸収層形成の際
に層中にハロゲン原子の導入と同時に電気的あるいは光
電的特性の制御に極めて有効な水素原子も導入されるの
で、本発明においては好適なハロゲン導入用の原料とし
て使用される。
水素原子をIR吸収層中に構造的に導入するには、上記
の他にH2あるいはSiH4,Si2H6,Si3H8,Si4H10等の水素化
硅素をGeを供給するためのゲルマニウムまたはゲルマニ
ウム化合物と、あるいはGeH4,Ge2H6,Ge3H8,Ge4H10,Ge5H
12,Ge6H14,Ge7H16,Ge8H18,Ge9H20等の水素化ゲルマニウ
ムおよび/またはSnを供給するためのスズまたはスズ化
合物と、あるいはSnH4,Sn2H6,Sn3H8,Sn4H10,Sn5H12,Sn6
H14,Sn7H16,Sn8H18,Sn9H20等の水素化スズとSiを供給す
るためのシリコンまたはシリコン化合物とを堆積室中に
共存させて放電を生起させる事でも行うことができる。
本発明の好ましい例において、形成される電子写真用
光受容部材のIR吸収層中に含有される水素原子(H)の
量またはハロゲン原子(X)の量または水素原子とハロ
ゲン原子の量の和(H+X)は、好ましくは0.01〜40原
子%,より好ましくは0.05〜30原子%,最適には0.1〜2
5原子%とされるのが望ましい。
IR吸収層中に含有される水素原子(H)または/およ
びハロゲン原子(X)の量を制御するには、たとえば支
持体温度または/および水素原子(H)、あるいはハロ
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、放電電力等を制御してやれ
ば良い。
本発明において、IR吸収層に窒素原子および/または
炭素原子および/または酸素原子を含有させるには、IR
吸収層の形成の際に窒素原子および/または炭素原子お
よび/または酸素原子導入用の出発物質を前記したIR吸
収層形成用の出発物質と共に使用して、形成される層中
にその量を制御し乍ら含有してやれば良い。
グロー放電法,HRCVD法,FOCVD法によってIR吸収層を形
成するには窒素原子導入用の出発物質としては、少なく
とも窒素原子を構成原子とするガス状の物質またはガス
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。
たとえばシリコン原子(Si)を構成原子とする原料ガ
スと、窒素原子(N)を構成原子とする原料ガスと、必
要に応じて水素原子(H)またはおよびハロゲン原子
(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、または、シリコン原子(Si)を構成
原子とする原料ガスと、窒素原子(N)および水素原子
(H)を構成原子とする原料ガスとを、これもまた所望
の混合比で混合するか、あるいは、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)、窒
素原子(N)および水素原子(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できる。
また別には、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、窒素原子(N)を構成原
子とする原料ガスを混合して使用しても良い。
窒素原子(N)導入用の原料ガスに成り得るものとし
て有効に使用される出発物質は、Nを構成原子とする、
あるいはNとHとを構成原子とするたとえば窒素
(N2),アンモニア(NH3),ヒドラジン(H2NNH2),
アジ化水素(HN3),アジ化アンモニウム(NH4N3)等の
ガス状のまたはガス化し得る窒素、窒化物およびアジ化
物等の窒素化合物を挙げることができる。この他に、窒
素原子(N)の導入に加えて、ハロゲン原子(X)の導
入も行えるという点から、三弗化窒素(F3N),四弗化
窒素(F4N2)等のハロゲン化窒素化合物を挙げることが
できる。
グロー放電法,HRCVD法,FOCVD法によってIR吸収層を形
成するには炭素原子導入用の出発物質としては、少なく
とも炭素原子を構成原子とするガス状の物質またはガス
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。
たとえばシリコン原子(Si)を構成原子とする原料ガ
スと、炭素原子(C)を構成原子とする原料ガスと、必
要に応じて水素原子(H)または/およびハロゲン原子
(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、またはシリコン原子(Si)を構成原
子とする原料ガスと、炭素原子(C)および水素原子
(H)を構成原子とする原料ガスとを、これもまた所望
の混合比で混合するか、あるいはシリコン原子(Si)を
構成原子とする原料ガスと、シリコン原子(Si),炭素
原子(C)および水素原子(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できる。
また別には、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、炭素原子(C)を構成原
子とする原料ガスを混合して使用しても良い。
炭素原子(C)導入用の原料ガスに成り得るものとし
て有効に使用される出発物質は、CとHとを構成原子と
する。
たとえば炭素数1〜4の飽和炭化水素、炭素数2〜4
のエチレン系炭化水素、炭素数2〜3のアセチレン系炭
化水素等が挙げられる。
具体的には、飽和炭化水素としては、メタン(C
H4),エタン(C2H6),プロパン(C3H8),n−ブタン
(n-C4H10),ペンタン(C5H12)、エチレン系炭化水素
としては、エチレン(C2H4),プロピレン(C3H6),ブ
テン−1(C4H8),ブテン−2(C4H8),イソブチレン
(C4H8),ペンテン(C5H10)、アセチレン系炭化水素
としては、アセチレン(C2H2),メチルアセチレン(C3
H4),ブチン(C4H6)等が挙げられる。
SiとCとHとを構成原子とする原料ガスとしては、Si
(CH3)4,Si(C2H5)4等のケイ化アルキルを挙げることが出
来る。
この他に、炭素原子(C)の導入に加えて、ハロゲン
原子(X)の導入も行えるという点からCF4,CCl4,CH3CF
3等のハロゲン化炭素ガスを挙げることが出来る。
グロー放電法,HRCVD法,FOCVD法によってIR吸収層を形
成するには、酸素原子導入用の出発物質としては、少な
くとも酸素原子を構成原子とするガス状の物質またはガ
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。
たとえば、シリコン原子(Si)を構成原子とする原料
ガスと、酸素原子(O)を構成原子とする原料ガスと、
必要に応じて水素原子(H)またはおよびハロゲン原子
(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、またはシリコン原子(Si)を構成原
子とする原料ガスと、酸素原子(O)および水素原子
(H)を構成原子とする原料ガスとを、これもまた所望
の混合比で混合するか、あるいはシリコン原子(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)および水素原子(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できる。
また別には、シリコン原子(Si)と水素原子(H)と
を構成原子とする原料ガスに、酸素原子(O)を構成原
子とする原料ガスを混合して使用しても良い。
酸素原子(O)導入用の原料ガスに成り得るものとし
て有効に使用される出発物質は、たとえば酸素(O2),
オゾン(O3),一酸化窒素(NO),二酸化窒素(N
O2),一二酸化窒素(N2O),三二酸化窒素(N2O3),
四三酸化窒素(N2O4),五二酸化窒素(N2O5),三酸化
窒素(NO2),シリコン原子(Si)と酸素原子(O)と
水素原子(H)と構成原子とする、たとえば、ジシロキ
サン(H3SiOSiH3),トリシロキサン(H3SiOSiH2OSi
H3)等の低級シロキサン等を挙げることができる。
スパツタリング法によってIR吸収層を形成するには、
IR吸収層形成の際、単結晶または多結晶のSiウエーハー
またはSi3N4ウエーハー、またはSiとSi3N4が混合されて
含有されているウエーハーおよび/またはSiO2ウエーハ
ー、またはSiとSiO2が混合されて含有されているウエー
ハーおよび/またはSiCウエーハーまたはSiとSiC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リングすること
によって行えば良い。
たとえば、窒素原子を含有させるにはSiウエーハーを
ターゲツトとして使用すれば、窒素原子と必要に応じて
水素原子または/およびハロゲン原子を導入するための
原料ガスを、必要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツ
タ用の堆積室中に導入し、これら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リングすれば良
い。
また、別には、SiとSi3N4とは別々のターゲツトとし
てまたはSiとSi3N4と混合した一枚のターゲツトを使用
することによって、スパツタ用のガスとしての稀釈ガス
の雰囲気中でまたは少なくとも水素原子(H)または/
およびハロゲン原子(X)を構成原子として含有するガ
ス雰囲気中でスパツタリングすることによって成され
る。
窒素原子、炭素原子、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法の例で示した原料ガスの中
の窒素原子、炭素原子、酸素原子導入用の原料ガスが、
スパツタ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、IR吸収層の形成の際に、該層に含有
される窒素原子および/または炭素原子および/または
酸素原子の分布濃度C(N)および/またはC(C)お
よび/またはC(O)を層厚方向に変化させて、所望の
層厚方向の分布状態(depth profile)を有する層を形
成するには、グロー放電法,HRCVD法,FOCVD法の場合に
は、分布濃度C(N)および/またはC(C)および/
またはC(O)を変化させるべき窒素原子および/また
は炭素原子および/または酸素原子導入用の出発物質の
ガスを、そのガス流量を所望の変化率曲線にしたがって
適宜変化させ乍ら、堆積室内に導入することによって成
される。
たとえば手動あるいは外部駆動モータ等の通常用いら
れている何らかの方法により、ガス流路系の途中に設け
られた所定のニードルバルブの開口を適宜変化させる操
作を行えば良い。
スパツタリング法によって形成する場合、窒素原子お
よび/または炭素原子および/または酸素原子の層厚方
向の分布濃度C(N)および/またはC(C)および/
またはC(O)を層厚方向で変化させて、窒素原子およ
び/または炭素原子および/または酸素原子の層厚方向
の所望の分布状態(depth profile)を形成するには、
第一には、グロー放電法による場合と同様に、窒素原子
および/または炭素原子および/または酸素原子導入用
の出発物質をガス状態で使用し該ガスを堆積室中へ導入
する際のガス流量を所望に従って適宜変化させることに
よって成される。
第二には、スパツタリング用のターゲツトを、たとえ
ばSiとSi3N4との混合されたターゲツトを使用するので
あれば、SiとSi3N4との混合比を、ターゲツトの層厚方
向において、あらかじめ変化させておくことによって成
される。
SiCかSiO2を用いる場合も、Si3N4と同様に行えばよ
い。
IR吸収層中に含有される窒素原子(N)の量、または
酸素原子(O)の量、または炭素原子(C)の量、また
は窒素原子と酸素原子の量の和(N+O)、または窒素
原子と炭素原子の量の和(N+C)、または炭素原子と
酸素原子の量の和(C+O)、または窒素原子と炭素原
子と酸素原子の量の和(N+C+O)は、好ましくは0.
01〜40原子%、より好ましくは0.05〜30原子%、最適に
は0.1〜25原子%とされるのが望ましい。
IR吸収層中に、伝導特性を制御する物質(MR)、たと
えば、第III族原子あるいは第V族原子を構造的に導入
するには、層形成の際に、第III族原子導入用の出発物
質あるいは第V族導入用の出発物質をガス状態で堆積室
中に、IR吸収層を形成するための他の出発物質と共に導
入してやれば良い。このような第III族原子導入用に出
発物質と成り得るものとしては、常温常圧でガス状のま
たは、少なくとも層形成条件下で容易にガス化し得るも
のが採用されるのが望ましい。そのような第III族原子
導入用の出発物質として具体的には硼素原子導入用とし
ては、B2H6,B4H10,B5H9,B5H11,B6H10,B6H12,B7H14等の
水素化硼素、BF3,BCl2,BBr3等のハロゲン化硼素等が挙
げられる。この他、AlCl3,GaCl3,Ga(CH3)3,InCl2,TlCl3
等も挙げられることができる。
第V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、燐原子導入用としては、PH3,P2
H4等の水素化燐、PH4I,PF3,PF5,PCl3,PCl5,PBr3,PBr5,P
I3等のハロゲン化燐が挙げられる。この他、AsH3,AsF3,
AsCl3,AsBr3,AsF5,SbH3,SbF3,SbF5,SbCl3,SbCl5,BiH3,B
iCl3,BiBr3等も第V族原子導入用の出発物質の有効なも
のとして挙げられることができる。
更に本発明におけるIR吸収層の層厚は、所望の電子写
真特性が得られることおよび経済的効果等の点から0.05
〜25μ、好ましくは0.07〜20μ、最適には0.1〜15μと
するのが望ましい。
CTL 本発明におけるCTLは、構成要素として、シリコン原
子と、炭素原子、窒素原子および酸素原子のうち少なく
とも一種と、伝導性を制御する物質(M)とを含有する
Non-Si(H,X)(以後「Non-SiM(C,N,O)(H,X)」と略
記する)で構成され、所望の電子写真特性を満足する電
荷輸送特性を有する。該CTLに含有される炭素原子、窒
素原子または酸素原子は、該CTL中に万偏無く均一に分
布した状態で含有されても良いし、あるいは層厚方向に
は不均一な分布状態で含有している部分があっても良い
ように含有されても良い。伝導性を制御する物質(M)
は層厚方向には不均一に分布する状態で含有される。つ
まり、物質(M)の濃度が層厚方向に支持体側から増加
または減少する部分を有するような不均一な分布状態で
含有される。いずれにしても、伝導性を制御する物質
(M),炭素原子,窒素原子および酸素原子のいずれも
含有される場合には、CTLの全層領域に含有される。伝
導性を制御する物質(M)のCTLの層厚方向の分布濃度
がCTLの少なくとも一部の層領域において、不均一にな
るように、物質(M)はCTL中に含有される。
炭素原子,窒素原子および酸素原子のCTLにおける層
厚方向の分布濃度は、均一であっても良く、あるいは伝
導性を制御する物質(M)と同様にCTLの少なくとも一
部の層領域で不均一となるように含有されても良い。
第12図乃至第27図にはCTLに含有される伝導性を制御
する物質(M)の層厚方向の分布状態の典型的例が示さ
れている。
第12図乃至第27図において、横軸は含有する物質
(M)の分布濃度Cを、縦軸はCTLの層厚を示し、tB
支持体側のCGLの端面の位置を、tTは支持体側とは反対
側のCGLの端面の位置を示す。すなわち、物質(M)の
含有されるCGLはtB側よりtT側に向って層形成がなされ
る。
第12図には、CTL中に含有される物質(M)の層厚方
向の分布状態の第1の典型例が示される。
第12図に示される例では、CTLとCGLとが接する界面位
置tBよりt11の位置までは、物質(M)の分布濃度CがC
37なる一定の値を取り乍ら物質(M)が形成されるCTL
に含有され、位置t11よりは濃度C38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
いては物質(M)の分布濃度CはC39とされる。
第13図に示される例においては、含有される物質
(M)の分布濃度Cは位置tBより位置tTに至るまで濃度
C40から徐々に連続的に減少して位置tTにおいて濃度C41
となる様な分布状態を形成している。
第14図の場合には、位置tBより位置t12までは物質
(M)の分布濃度Cは濃度C42と一定値とされ、位置t12
と位置tTとの間において、C43より徐々に連続的に減少
され、位置tTにおいて、分布濃度Cは実質的に零とされ
ている(ここで実質的に零とは検出限界量未満の場合で
ある。) 第15図の場合には、物質(M)の分布濃度Cは位置tB
より位置tTに至るまで、濃度C44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16図に示す例においては、物質(M)の分布濃度C
は、位置tBと位置t13間においては、濃度C45と一定値で
あり、位置tTにおいては濃度C46とされる。位置t13と位
置tTとの間では、分布濃度Cは一次関数的に位置t13
り位置tTに至るまで減少されている。
第17図に示す例においては、位置tBより位置tTに至る
まで、物質(M)の分布濃度Cは濃度C47より実質的に
零に至るように一次関数的に減少している。
第18図に示される例においては、含有される物質
(M)の分布濃度Cは位置tBより位置tTに至るまでC48
から徐々に連続的に減少して位置tTにおいてC49となる
様な分布状態を形成している。
第19図に示される例においては、物質(M)の分布濃
度Cは位置tBよりt14まではC50の一定値を取り、位置t
14より位置tTまではC71よりC52まで一次関数的に減少す
る分布状態とされている。
第20図に示される例においては、物質(M)の分布濃
度Cは位置tBより位置t15に至るまでC45からC44まで徐
々に連続的に増加し、位置t15よりはC43の一定値を取り
位置tTに至る様な分布状態を形成している。
第21図に示される例においては物質(M)の分布濃度
Cは位置tBより位置tTに至るまでC47からC46まで徐々に
連続的に増加する様な分布状態を形成している。
第22図に示される例においては、物質(M)の分布濃
度Cは位置tBより位置t16に至るまで実質的に零からC49
まで徐々に連続的に増加し、位置t16よりはC48の一定値
を取り位置tTに至る様な分布状態を形成している。
第23図に示される例においては、物質(M)の分布濃
度Cは位置tBより位置tTに至るまで実質的に零からC50
まで徐々に連続的に増加する様な分布状態を形成してい
る。
第24図に示される例においては、物質(M)の分布濃
度Cは位置tBより位置t17に至るまでC52からC81まで一
次関数的に増加し、位置t17よりはC51の一定値を取り位
置tTに至る様な分布状態を形成している。
第25図に示される例においては物質(M)の分布濃度
Cは位置tBより位置tTに至るまで、実質的に零からC53
まで一次関数的に増加する様な分布状態を形成してい
る。
第26図に示される例においては、物質(M)の分布濃
度Cは位置tBより位置tTに至るまでC55からC54まで徐々
に連続的に増加する様な分布状態を形成している。
第27図に示される例においては、物質(M)の分布濃
度Cは位置tBより位置t18に至るまでC58からC57まで一
次関数的に増加し、位置t18よりはC56の一定値を取り位
置tTに至る様な分布状態を形成している。
第28図乃至第37図にはCTLに含有される炭素原子
(C)、窒素原子(N)および酸素原子(O)の層厚方
向の分布状態の典型的例が示されている。以後の説明に
おては、便宜上、炭素原子(C)、窒素原子(N)およ
び酸素原子(O)を総称して「原子(Y)」と記す。
第28図乃至第37図において、横軸は含有する原子
(Y)の分布濃度Cを、縦軸はCTLの層厚を示し、tB
支持体側のCTLの端面の位置を、tTは支持体側とは反対
側のCTLの端面の位置を示す。すなわち、原子(Y)の
含有されるCTLはtB側よりtT側に向って層形成がなされ
る。
第28図には、CTL中に含有される原子(Y)の層厚方
向の分布状態の第1の典型例が示される。
第28図に示される例では、界面位置tBよりt24の位置
までは、原子(Y)の分布濃度Cが値C69なる一定の値
を取り乍ら原子(Y)が形成される層領域(Y)に含有
され、位置t19よりは分布濃度値C70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
いては原子(Y)の分布濃度Cは値C71とされる。
第29図に示される例においては、含有される原子
(Y)の分布濃度Cは位置tBより位置tTに至るまで分布
濃度値C72から徐々に連続的に減少して位置tTにおいて
分布濃度値C73となる様な分布状態を形成している。
第30図の場合には、tBより位置t20までは原子(Y)
の分布濃度Cは分布濃度値C74と一定値とされ、位置t20
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、分布濃度Cは実質的に零とされている
(ここで実質的に零とは検出限界量未満の場合である、
以後の「実質的に零」の意味も同様である)。
第31図の場合には、原子(Y)の分布濃度Cは位置tB
より位置tTに至るまで、濃度値C76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32図に示す例においては、原子(Y)の分布濃度C
は、位置tBと位置t21間においては、分布濃度値C77と一
定値であり、位置tTにおいては分布濃度値C78とされ
る。位置t21と位置tTとの間では、分布濃度Cは一次関
数的に位置t21より位置tTに至るまで減少されている。
第33図に示す例においては、位置tBより位置tTに至る
まで、原子(Y)の分布濃度Cは、分布濃度値C79より
実質的に零に至るように一次関数的に減少している。
第34図に示される例においては、含有される原子
(Y)の分布濃度Cは位置tBより位置tTに至るまで値C
80から徐々に連続的に減少して位置tTにおいて値C81
なる様な分布状態を形成している。
第35図に示される例においては、原子(Y)の分布濃
度Cは位置tBより位置t22までは値C82の一定値を取り、
位置t22より位置tTまでは値C83より値C84まで一次関数
的に減少する分布状態とされている。
第36図に示される例においては、原子(Y)の分布濃
度Cは位置tBより位置tTまでは値C85の一定値を取る。
第28図乃至第35図において示した例は、いずれもtT
よりtB側のほうが原子(Y)の分布濃度Cが多い例を示
したが、tT側とtB側をまったく逆にして、tB側よりtT
のほうが原子(Y)の分布濃度Cが多くてもよい。たと
えば第37図に示される例では、第28図において、tT側と
tB側を逆にした場合で、界面位置tBより位置t23に至る
まで原子(Y)の分布濃度Cは値C88と一定であり、t28
よりt24までC88から徐々に連続的に増加して位置t24でC
87となり、位置t24から界面位置tTまで値C86なる一定の
値となる。
前記の伝導性を制御する物質(M)としては、IR吸収
層の記述の中で挙げた伝導性を制御する物質(MR)の
中、第III族原子を挙げることが出来る。
本発明においては、CTLの全層領域に伝導性を制御す
る物質(M)として第III族原子を含有させることによ
って、主として伝導型および/または伝導率を制御する
効果および/またはCTLとCGLとの間の電荷注入性を向上
させる効果を得ることが出来るが、その含有量は比較的
少量とされる。物質(M)の含有量としては好適には1
×10-3〜1×103原子ppm、より好適には5×10-3〜1×
102原子ppm、最適には1×10-2〜50原子ppmとされるの
が望ましい。
また、本発明におけるCTLの全層領域には炭素原子ま
たは/および酸素原子または/および窒素原子が含有さ
れ、主として高暗抵抗化や分光感度の制御と、CTLとCGL
との間の密着性の向上を計ることが出来る。炭素原子、
酸素原子、または窒素原子の含有量は、あるいはこれ等
の中少なくとも二種を含有させる場合にはそれ等の総含
有量としては、好適には1×10-3〜5×10原子%、より
好適には5×10-2〜4×10原子%、最適には1×10-1
3×10原子%とされるのが望ましい。
また、本発明におけるCTLに含有する水素原子または
/およびハロゲン原子はシリコン原子の未結合手を補償
し層品質の向上を計ることが出来る。
CTL中に含有される水素原子またはハロゲン原子、あ
るいは水素原子とハロゲン原子の和の含有量は、好適に
は1〜70原子%、より好適には5〜50原子%、最適には
10〜30原子%とされるのが望ましい。
本発明において、CTLの層厚は所望の電子写真特性が
得られることおよび経済的効果等の観点から、好ましく
は5〜50μ、より好ましくは10〜40μ、最適には20〜30
μとされるのが望ましい。
本発明において、CTL中に原子(Y)を導入するに
は、CTL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れば良い。
グロー放電法,HRCVD法,FOCVD法によってCTLを形成す
る際に使用される窒素原子導入用炭素原子導入用および
酸素原子導入用の出発物質としては、IR吸収層の記述の
ところで挙げたものと同様のものを具体的の挙げること
が出来る。
スパツタリング法によってCTLを形成するには、CTL形
成の際、単結晶または多結晶のSiウエハーまたはSi3N4
ウエーハー、またはSiとSi3N4が混合されて含有されて
いるウエーハーおよび/またはSiO2ウエーハー、または
SiとSiO2が混合されて含有されているウエーハーおよび
/または、SiCウエーハー、またはSiとSiC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
を種のガス雰囲気中でスパツタリングすることによって
行えば良い。
たとえば、窒素原子を含有させるにはSiウエーハーを
ターゲツトとして使用すれば、窒素原子と必要に応じて
水素原子または/およびハロゲン原子を導入するための
原料ガスを、必要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツ
タ用の堆積室中に導入し、これら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リングすれば良
い。
また、別には、SiとSi3N4とは別々のターゲツトとし
て、またはSiとSi3N4の混合した一枚のターゲツトを使
用することによって、スパツタ用のガスとしての稀釈ガ
スの雰囲気中でまたは少なくとも水素原子(H)または
/およびハロゲン原子(X)を構成原子として含有する
ガス雰囲気中でスパツタリングすることによって成され
る。
窒素原子,炭素原子,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法の例で示した原料ガスの中
の窒素原子,炭素原子,酸素原子導入用の原料ガスがス
パツタ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、CTLの形成の際に、該層に含有され
る原子(Y)の分布濃度C(Y)を層厚方向に変化させ
て、所望の層厚方向の分布状態(depth profile)を有
する層を形成するには、グロー放電法HRCVD法,FDCVD法
の場合には、分布濃度C(Y)を変化させるべき原子
(Y)導入用の出発物質のガスを、そのガス流量を所望
の変化率曲線にしたがって適宜変化させ乍ら、堆積室内
に導入することによって成される。
たとえば手動あるいは外部駆動モータ等の通常用いら
れている何らかの方法により、ガス流路系の途中に設け
られた所定のニードルバルブの開口を適宜変化させる操
作を行えば良い。
スパツタリング法によって形成する場合、原子(Y)
の層厚方向の分布濃度C(Y)を層厚方向で変化させ
て、原子(Y)の層厚方向の所望の分布状態(depth pr
ofile)を形成するには、第一には、グロー放電法によ
る場合と同様に、原子(Y)導入用の出発物質をガス状
態で使用し該ガスを堆積室中へ導入する際のガス流量を
所望に従って適宜変化させることによって成される。
第二には、スパツタリング用のターゲツトを、たとえ
ばSiとSi3N4との混合されたターゲツトを使用するので
あれば、SiとSi3N4との混合比を、ターゲツトの層厚方
向において、あらかじめ変化させておくことによって成
される。
SiCやSiO2を用いる場合も、Si3N4と同様に行えばよ
い。
CTL中に、伝導特性を制御する物質(M)、たとえ
ば、第III族原子あるいは第V族原子を構造的に導入す
るには、IR吸収層の形成の際と同様に出発物質あるいは
第V族導入用の出発物質をガス状態で堆積室中に、CTL
を形成するための他の出発物質と共に導入してやれば良
い。
本発明の目的を達成しうる特性を有するCGL、CTLをNo
n-Si(H,X)として水素原子または/およびハロゲン原
子を含有するA-Si(以後、「A-Si(H,X)」と称する)
を選択して構成するには、支持体1の温度、ガス圧を所
望に従って適宜設定する必要がある。
支持体温度(Ts)は、層設計に従って適宜最適範囲が
選択されるが、通常の場合、50℃〜400℃、好適には100
〜300℃とするのが望ましい。
堆積室内のガス圧も同様に層設計に従って、適宜最適
範囲が選択されるが、通常の場合1×10-4〜10Torr、好
ましくは1×10-3〜3Torr、最適には1×10-2〜1Torrと
するのが望ましい。
本発明においては、前記各層を作成するための支持体
温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が
挙げられるが、これらの層作成フアクターは、通常は独
立的に別々に決められるものではなく、所望の特性を有
する各層を形成すべく、相互的且つ有機的関連性に基づ
いて、各層作成フアクターの最適値を決めるのが望まし
い。
CGLCTLを構成するNon-Si(H,X)として、水素原子ま
たは/およびハロゲン原子を含有する多結晶シリコン
(以後「poly-Si(H,X)」と呼称する。)を選択して構
成する場合、その層を形成するについては種々の方法が
あり、たとえば次のような方法があげられる。
その1つの方法は、支持体温度を高温、具体的には40
0〜600℃に設定し、該支持体上にプラズマCVD法により
膜を堆積せしめる方法である。
他の方法は、支持体表面に先ずアモルフアス状の膜を
形成、すなわち、支持体温度をたとえば約250℃にした
支持体上にプラズマCVD法により膜を形成し、該アモル
フアス状の膜をアニーリング処理することによりpoly化
する方法である。該アニーリング処理は、支持体を400
〜600℃に約5〜30分間加熱するか、あるいは、レーザ
ー光を約5〜30分間照射することにより行われる。
次に高周波(以下RFと略す)グロー放電分解法によっ
て形成される本発明の電子写真用光受容部材の製造方法
について説明する。
次に高周波(以下RFと略す)グロー放電分解法によっ
て形成される光導電部材の製造方法について説明する。
第38図にRFグロー放電分解法による電子写真用光受容
部材の製造装置を示す。
図中の1011,1012,1013,1014,1015,1016のガスボンベ
には、本発明の夫々の層を形成する為の原料ガスが密封
されており、その一例として、たとえば1011にはSiH4
ス(純度99.999%)ボンベ、1012にはH2ガス(純度99.9
99%)ボンベ、1013にはH2ガスで希釈されたB2H6ガス
(純度99.999%以下B2H6/H2と略す)ボンベ、1014はNO
ガス(純度99.5%)ボンベ、1015はGeH4ガス(純度99.9
99%)ボンベ、1016はCH4ガス(純度99.999%)ボンベ
である。
基体シリンダー上に本発明の層構成を持つ電子写真用
光受容部材の作成法を具体例に基づいて述べる。
電子写真用光受容部材を形成する場合の一例として、
IR吸収層形成用ガスに、SiH4ガス、B2H6/H2ガス、NOガ
ス、GeH4ガスを、CGL形成用ガスとしてSiH4ガス、H2
スを、CTL形成用ガスとしてSiH4ガス、NH3ガス、B2H6
H2ガスを用いる場合をとりあげる。
これらのガスを反応室1001に流入させるにはガスボン
ベ1011〜1017のバルブ1051〜1057、反応室1011のリーク
バルブ1003が閉じられている事を確認し、また、流入バ
ルブ1031〜1037、流出バルブ1041〜1047、補助バルブ10
70が開かれている事を確認して、先ずメインバルブ1002
を開いて反応室1001およびガス配管内を排気する。
次に真空計1004の読みが約5×10-6Torrになった時点
で補助バルブ1070、流出バルブ1041〜1047を閉じる。
その後、ガスボンベ1011よりSiH4ガス、ガスボンベ10
12よりH2ガス、ガスボンベ1013よりB2H6/H2ガス、ガス
ボンベ1014よりNOガス、ガスボンベ1015よりGeH4ガス、
ガスボンベ1016よりNH3ガス、ガスボンベ1017よりCH4
スを、バルブ1051〜1054,1056,1057を開いて導入し、圧
力調節器1061〜1065,1066,1067により各ガス圧力を2Kg
/cm2に調節する。
次に流入バルブ1031〜1037を徐々に開けて、以上の各
ガスをマスフローコントローラー1021〜1027内に導入す
る。
また、反応室1001内に設置された基体シリンダー1007
の温度は加熱ヒーター1008により50〜350℃の間の所望
の温度迄加熱される。
以上のようにして成膜の準備が完了した後、基体シリ
ンダー1007上にIR吸収層、CTL,CGLの各層の成膜を行
う。
IR吸収層を形成するには流出バルブ1041,1043、1044,
1045および補助バルブ1070を徐々に開いてSiH4ガス、B2
H6/H2ガスNOガスGeH4ガスを反応室1001内に流入させ
る。この時、SiH4ガス流量、B2H6/H2ガス流量、NOガス
流量、GeH4ガス流量が所望の値になるように流出バルブ
1041,1043,1044,1045を調節し、また、反応室内の圧力
が所望の値になるように真空計1004を見ながらメインバ
ルブ1002の開口を調節する。その後、電源1010を所望の
電力に設定して反応室1001内にRFグロー放電を生起さ
せ、基体シリンダー上にIR吸収層の形成を開始する。所
望の膜厚の形成が行われた後、RFグロー放電を止め、ま
た、流出バルブ1041,1043,1044,1045を閉じて反応室内
へのガスの流入を止め、IR吸収層の形成を終える。
上記のようにして形成されたIR吸収層上にCTLを形成
する。
CTLを形成するには、流出バルブ1041,1043,1045およ
び補助バルブ1070を徐々に開いて、SiH4ガスB2H6ガスNH
3ガスを反応室1001内に流入させる。この時、SiH4ガス
流量B2H6ガス流量NH3ガス流量が所望の値になるよう
に、流出バルブ1041,1043,1045を調節し、また反応室の
圧力が所望の値になるように、真空計1004を見ながらメ
インバルブ1002の開口を調節する。その後、電源1010を
所望の電力に設定して反応室内にRFグロー放電を生起さ
せ、基体シリンダー上にCTLの形成を開始する。所望の
膜厚の形成が行われた後、RFグロー放電を止め、流出バ
ルブ1041,1043,1045を閉じて反応室内へのガスの流入を
止め、CTLの形成を終える。
上記のようにして形成されたCTL上にCGLを形成する。
CGLを形成するには流出バルブ1041,1042および補助バ
ルブ1070を徐々に開いて、SiH4ガス、H2ガスを反応室10
01内に流入させる。この時、SiH4ガス流量、H2ガス流量
が所望の値になるように流出バルブ1041,1042を調節
し、また、反応室内の圧力が所望の値になるように真空
計1004を見ながらメインバルブ1002の開口を調節する。
その後、電源1010を所望の電力に設定して反応室内にRF
グロー放電を生起させ、基体シリンダー上にCGLの形成
を開始する。所望の膜厚の形成が行われた後、RFグロー
放電を止め、また流出バルブ1041,1042を閉じて反応室
内へのガスの流入を止め、CGLの形成を終える。
夫々の層を形成する際に、必要なガス以外の流出バル
ブは全て閉じられている事は言うまでもなく、また、夫
々のガスが反応室1001内、流出バルブ1041〜1046から反
応室1001に至る配管内に残留する事を避ける為に、流出
バルブ1041〜1046を閉じ、補助バルブ1070を開き、さら
にメインバルブ1002を全開にして、系内を一旦高真空に
排気する操作を必要に応じて行う。
また、層形成を行っている間は層形成の均一化を図る
為、基体シリンダー1007は、モーター1009によって所望
される速度で回転させる。
上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の作成条件
に従って変更が加えられる事は云うまでもない。
次にマイクロ波(以下μWと略す)グロー放電分解法
によって形成される電子写真用光受容部材の製造方法に
ついて説明する。
第39図にμWグロー放電分解法による電子写真用光受
容部材の製造装置を示す。
図中の2011,2012,2013,2014,2015,2016,2017のガスボ
ンベには、本発明の夫々の層を形成する為の原料ガスが
密封されており、その一例としてたとえば2011にはSiH4
ガス(純度99.999%)ボンベ、2012にはH2ガス(純度9
9.999%)ボンベ、2013にはH2ガスで稀尺されたB2H6
ス(純度99.999%、以下「B2H6/H2」と略す)ボンベ、
2014はNOガス(純度99.5%)ボンベ、2015はGeH4ガス
(純度99.999%)、2016はNH3ガス(純度99.999%)ボ
ンベ、2017はCH4ガス(純度99.999%)ボンベである。
基体シリンダー上に、本発明の層構成を持つ電子写真
用光受容部材の作成法を、具体例に基づいて述べる。
電子写真用光受容部材を形成する場合の一例として、
IR吸収層形成用ガスにSiH4ガスB2H6/H2ガスNOガスGeH4
ガスをCTL形成用ガスとしてSiH4ガスH2ガスを、CTL形成
用ガスとしてSiH4ガスNH3ガスB2H6/H2ガスを、用いる
場合をとりあげる。
これらのガスを反応室2001に流入させるにはガスボン
ベ2011〜2017のバルブ2051〜2057、反応室2011のリーク
バルブ2003が閉じられている事を確認し、また、流入バ
ルブ2031〜2037、流出バルブ2041〜2047、補助バルブ20
70が開かれている事を確認して先ずメインバルブ2002を
開いて反応室2001およびガス配管内を排気する。
次に真空計2004の読みが約5×10-6Torrになった時点
で補助バルブ2070、流出バルブ2041〜2047を閉じる。
その後、ガスボンベ2011よりSiH4ガス、ガスボンベ20
12よりH2ガス、ガスボンベ2013よりB2H6/H2ガス、ガス
ボンベ2014よりNOガス、ガスボンベ2015よりGeH4ガス、
ガスボンベ2016よりNH3ガスを、ガスボンベ2017よりCH4
ガスをバルブ2051〜2057を開いて導入し、圧力調節器20
61〜2067により各ガス圧力を2Kg/cm2に調節する。
次に流入バルブ2031〜2037を徐々に開けて、以上の各
ガスをマスフローコントローラー2021〜2027内に導入す
る。
また、反応室2001内に設置された基体シリンダー2006
の温度は加熱ヒーター2005により50〜350℃の間の所望
の温度迄加熱される。
以上のようにして成膜の準備が完了した後、基体シリ
ンダー1007上にIR吸収層、CTL,CGLの各層の成膜を行
う。
IR吸収層を形成するには、流出バルブ2041,2043,204
4,2045および補助バルブ2070を徐々に開いてSiH4ガス、
B2H6/H2ガスNOガスGeH4ガスを反応室2001内に流入させ
る。この時、SiH4ガス流量、B2H6/H2ガス流量、NOガス
流量、GeH4ガスの流量が所望の値になるように流出バル
ブ2041,2043,2044,2045を調節し、また、反応室内の圧
力が所望の値になるように真空計2004を見ながらメイン
バルブ2002の開口を調節する。その後、マイクロ波電源
2008を所望の電力に設定し、導波管2009および誘電体窓
2010を通して反応室内にμWグロー放電を生起させ、基
体シリンダー上に電荷注入阻止層の形成を開始する。所
望の膜厚の形成が行われた後、μWグロー放電を止め、
また、流出バルブ2041,2043,2044,2045を閉じて反応室
内へのガスの流入を止め、電荷注入阻止層の形成を終え
る。
上記のようにして形成されたIR吸収層上にCTLを形成
する。
CTLを形成するには、流出バルブ2041,2043,2045およ
び補助バルブ2070を徐々に開いてSiH4ガス、B2H6ガスNH
3ガスを反応室2001内に流入させる。この時、SiH4ガス
流量、B2H6ガス流量NH3ガス流量が所望の値になるよう
に、流出バルブ2041,2043,2045を調節し、また、反応室
内の圧力が所望の値になるように、真空計2004を見なが
らメインバルブ2002の開口を調節する。その後、マイク
ロ波電源2008を所望の電力に設定し、導波管2009および
誘電体窓2010を通して反応室内にμWグロー放電を生起
させ、基体シリンダー上にCTLの形成を開始する。所望
の膜厚の形成が行われた後、μWグロー放電を止め、流
出バルブ2041,2043,2045を閉じて反応室内へのガスの流
入を止め、CTLの形成を終える。
上記のようにして形成されたCTL上にCGLを形成する。
CGLを形成するには流出バルブ2041,2042および補助バ
ルブ2070を徐々に開いてSiH4ガス、H2ガスを反応室2001
内に流入させる。この時、SiH4ガス流量、H2ガス流量が
所望の値になるように、流出バルブ2041,2042を調節
し、また、反応室内の圧力が所望の値になるように真空
計2004を見ながらメインバルブ2002の開口を調節する。
その後、マイクロ波電源2008を所望の電力に設定し、導
波管2009および誘電体窓2010を通して反応室内にμWグ
ロー放電を生起させ、基体シリンダー上にCGLの形成を
開始する。所望の膜厚の形成が行われた後、μWグロー
放電を止め、流出バルブ2041,2042を閉じて反応室内へ
のガスの流入を止め、CGLの形成を終える。
夫々の層を形成する際に必要なガス以外の流出バルブ
は全て閉じられている事は云うまでもなく、また、夫々
のガスが反応室2001内、流出バルブ2041〜2046から反応
室2001に至る配管内に残留する事を避ける為に、流出バ
ルブ2041〜2046を閉じ、補助バルブ2070を開き、さらに
メインバルブ2002を全開に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。
また、層形成を行っている間は層形成の均一化を図る
為基体シリンダー2006は、モーター2007によって所望さ
れる速度で回転させる。
上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の作成条件
に従って変更が加えられる事は云うまでもない。
次にHRCVD法によって形成される電子写真用光受容部
材の製造方法について説明する。
第40図にHRCVD法による電子写真用光受容部材の製造
装置を示す。
第40図において、3001は成膜室、3002は活性化室
(A)、3003,3018はマイクロ波プラズマ発生装置、300
4は活性種(A)の原料ガス導入管、3005は活性種
(A)導入管、3006はモーター、3007はシリンダー状の
基体を加熱するヒーター、3008,3009は吹き出し管、301
0はシリンダー状の基体、3011はメイン排気バルブを示
している。また3012ないし3016は原料ガス供給用ボンベ
であり、3017は活性化室(B)、3019は原料ガス導入
管、3020は活性室(B)より生じる活性種導入管であ
る。本装置を用いてシリンダー状の基体に本発明になる
層構成を持つ電子写真用光受容部材の作成方法を具体的
に述べる。
一例を挙げるとシリンダー状の基体としてはAlを使用
し、IR吸収層形成用ガスとしては、SiH4,GeH4,B2H6,NOH
2を、CGL形成用ガスとしてはSiH4H2を、CTL形成用ガス
としてはSiH4,SiF4,CH4H2,B2H6を用いた。
まずAlシリンダー状基体3010を成膜室3001につり下
げ、その内側に加熱ヒーター3007を備えモーター3006に
より回転出来るようにし、成膜室を5×10-6Torrまで排
気した。
IR吸収層を形成するには、ボンベ3012からH2ガスを導
入管3004を通して活性化室(A)に導き、マイクロ波プ
ラズマ発生装置3003により活性化処理をし、活性水素を
導入管3005を通して吹き出し管3008より成膜室3001に導
いた。一方、ボンベ3013よりSiH4ガス,3014よりB2H6
ス,3015よりNOガス,3016よりCH4ガス,不図示のボンベ
よりGeH4ガス,SiF4ガスを導入管3019より活性化室
(B)3017に導入し、マイクロ波プラズマ発生装置3018
により活性化処理をした後導入管3020を通して吹き出し
管3009より成膜室3001に導いた。この時、ガスの流量、
内圧、およびマイクロ波電力は所望の数値に設定され
る。
Alシリンダー状基体3010はヒーター3007により所望の
温度に加熱保持され、排ガスはメイン排気バルブ3011の
開口を適宜に調整して排気させた。このようにして電荷
注入阻止層を形成させた。上記IR吸収層の上に同様にし
て、ボンベ3012よりH2ガス、3013よりSiH4ガス、3014よ
りB2H6ガス、3016よりCH4ガス、不図示のボンベよりSiF
4ガスを供給しCTLをボンベ3012よりH2ガス、3013よりSi
H4ガスを供給しCGLを順次形成し、電子写真用光受容部
材を形成した。
次にFOCVD法によって形成される電子写真用光受容部
材の製造方法について説明する。
第41図にFOCVD法による電子写真用光受容部材の製造
装置を示す。
図中の4011,4012,4013,4014,4015,4016,4017のガスボ
ンベには、本発明の夫々の層を形成する為の原料ガスが
密封されており、その一例として、たとえば4011にはSi
H4ガス(純度99.999%)ボンベ、4012にはH2ガス(純度
99.999%)ボンベ、4013はH2で希釈されたB2H6ガス(純
度99.999%以下、「B2H6/H2」と略す)ボンベ、4014は
NOガス(純度99.5%)ボンベ、4015はGeH4ガス(純度9
9.999%以下)ボンベ、4016はCH4ガス(純度99.99%)
ボンベ、4017はF2ガス(10%He稀釈、純度99.99%)で
ある。
基体シリンダー上に、本発明の層構成を持つ電子写真
用光受容部材の作成法を、具体的に基づいて述べる。
電子写真用光受容部材を形成する場合の一例として、
IR吸収層形成用ガスにSiH4ガス,B2H6H2ガス,NOガス,G
eH4ガス,F2ガスを、CGL形成用ガスとしてSiH4ガス,H2
ガス,F2ガスをCTL形成用ガスとしてSiH4ガス,CH4
ス,B2H6ガス,F2ガスを用いる場合をとりあげる。
4011〜4016のボンベに充填されている原料ガスは、40
31〜4036の夫々のバルブ、4053〜4058のマスフローコン
トローラーを通り、4020から4001の真空チヤンバーへ導
入する。
4017のボンベに充填されているF2ガスは前記同様にし
て4021を通して4001の真空チヤンバーへ導入する。
真空チヤンバー4001はメイン真空バルブ4002を介し
て、不図示の真空排気装置により排気される。
4061は基体4060を成膜時に適当な温度に加熱したり、
あるいは成膜前に基体4060を予備加熱したり、更には成
膜後、膜をアニールする為に加熱する基体加熱用ヒータ
ーである。
基体加熱ヒーターは不図示の導線を介して、不図示の
電源より電力が供給される。
また、基体シリンダー4060は均一な膜を形成する為に
4062の回転機構により回転している。
4011〜4017のガスを4001に導入するには、4001のチヤ
ンバー内が約5×10-6Torrになった時点で種々のバルブ
操作により、ゆっくりと導入しなければならない。
また、チヤンバー4001内に設置された基体シリンダー
4060の温度は、前記ヒーター4061により50〜350℃の間
の所望の温度迄加熱すればよい。
以上のようにして成膜準備が完了した後、基体シリン
ダー4060上にIR吸収層、CTL,CGLの順で成膜を行う。
IR吸収層形成するには、バルブ4046〜4049を開け、流
出バルブ4031,4033,4034,4035および補助バルブ4060を
徐々に開いてSiH4ガス,B2H6/H2ガス,NOガス,GeH4
スを反応室4001内に流入させる。この時、SiH4ガス流
量,B2H6/H2ガス流量,NOガス流量,GeH4ガス流量が所
望の値になるように流出バルブ4031,4032,4033,4034,40
35を調節し、また、反応室内の圧力が所望の値になる不
図示の真空計を見ながらメインバルブ4002の開口を調節
する。
次に4052を開け、マスフローメータ4059を見ながら、
所望の流量まで4037のバルブを徐々に開けて行き、流量
の設定が終わり、所望の膜厚にIR吸収層を形成される時
間がたてばIR吸収層の形成を終える。
上記のようにして作成されたIR吸収層上に上記と同様
な操作によって、CTL,CGLをこの順でを形成する。それ
ぞれの層については、それぞれ必要なガスを流し、前記
IR吸収層と同様にバルブ操作をすればよい。
CGL 本発明におけるCGLは、Non-Si(H,X)で構成され、所
望の光導電特性、特に電荷発生特性を有する。
本発明におけるCGL中には、後述されるCTLの場合のよ
うに、伝導性を制御する物質(M)、炭素原子(C)、
窒素原子(N)および酸素原子(O)のいずれも実質的
には含有されない。
また、本発明におけるCGLに含有される水素原子また
は/およびハロゲン原子はシリコン原子の未結合手を補
償し層品質の向上、特に光導電特性の向上に効果を奏す
る。
水素原子またはハロゲン原子または水素原子とハロゲ
ン原子の和の含有量は、好適には1〜40原子%,より好
適には5〜30原子%,最適には10〜20原子%とされるの
が望ましい。
本発明において、CGLの層厚は所望の電子写真特性が
得られることおよび経済的効果、特に充分な電荷発生能
が得られるように電子写真画像形成装置に使用する光源
の光の吸収係数に応じて適宜所望に従って決められ、好
適には0.01〜30μm,より好適には0.1〜20μm,最適には
1〜10μmとされるのが望ましい。
本発明において、Non-Si(H,X)で構成されるCGLを形
成するには、前記のIR吸収層の場合と同様に、たとえば
グロー放電法(低周波CVD,高周波CVDまたはマイクロ波C
VD等の交流放電CVD、あるいは直流放電CVD等),ECR-CVD
法,スパツタリング法,真空蒸着法、イオンプレーテイ
ング法,光CVD法,熱CVD法,HRCVD法,FOCVD法等の種々の
薄膜堆積法によって形成することが出来る。
たとえば、グロー放電法によってNon-Si(H,X)で構
成されるCGL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水素原子
(H)導入用の原料ガスまたは/およびハロゲン原子
(X)導入用の原料ガスを、内部が減圧にし得る堆積室
内に所望のガス圧状態で導入して、該堆積室内にグロー
放電を生起させ、あらかじめ所定位置に設置されてある
所定の支持体表面上にNon-Si(H,X)からなる層を形成
すれば良い。また、スパツタリング法で形成する場合に
は、たとえばAr,He等の不活性ガスまたはこれ等のガス
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
ーゲツトを使用して、必要に応じて、水素原子(H)ま
たは/およびハロゲン原子(X)導入用のガスをスパツ
タリング用の堆積室に導入し、所望のガスのプラズマ雰
囲気を形成することによって成される。
イオンプレーテイング法の場合には、たとえば多結晶
シリコンまたは単結晶シリコンを、蒸発源として蒸着ボ
ードに収容し、この蒸発源を抵抗加熱法、あるいは、エ
レクトロンビーム法(EB法)等によって加熱蒸発させ、
飛翔蒸発物を所望のガスプラズマ雰囲気中を通過させる
以外は、スパツタリング法の場合と同様にする事で行う
ことができる。HRCVD法によってNon-Si(H,X)で構成さ
れるCGLを形成するには、たとえばSi供給用の原料ガス
を、内部が減圧にし得る堆積室内の前段に設けた活性化
空間に所望のガス圧状態で導入して、該活性化空間内に
グロー放電を生起させたり、または過熱したりすること
により活性種(A)を生成し、水素原子(H)導入用の
原料ガスおよび/またはハロゲン原子(X)導入用の原
料ガスを、同様に別の活性化空間に導入して活性種
(B)を生成し、活性種(A)と活性種(B)を各々別
々に前記堆積室内に導入して、あらかじめ所定位置に設
置されてある所定の支持体表面上にNon-Si(H,X)から
なる層を形成すれば良い。FOCVD法によって、Non-Si
(H,X)で構成されるCGLを形成するには、たとえばSi供
給用の原料ガスを内部が減圧にし得る堆積室内に所望の
ガス圧状態で導入し、さらにハロゲン原子(X)ガスを
原料ガスとは別に前記堆積室内に所望のガス圧状態で導
入し、堆積室内でこれらのガスを化学反応させて、あら
かじめ所定位置に設置されてある所定の支持体表面上に
Non-Si(H,X)からなる層を形成すれば良い。
本発明において使用されるSi供給用の原料ガスと成り
得る物質としては、IR吸収層の記述の中で挙げたガス状
態のまた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、層作成作業時
の取扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点でSiH4,Si2H6
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、IR吸収層の記述の中で挙げたガ
ス状態のまたはガス化し得るハロゲン化合物またはハロ
ゲン原子を含む水素化硅素化合物が好ましく挙げられ
る。
このようなハロゲン原子を含む硅素化合物を採用して
グロー放電法によって本発明の特徴的な電子写真用光受
容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、所望の支持体
上にハロゲン原子を含むNon-Si(H,X)から成るCGLを形
成する事ができる。
グロー放電法にしたがって、ハロゲン原子を含むCGL
を製造する場合、基本的には、たとえばSi供給用の原料
ガスとなるハロゲン化硅素を所定のガス流量になるよう
にしてCGL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
よって、所望の支持体上にCGLを形成し得るものである
が、水素原子の導入割合の制御を一層容易になるように
図る為にこれ等のガスに更に水素ガスまたは水素原子を
含む硅素化合物のガスも所望量混合して層形成して良
い。
また、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。
スパツタリング法,イオンプレーテイング法,HRCVD
法,FOCVD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または前記
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。
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、あるいはハロゲンを含
む硅素化合物が有効なものとして使用されるものである
が、その他に、HF,HCl,HBr,HI等のハロゲン化水素、SiH
2F2,SiH2I2,SiH2Cl2,SiHCl2,SiH2Br2,SiHBr2等のハロゲ
ン置換水素化硅素、等々のガス状態のあるいはガス化し
得る物質も有効なCGL形成用の出発物質として挙げる事
ができる。これ等の物質の中、水素原子を含むハロゲン
化物は、CGL形成の際に層中にハロゲン原子の導入と同
時に電気的あるいは光電的特性の制御に極めて有効な水
素原子も導入されるので、本発明においては好適なハロ
ゲン導入用の原料として使用される。
水素原子をCGL中に構造的に導入するには、上記の他
にH2、あるいはSiH4,Si2H6,Si3H8,Si4H10等の水素化硅
素とSiを供給するためのシリコンまたはシリコン化合物
とを堆積室中に共存させて放電を生起させる事でも行う
ことができる。
CGL中に含有される水素原子(H)または/およびハ
ロゲン原子(X)の量を制御するには、たとえば支持体
温度または/および水素原子(H)、あるいはハロゲン
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、放電電力等を制御してやれば良
い。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、
本発明はこれらによって限定されるものではない。
〈実施例1〉 第38図の製造装置を用い、R.Fグロー放電により第1
表,第2表,第3表,第4表の作成条件に従って鏡面加
工を施したアルミシリンダー上に電子写真用光受容部材
を形成した。
作成された電子写真用光受容部材を、ハロゲンランプ
を光源とした電子写真装置および780nmの波長を有する
半導体レーザーを光源とした電子写真装置に夫々セツト
して、種々の条件のもとに、初期帯電能、感度、残留電
位、ゴースト等の電子写真特性をチエツクし、また、20
0万枚相当の加速耐久後の帯電能低下、表面削れ、画像
欠陥の増加等を調べた。
また、ドラムに直流高圧電圧を加えることにより絶縁
耐圧を調べた。さらに、先端が球形の針に一定の荷重を
かけてドラム表面にキズをつけることにより、耐キズ性
を調べた。上記の総合的な評価結果を第5表に示す。
第5表に見られるように、全項目について良好な結果
が得られた。特に、初期帯電能、耐久性については著し
い優位性が認められた。
〈実施例2〉 第38図の製造装置を用い、RFグロー放電で第1表,第
2表,第6表,第7表に示す作成条件で、実施例1と同
様にドラムを作成し、同様の評価を行った。
その結果を第8表に示す。
第8表に見られるように、全項目について良好な結果
が得られた。
〈実施例3〉 第38図の製造装置を用い、RFグロー放電で第1表,第
2表,第9表,第10表に示す作成条件で、実施例1と同
様にドラムを作成し、同様の評価を行った。
その結果を第11表に示す。
第11表に見られるように、全項目について良好な結果
が得られた。
〈実施例4〉 第39図の製造装置を用い、マイクロ波CVD法にて第12
表,第13表,第14表,第15表の作成条件に従って鏡面加
工を施したアルミシリンダー上に電子写真用光受容部材
を形成した。
作成された電子写真用光受容部材を、ハロゲンランプ
を光源とした電子写真装置および780nmの波長を有する
半導体レーザーを光源とした電子写真装置に夫々セツト
して、種々の条件のもとに初期帯電能、感度、残留電
位、ゴースト等の電子写真特性をチエツクし、また、20
0万枚相当の加速実機耐久後の帯電能低下、表面削れ、
画像欠陥の増加等を調べた。
また、ドラムに直流高圧電圧を加えることにより絶縁
耐圧を調べた。さらに、先端が球形の針に一定の荷重を
かけて、ドラム表面にキズをつけることにより、耐キズ
性を調べた。上記の総合的な評価結果を第16表に示す。
第16表に見られるように、全項目について良好な結果
が得られた。特に、初期帯電能、耐久性については著し
い優位性が認められた。
〈実施例5〉 第40図の製造装置を用い、HRCVD法にて第17〜第20表
の作成条件に従って鏡面加工を施したアルミシリンダー
上に電子写真用光受容部材を形成した。作成した電子写
真用光受容部材を、ハロゲンランプを光源とした電子写
真装置および780nmの波長を有する半導体レーザーを光
源とした電子写真装置にセツトして、種々の条件のもと
に、初期帯電能、感度、残留電位、ゴースト等の電子写
真特性をチエツクし、また、200万枚相当の加速実機耐
久後の帯電能低下、表面削れ、画像欠陥の増加等を調べ
た。
また、ドラムに直流高圧電圧を加えることにより絶縁
耐圧を調べた。更に、先端が球形の針に一定の荷重をか
けて、ドラム表面にキズをつけることにより、耐キズ性
を調べた。上記の総合的な評価結果を第21表に示す。
第21表に見られるように、全項目について良好な結果
が得られた。特に、初期帯電能、耐久性については著し
い優位性が認められた。
〈実施例6〉 第41図の製造装置を用い、FOCVD法により第22表,第2
3表,第24表,第25表の作成条件に従って鏡面加工を施
したアルミシリンダー上に電子写真用光受容部材を形成
した。
作成された電子写真用光受容部材を、ハロゲンランプ
を光源とした電子写真装置および780nmの波長を有する
半導体レーザーを光源とした電子写真装置にセツトし
て、種々の条件のもとに、初期帯電能、感度、残留電
位、ゴースト等の電子写真特性をチエツクし、また、20
0万枚相当の加速実機耐久後の帯電能低下、表面削れ、
画像欠陥の増加等を調べた。
また、ドラムに直流高圧電圧を加えることにより絶縁
耐圧を調べた。さらに、先端が球形の針に一定の荷重を
かけて、ドラム表面にキズをつけることにより、耐キズ
性を調べた。上記の総合的な評価結果を第26表に示す。
第26表に見られるように、全項目について良好な結果
が得られた。特に、初期帯電能、耐久性については著し
い優位性が認められた。
〈実施例7〉 鏡面加工を施したシリンダーを、更に様々な角度を持
つ剣バイトによる施盤加工に供し、第46図のような断面
形状で第28表のような種々の断面パターンを持つシリン
ダーを複数本用意した。該シリンダーを、順次第38図の
製造装置にセツトし、第27表に示す作成条件のもとにド
ラム作成に供した。作成されたドラムは、ハロゲンラン
プを光源とした電子写真装置および780nmの波長を有す
る半導体レーザーを光源とした電子写真装置により種々
の評価を行い、第29表の結果を得た。
〈実施例8〉 鏡面加工を施したシリンダーの表面を、引続き多数の
ベアリング用球の落下のもとにさらして、シリンダー表
面に無数の打痕を生ぜしめるいわゆる表面デインプル化
処理を施し、第47図のような断面形状で第31表のような
種々の断面パターンを持つシリンダーを複数本用意し
た。該シリンダーを、順次第38図の製造装置にセツト
し、第30表に示す作成条件のもとにドラム作成に供し
た。作成されたドラムはハロゲンランプを光源とした電
子写真装置および780nmの波長を有する半導体レーザー
を光源としたデジタル露光機能の電子写真装置により種
々の評価を行い、第32表の結果を得た。
〈実施例9〉 第38図の製造装置を用い、第33表,第34表,第35表,
第36表の作成条件で実施例1と同様にドラムを作成し同
様の評価を行った。
その結果を第37表に示す。
第37表に見られるように全項目について良好な結果が
得られた。
〔発明の効果の概略〕 本発明の電子写真用光受容部材を前述のごとき特定の
層構成としたことにより、A-Siで構成された従来の電子
写真用光受容部材における諸問題を全て解決することが
でき、特に、極めて優れた初期帯電能連続繰返し使用特
性電気的耐圧性使用環境特性および耐久性等を有するも
のである。また、その電気的特性が安定しており、それ
を用いて得られる画像は、濃度が高く、ハーフトーンが
鮮明に出る等、すぐれた極めて秀でたものとなる。
特に本発明においては、CTLとCGLを用いた機能分離型
の構成とし、CTLに伝導性を制御する物質(M)を層厚
方向に不均一または部分的に不均一に分布する状態で含
有させると共に、炭素原子窒素原子酸素原子の中、少な
くとも一種を含有させたことにより、夫々の層の特性に
合わせた自由な設計が可能となり、電荷の発生とCGLか
らCTLへの注入と輸送がすみやかに行われ、特に、優れ
た帯電能感度を持ち、残留電位ゴーストが少なく、ま
た、画像においても解像度が高く、且つ高品質な画像を
安定し繰り返し得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の電子写真用光受容部材の層構成を説明
する為の模式的層構成図、 第2図乃至第5図は各々支持体表面の凹凸形状および該
凹凸形状を作製する方法を説明するための模式図、 第6図乃至第11図は、各々IR吸収層に含有される原子
(GS)の分布状態を説明するための説明図、 第12図乃至第27図は、夫々CTLに含有される物質(M)
の分布状態の説明図、 第28図乃至第37図は、夫々CTL中に含有される炭素原子
または/および酸素原子または/および窒素原子の分布
状態を説明するための説明図、 第38図は本発明の電子写真用光受容部材の光受容層を形
成するための装置の一例で、RFを用いたグロー放電法に
よる製造装置の模式的説明図、 第39図は本発明の電子写真用光受容部材の光受容層を形
成するための装置の一例で、マイクロ波を用いたグロー
放電法による製造装置の模式的説明図、 第40図は本発明の電子写真用光受容部材の光受容層を形
成するための装置の一例で、HRCVD法による製造装置の
模式的説明図、 第41図は本発明の電子写真用光受容部材の光受容層を形
成するための装置の一例で、FOCVD法による製造装置の
模式的説明図、 第42図は本発明の電子写真用光受容部材のCTLをR.Fグロ
ー放電を用いて形成する場合の不純物ガスおよびドーピ
ング・ガスの成膜時における流量変化を示す図、 第43図は本発明の電子写真用光受容部材のCTLをマイク
ロ波グロー放電を用いて形成する場合の不純物ガスおよ
びドーピング・ガスの成膜時における流量変化を示す
図、 第44図は本発明の電子写真用光受容部材のCTLをH.R.CVD
法を用いて形成する場合の不純物ガスおよびドーピング
・ガスの成膜時における流量変化を示す図、 第45図は本発明の電子写真用光受容部材のCTLをF.O.CVD
法を用いて形成する場合の不純物ガスおよびドーピング
・ガスの成膜時における流量変化を示す図、 第46図は本発明の電子写真用光受容部材を形成する際の
シリンダー基体の断面形状がV字形である場合のシリン
ダー断面の拡大図、 第47図は本発明の電子写真用光受容部材を形成する際の
シリンダー基体の表面がいわゆるデインプル化処理され
た場合のシリンダー断面の拡大図、 第48図は本発明の電子写真用光受容部材のCTLをRFグロ
ー放電を用いて形成する実施例の場合の不純物ガスおよ
びドーピングガスの成膜時における流量変化を示す図で
ある。 第1図について、 100……光受容層 101……支持体 102……IR吸収層 103……CTL 104……CGL 105……自由表面 第3図第4図について、 301401……支持体 302402……支持体表面 303403……剛体真球 304404……球状痕跡窪み 第5図について、 500……光受容層 501……支持体 502……IR吸収層 503……CTL 504……CGL 505……自由表面 第38図において、 1001……反応室 1002……メイン排気バルブ 1003……反応室リーク・バルブ 1004……真空計 1007……シリンダー基体 1008……基体加熱用ヒーター 1009……シリンダー基体回転用モーター 1010……R.F電源 1011〜1017……原料ガス・ボンベ 1021〜1027……マス・フロー・コントローラー 1031〜1037……ガス流入バルブ 1041〜1047……ガス流出バルブ 1051〜1057……原料ガス・ボンベのバルブ 1061〜1067……圧力調節器 第39図について、 2001……反応室 2002……メイン排気バルブ 2003……反応室リーク用バルブ 2004……真空計 2005……基体加熱用ヒーター 2006……シリンダー状基体 2007……基体回転用モーター 2008……マイクロ波電源 2009……導波管 2010……誘電体窓 2011〜2017……原料ガス・ボンベ 2021〜2027……マス・フロ・コントローラー 2031〜2037……ガス流入バルブ 2041〜2047……ガス流出バルブ 2051〜2057……原料ガス・ボンベのバルブ 2061〜1267……圧力調節器 第40図について、 3001……成膜室 3002……活性化室(A) 30033018……マイクロ波プラズマ発生装置 30043019……原料ガス導入管 30053020……活性種導入管 3006……モーター 3007……シリンダー基体加熱用ヒーター 30083009……吹き出し管 3010……シリンダー状の基体 3011……メイン排気バルブ 3012〜3016……原料ガス・ボンベ 3017……活性化室(B) 第41図について、 4001……反応室 4002……メイン排気バルブ 4011〜4017……原料ガスボンベ 40204021……原料ガス導入管 4031〜4037……流出バルブ 4046〜4052……流入バルブ 4053〜4059……マスフローコントローラー 4060……シリンダー状基体 4061……シリンダー状基体加熱用ヒーター 4062……シリンダー基体回転用モーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡村 竜次 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−5248(JP,A) 特開 昭62−5247(JP,A) 特開 昭62−115457(JP,A) 特開 昭62−115456(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】支持体と、該支持体上に、長波長光吸収層
    と電荷輸送層と電荷発生層とがこの順で前記支持体側よ
    り順に積層された層構成を有する光受容層とを有し、前
    記長波長光吸収層がシリコン原子を母体とし、ゲルマニ
    ウム原子およびスズ原子の少なくともいずれか一方と、
    水素原子およびハロゲン原子の少なくともいずれか一方
    とを含有する非単結晶材料で構成され、前記電荷発生層
    と前記電荷輸送層とがシリコン原子を母体とし、水素原
    子およびハロゲン原子の中の少なくともいずれか一方を
    含有する非単結晶材料で構成され、且つ前記電荷輸送層
    が、炭素原子、窒素原子および酸素原子の中の少なくと
    も一種を含有すると共に、周期律表第III族または第V
    族に属する原子を、その濃度が層厚方向に前記支持体側
    から増加または減少する部分を有する不均一な分布状態
    で含有する部分を少なくとも有することを特徴とする電
    子写真用光受容部材。
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