JPS60143354A - 光導電部材 - Google Patents

光導電部材

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JPS60143354A
JPS60143354A JP58246524A JP24652483A JPS60143354A JP S60143354 A JPS60143354 A JP S60143354A JP 58246524 A JP58246524 A JP 58246524A JP 24652483 A JP24652483 A JP 24652483A JP S60143354 A JPS60143354 A JP S60143354A
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present
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JP58246524A
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English (en)
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Keishi Saito
恵志 斉藤
Yukihiko Onuki
大貫 幸彦
Shigeru Ono
茂 大野
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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    • 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)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、光(ここでは広義の光で、紫外光線、+rf
視光線、赤外光線、X線、γ線等をボす)のような電磁
波に感受性のある光導電部材に関する。
[従来技術] 固体撮像装置、あるいは像形成分野における電子写真用
像形成部材や原稿読取装置における光導電層を形成する
光導電材料としては、高感度で、SN比[光電流(Ip
)/暗電流(Id)]が高く、照射する電磁波のスペク
トル特性にマツチングした吸収スペクトル特性を有する
こと、光応答性が速く、所情の暗抵抗値を有すること、
使用時において人体に対して無公害であること、更には
固体撮像装置においては、残像を所定時間内に容易に処
理することかできること等の特性が要求される。
殊に、事務機としてオフィスで使用される電子写真装置
内に組込まれる電子写真用像形成部材の場合には、上記
の使用時における無公害性は重要な点である。
このような観点に立脚して、最近注目されている光導電
材料にアモルファスシリコン(以後a−3iと表記する
)かあり、例えば独国会開第2748887号公報、同
第2855718号公報には電子写真用像形成部材への
応用が、また、独国会開第2833411号公報には光
電変換読取装置−の応用がそれぞれ記載されている。
しかしなから、従来のa−5iで構成された光導電層を
有する光導電部材は、暗抵抗値、光感度、光応答性等の
電気的、光学的、光導電的特性、および耐温性等の使用
環境特性の点、更には経時的安W性の点において、総合
的な特性向上を図る必要があるという更に改善されるべ
き問題点かあるのが実情である。
例えば、′電子写真用像形成部材に適用した場合に、高
光感度化、高119抵抗化を同時に図ろうとすると、従
来においては、その使用時において残留電位が残る場合
が度々観測され、この種の光導電部材は長時間繰り返し
使用し続けると、繰り返し使用による疲労の蓄積か起っ
て、残像が生ずる所謂ゴースト現象を発するようになっ
たり、あるいは高速で繰り返し使用すると応答性か次第
に低ドしたりする等の不都合な点が少なくなかった。
更には、 a −S iは可視光領域の短波長側に比べ
て、長波長側の波長領域よりも長い波長領域の吸収係数
が比較的小さく、現在実用化されている半導体レーザー
とのマツチングに於いて、また通1り5使用されている
ハロゲンランプや蛍光灯を光源とする場合長波長側の光
を有効に使用し得ないという点に於いて、それぞれ改良
されるべき余地が残っている。あるいは、照射される光
が光導電層中に於いて十分吸収されずに支持体に到達す
る光の量が多くなると、支持体自体が光導゛i[層を透
過してくる光に対する反射率が高い場合には、光導電層
内に於いて多重反射による゛干渉が起って、画像の「ボ
ケ」が生ずる一要因となる。この影響は、解像度を上げ
るために照射スポットを小さくする程大きくなり、殊に
半導体レーザーを光源とする場合には大きな問題となっ
ている。
更に、a −S i材料で光導電層を構成する場合には
、その電気的、光導電的特性の改良を図るために、水素
原子あるいはフッ素原子や塩素原子等のハロゲン原子、
および電気伝導型の制御のためにホウ素原子やリン原子
等が、あるいはその他の特性改良のたりに他の原子が、
各々構成原子として光導電層中に含有されるが、これ等
の構成原子の含有の様相いかんによっては、形成した層
の電気的あるいは光導電重性1に問題が生ずる場合があ
る。
すなわち、例えば形成した光導電層中に光照射によって
発生したフォトキャリアの該層中での寿命が十分でない
ことに基づき十分な画像C度が得られなかったり、ある
いは暗部に於いて、支持体側からの電荷の注入の阻止か
十分でないことに基つく問題等を生する場合か多い。
従って、 a−5i材ネ(そのものの特性の改良か図ら
れる一方で、光導電部材を設計する際に、」二記したよ
うな所望の電気的及び光学的特性が得られるよ′う上人
される必要かある。
本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、a−5iに
関し電子写真用像形成部材や固体撮像装置、読取装置等
に使用される光導電部材としての適用性とその応用性と
いう観点から総括的に説、a。
研究棟ε・1を続けた結果、シリコン(Sl)をIu体
とする非晶質材料、殊にシリコン原子(Si)す母体と
し、水素ノ5;(子(H)またはハロケン原子(X)の
いずれか一方を少なくとも含有するアモルファス材料、
すなわち所謂水素化アモルファスシリコン、ハロケン化
アモルファスシリコンあるいは/\ロゲン含含有水素化
7ルルフアスシリコン以後これ等を総称的にa−5i(
H,X)と表記する〕と、シリコン原子(Si)とゲル
マニウム原子(Ge)とを+U体とする非晶質材料、殊
にこれらの原子を母体とし、水素原子(H)またはハロ
ゲン原子(X)のいずれか一方を少なくとも含有するア
モルファス材料、すなり チi9i BM 水素化アモ
ルファスシリコンゲルマニウム、ハロゲン化アモルファ
スシリコンゲルマニウムあるいはハロゲン含有水素化ア
モルファスシリコンゲルマニウム〔以後これ等を総称的
にa−9iGe(H,X)と表記する〕とから構成され
る光導電部材を、以降に説明するようにその層構造を4
、シ定化して作成された光導電部材は、実用上著しく侵
れた特性を示すばかりでなく、従来の光導電部材と較べ
てみてもあらゆる点において7A几していること、殊に
電子写真用の光導電部材として著しく優れた特性を有し
ていることおよび長波長側に於ける吸収スペクトル特性
に筐れていることを見出した点に基づくものである。
「発明の1」的] 本発明は、電気的、光学的、光導電的特性が常時安定し
て、殆ど使用環境の影響を受けない全環境型であり、長
波長側の光感受特に1に優れるとともに耐光疲労特性に
著しく長け、繰り返し使用に際しても劣化現象を嶋さず
、残留電位か全くまたは殆と観71+11されない光導
゛毛部材を提供することを主たる目的とする。
本発明の別の目的は、全可視光域に於いて光感度か高く
、殊に半導体レーザーとのマンチングに優れ、かつ光応
答の速い光導電部材を提供することである。
本発明の他の目的は、電子写真用の像形成部材として適
用させた場合、通常の心子写A法か極めて有効に適用さ
れ得る程度に静電像形成のための’+t′1″屯処理の
際の1に荷保持能か充分あり、饋れた一L子写真特性を
41する光導電部材を提供することである。
本発明の更に他の目的は、濃度が晶く、ハーフi・−ン
か鮮明に出てかつ解像度が高く1画象欠陥、画像流れの
生じない高品質画像を得ることが容易にできる電子写真
用の光導電部材を提供することである。
本発明の更にもう一つの目的は、暗抵抗が十分高く、モ
分な受容電位が得られる光導電部材を提供することであ
り、また、各層間の冨着性を良イし、生産性を向上する
ことにある。
本発明の更にもう一つの目的は、高光感度性、高SN比
特性を有する光導電部材を提供することでもある。
[発明の構成]“ すなわち本発明の光導電部材は、光導電部材用の支持体
と、この支持体上に、没けられ、光導電性を有する光受
容層とを有する光導電部材に於いて、fiij記光受容
層か、前記支持体側から、シリコン原子を含む非晶質材
料で構成された第1の層(I)と、シリコン原子とゲル
マニウム原rとを含む非晶質材料で構成された第2の層
(II )と、シリコン原子と窒素原子とを含む非晶質
材料で構成された第3の層(III)とから構成され、
かつ前記第2の層(II )内に含有されるゲルマニウ
ム原子が、該層の層厚方向に対して不均一に分布し、更
\に前記第1の層(I)および前記第2の層(II )
の少なくとも一方に酸素原子が含有されていることを特
徴とする。
前記第1の層(I)中および前記第2の層(II)中の
少なくともいずれか一方に水素原子及び/又はハロゲン
原子が含有されることが望ましく、また、前記第1の層
(1)中および前記第2の層(II )中の少なくとも
いづれか一方に伝導性を支配する物質が含有されている
ことが好ましい。
光受容層が」二記したような層構造を取るようにして構
成Sれた本発明の光導電部材は、前記した諸問題の総て
を解決することができ、極めて優れた電気的、光学的、
光導電的特性、電気的耐圧性および使用環境特性を示す
。
殊に、電子写真用像形成部材として適用させた場合には
、画像形成への残留電位の影雷が全くなく、その電気的
特性が安定しており、高感度で。
高SN比を有するものであって、耐光疲労、繰り返し使
用特性に長け、画像濃度が高く、/\−フトーンが鮮明
に出て、かつ解像度の高い、高品質の画像を安定して繰
り返し得ることができる。
更に、未発′明の光導電部材は、全Ijf視光域に於い
て光感度か高く、殊に半導体レーザーとのマンチングに
1aれ、かつ光応答が速い。
[発明を実力&するための最良の形jL]以下、]−m
lに従って、;4.、発明の光導電部材について詳細に
説明する。
第1図は、本発明の光導電部材の層構成を説明するため
に層構造を模式的に示した図である。
本発明の光導電部材100は、第1図に示されるよう先
導上部材用の支持体Lot上に、十分な体積抵抗と光導
゛重性を有する光受容層102を有する。光受容層10
2は、前記支持体側からa−5i(H,X)からなる第
1の層(I ) 、103、a−5iGe(H,X)か
らなる第2の層(II)104、a−5iN(H、X)
からなる第3の層(III)105をイ(して構成され
る。光導電性は、第1の層(I)および第2の層(II
 )のいずれに荷わせてもよいが、いずれにしても入射
される光が到達する層が光導IL性を有するよう層1没
工1される必要がある。
また、この場合、第1の層(I)および第2の層(II
 )の両者がそれぞれ所望の波長スペクトルの光に対し
て光導電性を有し、かつ十分な量のフォI・キャリアを
発生し得る層として設計されるのが望ましい。
本発明の光導電部材に於いては、高光感度化と高暗抵抗
化、または、支持体と光受容層との間のまたは光受容層
を構成する各層間のに着性の改良をSする為に、第1の
層(I)及び第2の層(11)の少なくとも一方に酸素
原子か含有されている。
第1の層(1)及び第2の層(II)の少なくとも一方
に含有される酸素原子は、これらの層の全層領域に万遍
なく含有されていても良いし、あるいは部分的に偏在さ
せて含有されていても良い。
酸素原子の分子Ij状態は分布濃度C(0)か光受容層
の層厚方向に於いては、均一であっても、不均一であっ
ても良い。
本発明に於いて、このように第1の層(1)及び第2の
層(II )の少なくとも一方の層中に設けられた酸素
原子を含有する領域(0)は、光感度とUα抵抗の向上
を計ることを主たる目的とする場合には、これらの層の
全層領域をd」めるように設けられる。また、支持体と
第1の層(I)との富′石面及び光受容層を構成する各
層間の電着面の中の所望の電着面の′8′、着性の強化
を計ることを目的とする場合には、例えば、支持体と第
1の層(I)との′&、着性を強化したい場合には、第
1の層の(I)の支持体側端部層領域を、また第1の層
(I)と第2の層(II )との密着性を強化したい場
合には、第1の層(I)と第2の層(II )の層界面
及び層界面近傍の領域を、第2の層(II 、)と第3
の層(Illl+)との密着性の強化を1」的とする場
合には、第2の層([1)の第3の層(III)側端部
層領域を占めるように設ける等、密着性の強化を計ろう
とする層界面及び層界面近傍の領域を占めるように設け
られる。
これらの目的を更により効果的に達成するためには、酸
素原子を第1の層(I)及び第2の層(II )の両方
に含有させるのが好ましい。
前者の目的を達成しようとする場合には、層領域(0)
中に含有ぎれる酸素原子の含有量は、高光感度を維持す
るために比較的少なくされ、後者の場合には、層間の′
&、着性を強化するために比較的多くされるのか望まし
い。また、前者と後者の目的を同時に達成するためには
、支持体側に於いて比較的多く分布させ、光受容層の自
由表面側の層領域中に於いて比較的低濃度に分布させて
層領域(0)を形成させれば良い。
更に、支持体または第1の層(I)からの電荷の注入を
防止して、みかけ上の暗抵抗を上げることを目的とする
場合は、第1の層(I)の支持体側に酸素JIS(子を
分布させるか、第1の層(I)と第2の層(II )の
界面及び/又は界面近傍に於いて高濃度に分4Iさせる
のか望ましい。
なお、本発明に於いては、」二記のような層領域(0)
は、1つのみに限られることはなく、上記の目的に応し
て光受容層中に複数の層領域(0)を設けても良い。
本発明に於いて、このように第1の層(I)及びfJT
J2の層(II )の少なくとも一力の層中に1没けら
れる層領域(0)に含有される酸素原子の含有量は、」
二記のような目的を達成できるような層領域(0)自体
に要求される特性、更に層領域(0)か支持体に直に接
触して設けられる場合には該支持体との接触界面に於い
て要求される特性、あるいは層領域(0)に直に他の層
領域が接触して設けられる場合には、故地の層領域の有
する特性及び層領域(0)と他の層領域との接触界面に
於いて要求される特性等の有機的関連性に於いて、適宜
選択することかできる。
層領域(0)中に含有される酸素原子の量は、形成され
る光導電部材に要求される特性に応して所望に従って適
宜法められるか、好ましくは、0.001〜50ato
mic%、より好ましくは、0.002〜40atom
ic%最適には0.003−30atorBic%とさ
れるのが好ましい。
本発明の光導電部材に於いては、第1の層(I)及び第
2の層(II )の少なくとも一方に伝導性を支配する
物質(C)を含有させることによって、含有される層の
伝導性を所望に従って制御することができる。該物質(
C)は、第1の層(I)および第2の層(II )の少
なくとも一方に於いて、層厚方向には均一でも4均〜で
もいずれの分!H5状ff、であってもよいように含有
される。また、物質(G)の含有される層領域(PN)
に於いて、その層厚方向に、物質(C)は連続的に、均
一あるいは不均一な分布状態となるように含イ1される
。
例えばfi’z2の層(II )の層厚を第1の層(I
)の層厚より厚くし、主に第2の層(II )を電荷発
生層と電荷輸送層としての機能を持たせるようにして用
いる場合には、伝導性を支配する物質(C)は、第1の
層(1)では支持体側で多くなるような分布状態となる
ようにすることが望ましく、また伝導性を支配する物質
(C)は第2の層(II )では、第1の層(I)と第
2の層(II )との界面または界面近くで多くなるよ
うな分IH5状態とすることが望ましい。
このような伝導性を支配する物質(C)とじては、所謂
、半導体分野でいわれる不純物を挙げることができ、本
発明に於いては、SlまたはGeに対してp型伝導特性
を与えるP型不純物およびn型仏導特性を与えるn型不
純物を挙げることができる。具体的には、p型不純物と
しては、周期律表第■族に属する原子(第■族原子)、
例えばB、AI、Ga、In、 TI等かあり、殊しこ
Ilf適に用いられるのはB 、 Gaである。11型
不純物としては、周期律表第V族に屈する原子(第V族
原子)1例えばP 、 As、Sb、 Bi、等かあり
、殊に好適に用いられるのはP 、 Asである。
本発明に於いて、光受容層中に設けられる伝導性を支配
する物質(C)の含有されている層領域(PN)中に含
有される伝導性を支配する物質(C)の含有量は、該層
領域(PN)に要求される伝導特性、あるいは該層領域
(PN)が支持体に直に接して設けられる場合には、該
支持体との接触界面に於ける特性との関係等、有機的関
連性に於いて適宜選択することができる。また、i)1
」記層領域(PN)に直に接して設けられる他の層領域
の特性や、該他の層領域との接触界面に於ける特性との
関係も考慮して伝導性を支配する物質(C)の含有量が
適宜選択される。
本発明に於いて、層領域(PN)中に含有される伝導性
を支配する物質(C)の含有量としては、好ましくは0
.OQl −5X 104104ato ppm、より
好ましくは0.5〜IX 10’ atomic pp
m、最適には1〜5X 103103ato ppmと
されるのが望ましい。
本発明に於いては、層領域(PN)に於ける伝導性を支
配する物質(C)の含有量を、好ましくは3゜atom
ic ppm以」二、より好ましくは50atomic
 ppm以上、最適には 100100ato ppm
以上にすることによって、例えば該物質(C)が前記p
型不純物の場合には、光受容層の自由表面が■極性に帯
電処理を受けた際に、支持体側からの光受容層中への電
子の注入を効果的に阻止することができ、一方、前記物
質(C)が前記n型不純物の場合には、光受容層の自由
表面がθ極性に帯電処理を受けた際に、支持体側からの
光受容層中への正孔の注入を効果的に阻止することがで
きる。
上記のような場合には、前記層領域(PNJを除いた部
分の層領域(Z)には、層領域(PN)に含有される伝
導性を支配する物質(C)の極性とは別の極性の伝導性
を支配する物質(C)を含有させてもよいし、あるいは
同極性の伝導性を支配する物質(C)を、層領域(PM
)に含有される量よりも一段と少ない量にして含有させ
てもよい。
このような場合、前記層領域(Z)に含有される前記伝
導性を支配する物質(C)の含有量としては、層領域(
PN)に含有される前記物質(C)の極性や含有量に紀
、して適宜決定されるものであるが、好ましくは0.0
01−1000atomic ppIll、より好まし
くは0.05〜500atomic ppm、最適には
0.1−21−200ato ppmとされるのか望ま
しい。
本発明に於いて、P3領域(PN)および層領域(Z)
に同種の伝導性を支配する物質(C)を含有させる場合
には、層領域(Z)に於ける含有量としては、好ましく
は30aLomic ppm以下とするのが望ましい。
上記した場合の他に、本発明に於いては、光受容層中に
一方の極性を有する伝導性を支配する物質(G)を含有
させた層領域と、他方の極性を有する伝導性を支配する
物質(C)を含有させた層領域とを直に接するように設
けて、該接触領域に所謂空乏層を設は名こともできる。
すなわち1例えば光受容層中に前記のp型不純物を含有
する層領域と前記のn型不純物を含有する層領域とを直
に接するように設けて所謂p−n接合を形成して、空乏
層を設けることができる。
本発明に於いて、必要に応じて第1の層(I)中に含有
されるハロゲン原子(X)としては、具体的にはフン素
、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられるが、特にフン素、塩
素を好適なものとして挙げることかできる。
本発明において、a−Si()1. X)で構成される
第1の層(I)を形成するには、例えばグロー放電法、
スパッタリング法、あるいはイオンブレーティング法等
の放電現象を利用する真空堆積法が適用される。
例えばグミ−放電法によって、a−5i()1. X)
で構成される第1の層(I)を形成するには、基本的に
はシリコン原子(Sl)を供給し得るS−供給用の原料
ガスと共に、水素原子(H)導入用のrfX、IIガス
及び/又はハロゲン原子(X)導入用の原料ガスを、そ
の内部を減圧にし得る堆積室内に所定の程合比とカス流
量になるようにして導入して、該堆積室内にグロー放電
を生起させこれ等のカスのプラズマ雰囲気を形成するこ
とによって、予め所定位置に設置されている支持体表面
」二にa−5i(H,X)から構成される第1の層(I
)を形成する。
また、スパッタリング法で形成する場合には、例えばA
r、 He等の不活性カスまたはこれ等のカスをペース
とした混合ガスの雰囲気中でSlまたは5i02、ある
いはこれらの混合物で構成されたターゲットをスパッタ
リングする際、水素原子(H)及び/又はハロゲン原子
(X)導入用のカスをスパッタリング用の堆積室に導入
してやれば良い。
本発明に於いて、第1の層(1)を形成するのに使用さ
れる原料ガスとなる出発物質としては、次のものが有効
なものとして挙げられる。
先ず、S1供給用の原料カスとなる出発物質としては、
SiH4、Si2H6、5i3HB 、 5i4H16
等のガス状態のまたはガス化し得る水素化ケイ素(シラ
ン類)が有効に使用されるものとして挙げられ、殊に、
層作成作業の扱い易さ、S1供給効率の良さ等の点で5
i)14、Si2H6が好ましいものとして挙げられる
。
Si供給用の原料ガスとなる有効な出発物質としては、
」二記の水素化ケイ素の他に、ハロゲン原子(X)を含
むケイ素化合物、所謂ハロゲン原子で置換されたシラン
話導体、具体的には例えばSiF4.5i2F 6 、
5iC14、SiBr4等のハロゲン化ケイ素を好まし
いものとして挙げることができ、更には、5it−12
F2、SiH217、SiH2012、5i)IC13
、SiH2Br2.5iHBr3等ノハロゲン置換水素
化ケイ素、等々のカス状態のあるいはカス化し得る、水
素原子を構成質素の一つとするハロゲン化物も有効な第
1の層CI)形成用の出発物質として挙げることができ
る。
これらのハロゲン原子(X)を含むケイ素化合物を使用
する場合にも、11!+ 述したように層形成条件の適
切な選択によって、形成される第1の層(I)中にSi
と共にハロゲン原子(X)を導入することができる。
本発明に於いて、第1の層(I)を形成するのに使用さ
れるハロケン原子(X)導入用のxi、 p+ガスとな
る有効な出発物質としては、上記のものの他に、例えば
フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲンカス、CIF
 、 ClF3、BrF 、 BrF3、BrF、、H
F3 、 IF7 、 IC1、IBr等ハoケン間化
合物、HF、 )IcI 、 )IBr 、 Hl等の
ハロゲン化水素を挙げることかできる。
本発明に於いて第1の層(1)を構成する層領域の所望
の層領域中に酸素原子を含イイする層領域(0)を設け
る場合には、上記の出発物質を用いて第1の層(I)を
形成する際に酸素原子導入用の出発物質をその量を制御
させながら併用して、形成される層中に含有させれば良
い。
第1の層(I)中に含有される酸素原子は、第1の層(
I)の全領域に万偏なく含有されていても良いし、また
の一層領域のみに含有されていても良い、4 また、酸素原子の分布状!ルC(0)は、第1の層(I
)の層厚方向に於いて均一であっても、不均一であって
も良い。
本発明に於いて、第1の層(I)に設けられる酸素原子
の含イ1されている層領域(0工)は、光感度と暗抵抗
の向上を目的とする場合には、ffJtの層(I)全層
領域を占めるように設けられ、基板との、更には第2の
層(■1)との密着性の強化を計る場合には、基板若し
くは第2の層(II )または両方の側の端部層領域を
占めるように設けられる。
このように第1の層(I)中に設けられる層領域(0■
)に含イjされる酸素原子の含有量は、前述したような
1」的を達成できるような層領域(0工)自体に要求さ
れる特性、支持体との接触界面に於いて要求される特性
、あるいは層領域(0工)に直に接触して設けられる他
の層領域の有する特性及7X k% <fi祷/nr)
ン仙の層領梼との才寥自小界面に於いて要求される特性
等の有機的関連性に於いて、適宜選択することができる
。
層領域(0■)中に含有される酸素原子の址は、形成さ
れる光導電部材に要求される特性に応して所望に従って
a室状められるが、好ましくは。
、0.001〜50atomic%、より好ましく、1
.0.002−40atomic%最適には0.003
−30atoa+ic%とされ−るのが好ましい。
層領域(0■)を形成するのにグロー放電法を適用する
場合には、上記の第1の層(1)形成用の出発物質の中
から所望に紀、して選択されたものに更に酸素原子導入
用の出発物質か加えられる。そのような酸素原子導入用
の出発物質としては、少なくとも酸素原子を構成原子と
して有するカス状の物質またはカス化することのできる
物質をガス化したものの中の大概のものを使用すること
かできる。
使用する原料カスの組合せとしては。
(a)シリコン原子(Si)を構成原子とする原t)カ
スと、酸素原子(0)を構成原子とする原料力スと必要
に応じて水素原子(H)及び/またはハロゲン原子(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、(b)シリコン原子(Si)と水素原子(
l()とを構成原子とする原料ガスと、ハロゲン原子(
X)を構成原子とする原料ガスと、酸素原子(0)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、 (c)シリコン原子(Sl)を構成原子とする原料カス
と、酸素原子(0)及び水素原子(H)を構成原子とす
る原料ガスとを、所望の混合比で混合する、 (d)シリコン原子(Sl)を構成原子とする原料カス
と、シリコン原子(Si)と#素原子(0)と水素原子
(H)との3つの原子を構成原子とする原料カスとを所
望の混合比で混合して使用する 等の組合せを挙げることができる。
層領域(OI)を形成するために使用される酸素原子(
0)供給用の原料ガスとして有効に使用される出発物質
としては、0を構成原子とする、あるいは0と Hとを
構成原子とする、例えば酸素(02)、オゾン(03)
、−酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO2)、−二酸
化窒素(N20)、三二酸化窒素(N’203)、四二
酸化窒素(N204)、三二酸化窒素(N20S)、三
酸化窒素(NO3)、シリコン原子(Si)と酸素原子
(0)と水素原子()I)とを構成原子とする、例えば
ジシロキサン()(3SiO5iH3)、トリシロキサ
7 (H3SiOSiH20SiH3)等の低級シa 
キサ7等を挙げることかできる。
スパッタリング法によって、酸素原子−を含有する第1
の層(I)を形成する場合には、単結晶または多結晶の
S1ウエーハーまたは5i02ウエーハー、またはSl
と5i02が混合されて含有されているウェーハーをタ
ーゲットとして、これらを種々のガス雰囲気中でスパッ
タリングすることによって行なえば良い。
例えば、Siウェーハーをターナ・ントとして使用する
場合、酸素原子と必要に応じて水素原子及び/またはハ
ロゲン原子を導入するための原ネ゛1ガスを必要に応じ
て稀釈ガスで稀釈して、スパッター用の堆積室中に導入
し、これらガスのガ不プラズマを形成させて前記Siウ
ェーハーをスパッタリングすれば良い。
また、Siと8102とは別々のターゲットとして、あ
るいはSlと5102とが混合された一枚のターゲフト
として使用する場合には、スパッター用のガスとしての
稀釈ガスの雰囲気中でまたは少なくとも水素原子(H)
及び/またはハロゲン原子(X)を構成原子として含有
するガス雰囲気中でスパッタリングすることによって所
望の層領域中に酸素原子を含有する層領域(0■)か設
けられた第1の層(I)を形成することができる。
なお、酸素原子導入用のガスとしては、前述したグロー
放電法に於いて酸素原子導入用のガスとして挙げたもの
がスパッタリング用のカスとしても利用することができ
る。
第1の層(1)を構成する層領域中に伝導性を支配する
物質(C)、例えば第■族原子または第V族原子を構造
的に導入するには、層形成の際に。
第■族原子導入用の出発物質または第V族原子導入用の
出発物質をカス状態で堆積室中に第1の層(I)を形成
するための他の出発物質と共に導入してやればよい。こ
のような第■族原子導入用の出発物質用となり得るもの
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。
このような第■族原子導入用の出発物質としては、具体
的には、ホウ素原子導入用としては。
B2H6、B4H10・B5H9・ B5H目・B6H
10、B6H12・B6H14等の水素化ホウ素、BF
3 、8CI3、B B rl等のハロケン化ホウ素等
が挙げられる。また、この他、他の第■族原子導入用と
して、AlCl3. GaCl3、Ga(CH3)3、
InCl3.7ICI3等を挙げることができる。
第V族原子導入用の出発物質として、本発明に於いて有
効に使用されるのは、リン原子導入用としては、PH3
,P2H4等の水素化リン、 PH41、PF3 、 
PF5 、 PC:I3. PCl3. PBr3、P
Br3、PI3等のハロゲン化リン等が挙げられる。こ
の他、AsH3、AsF3 、 AsCl’3 、As
Br3 、 AsF5、 SbH3、SbF3、SbF
3.5bC13、SbC:15. BiI3、BiCl
3 、 B1Br3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ることができる。
本発明に於いて、第1の層(I)に含有される伝導性を
支配する物質(C)の含有量は、該第1の層(I)に要
求される伝導特性、あるいは該層(I)に直に接して設
けられる他の層の特性や、該層の層との接触界面に於は
特性等との関係等、有機的関連性の上で適宜選択される
。
本発明に於いて、第1の層(I)中に含有される伝導性
を支配する物質の含有量としては、好ましくは0.00
1〜5X 104104ato ppm、より好ましく
は0.5− LX 104104ato ppm、最適
には1〜5X 103103ato ppmとされるの
が望ましい。
本発明に於いて、第1の層(I)中に含有されてもよい
水素原子(H)の量、ハロゲン原子(X)の量または水
素原子とハロゲン原子との量の和(H+X)は、好まし
くはl−41−4Q6to%、より好適には 5〜30
atomic%とされるのが望ましい。
第1の層(I)中に含有されてもよい水素原子(+4)
及び/又はハロゲン原子(X)の量を制御するには、例
えば支持体温度、水素原子(H)やハロゲン原子(X)
を含有させるために使用される出発物質の堆積装置系内
へ導入する量、あるいは放電−電力等を制御してやれば
よい。
本発明の第1の層(1)の層厚は、該第1の層(I)が
主に支持体と第2の層(II )との密着層として働く
か、または密着層と重荷輸送層として働くかによって所
望によって適宜決定される。
前者の場合には、好ましくは100OA−50牌、より
好ましくは2000A〜30鱗、最適には2000A 
−10−とされるのか望ましい。後者の場合には、好ま
しくはl−100鱗、より好ましくは1〜80牌、最適
には 2〜50μsとされるのが望ましい。
本発明の光導電部材に於いては、第1の層(I)103
上に第2の層(II)104が形成される。第1の層(
I)と第2の層(II )とは、その各々がシリコン原
子という共通の構成原子を有してなる非晶質材料を主成
分とするものなので、その積層界面において化学的な安
定性か十分確保されている。
本発明の光4電部材に於いては、第2の層(II )中
に含有されるゲルマニウム原子の分布状態は、層厚方向
に関しては、不均一な分布状態をとるが、支持体の表面
と平行な面内方向に関しては均一な分布状態とされるの
が望ましい。
このような層構造に第2の層(L[)を形成することに
よって、IJf視光領域を含む、比較的短波長から比較
的長波長までの全波長領域の光に対して光感度が田れて
いる光導電部些か形成される。
また、:52の層(II )中に於けるゲルマニウム原
子の分Aj状態は、全領域にゲルマニウム原子が連続的
に分布し、ゲルマニウム原子の層厚方向の分4+儂度C
が、第1の層(I)との境界から第3の層(m)との境
界へ向って減少するよう分布しているもの、第1の層(
I)との境界から第3の層(m)との境界へ向って増加
するよう分布しているもの、またはこれ等両者の特徴を
合わせ持っているもの等の層構成などが許される。
第2図乃至第13図には、本発明における光導電部材の
第2の層(tr )中に含有されるゲルマニウム原子の
層厚方向の分布状態の典型的な例か小されている。
第2図乃至第13図に於いて、横軸はゲルマニウム原子
の分布濃度Cを、縦軸は、第2の層(If )の層厚を
示し、LBは第1の層(I)と:tS2の層(II )
との境界面の位置を、1丁は第2の層(II )と第3
の層(III)との境界面の位置を示す。すなわち、ゲ
ルマニウム原子の含有される第2の層(II )はLB
側からLT側に向って層形成がなされる。
第2図には、第2の層(II )中に含有されるゲルマ
ニウム原子の層Jγ力方向分布状714の第1の典型例
が示される。
第2図に示される例では、ケルマニウム原r−の含有さ
れる第2の層(II )が形成される第1の層(1)と
の境界面位置り日より1.の位置までは。
ゲルマニウム原子の分布濃度CがCIなる一定の(+#
をとりながら第2の層(II )中に含有され、位置1
.からは濃度C2より第3の層(III)との境界面1
丁に至るまで徐々に連続的に減少されている。
境界面り丁に於いてはゲルマニウム原子の分布濃度Cは
C3とされる。
第3図に示される例に於いては、含有されるゲルマニウ
ム原子の分布濃度Cは位置LBより位置り丁に至るまで
濃度C4から徐々に連続的に減少して位置1丁において
濃度C5となるような分布状態を形成している。
第4図の場合には、位置tBより位置L2まではゲルマ
ニウム原子の分布濃度Cは濃度C6と一定値とされ、位
置し2と位置し、との間に於いて、徐々に連続的に減少
され、位置り丁に於いて、分20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5図の場合には、ゲルマニウム原子の分布濃度Cは位
置しBより位置1丁に至るまで、濃度C8より連続的に
徐々に減少され、位置し1に於いて実質的に零とされて
いる。
第6図に示す例においては、ゲルマニウム原ヨの分布濃
度Cは、位置LBと位置I3間に於いては、濃度C9と
一定値であり、位置tTに於いては濃度C10とされる
。位置L3と位Fttrとの間では、分布濃度Cは一次
関数的に位置し3より位置t□に至るまで減少されてい
る。
第7図に示される例に於いては、分11濃J& Cは位
置tsより位置L4までは濃度C11の一定値を取り、
位置し4より位置を丁までは濃度CI2より濃度CI3
まで一次関数的に減少する分布状態とされている。
第8図に示す例に於いては、位itBより位置しアに至
るまで、ゲルマニウム原子の分布濃度Cは濃度CI4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9図に於いては、位置Laより位置t5に至るまでは
ゲルマニウム原子の分布濃度Cは、濃度C15より濃度
CI6まで一次関数的に減少され、位置t5と位置を丁
との間に於いては、濃度CI6の一定(+Qとされた例
が示されている。
第1O図に示される例に於いては、ゲルマニウム原子の
分布濃度Cは位置1Bに於いて濃度CI7であり、位置
t6に至るまではこの濃度C17より初めはゆっくりと
減少され、第6の位置伺近に於いては、急激に一減少さ
れて位置t6では濃度CI8とされる。
位置t6と位置t7との間に於いては、初め急激に減少
されて、その後は、緩かに徐々に減少されて位置t7で
濃度CI9となり、位置t7と位置し8との間では、極
めてゆっくりと徐々に減少されて位置t8に於いて、濃
度C20に至る。位置t8と位置E、の間に於いては、
濃度C20より実質的に零になるように図に示すような
形状の曲線に従って減少されている。
第11図に示す例に於いては、位置1日より位置t9ま
でゲルマニウム濃度C22で一定で位置t9から位置t
Bまでゲルマニウム濃度Cは一定のC21にされている
。
第12図に示す例に於いては、位置1Bではゲルマニウ
ム濃度は実質的に零で位@を丁でゲルマニウム濃度がC
23になるよう図のような曲線で増加している 第13図においては、位置を日ではゲルマニウム濃度は
実質的に零で位置1Bから位置E、。での濃度C24ま
で図のような曲線でゲルマニウム濃度が増加し、位置 
Ll。から位置り丁までゲルマニウム濃度C24で一定
である。
また、第2図から第13図に示したゲルマニウム濃度分
布は、第2図から第1θ図まででは第1の層(I)との
境界面近傍でゲルマニウム濃度か多い分布を示し、第1
I図から第13図まででは第3の層(III)との境界
面近傍でゲルマニウム濃度の多い分布を示したか、これ
らを組み合せたゲルマニウム濃度分布にしてもよい。
以上、第2図乃至第13図により、第2の層(II )
中に含有されるゲルマニウム原子の層厚方向の分布状態
の典型例の幾つかを説明したように、本発明に於いては
、第1の層(I)との境界面近傍及び/又は第3の層(
m)との境界1n1近傍に於いて、ゲルマニウム原子の
分布濃度Cの高い部分を有し、第2の!(II)の中央
に於いては。
前記分布濃度Cは第1の層(I)との境界而近傍および
第3の層(m)との境界面近傍に比べてかなり低くされ
た部分を有するゲルマニウム原子の分布状態が第2の層
(II )に設けられている。
本発明に於ける光導電部材を構成する光受容層を構成す
る第2の層([1)は、好ましくは上記のように第1の
! (I)との境界面近傍及び/又は第3の層(m)と
の境界面近傍にゲルマニウム原子が比較的高濃度で含有
されている局在領域(A)を有するのか望ましい。
本発明に於いては局在領域(A)は、第2図乃至第13
図に示す記号を用いて説明すれば、境界面位置taまた
はL□からは5IIa以内の領域に設けられるのが望ま
しい。
本発明に於いては、上記局在領域(A)は、界面位置t
BまたはL□より5μ厚までの全層領域(LT )とさ
れる場合もあるし、また、層領域(Lo)の一部とされ
る場合もある。
局在領域(A)を層領域(L、)の一部とするかまたは
全部とするかは、形成される層に要求される特性に従っ
て適宜状められる。
局在領域(A)はその中に含有されるゲルマニウム原子
の層厚方向の分布状!魚としてゲルマニウム原子の分布
濃度の最大値Cmaxがシリコノ原子に対して、好まし
くは1000 atomic PPG以上。
より好適には5000 atomic ppm以上、最
適にはLX 104104ato ppa+以」二とさ
れるよう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。
すなわち、本発明においては、クールマニウム原子の含
有される第2の層(II )は、第1の層(I)側また
は、第2の層(II )の自由表面からの層厚で5鱗以
内(Laから5μ厚の層領域)に分布濃度の最大値Cm
axが存在するように形成されるのが好ましい。
本発明に於いて、第2の層(II )中に含有されるゲ
ルマニウム原子の含有量としては、本発明のl」的が効
果的に達成されるように所望に従って適宜状められるが
、好ましくは1〜9.5X 10’atomic pp
m、より好ましくは 100100−8X105ato
 ppa+、最適には500−7X 105atoIo
ic ppmとされるのが望ましい。
本発明の光導電部材に於いては、高光感度化と高暗抵抗
化、更には第1の層(I)と第2の層(II )または
第2の層(II )と第3の層(III)との古着性、
あるいは第1の層(I)と第2の層(II )と第3の
層(m)との古着性の改良を計る目的で、第2の層(I
I )中には、酸素原子が含有されていることが望まし
い。
第2の層(II )中に含有される酸素原子は、第2の
層(II )の全領域に万偏なく含有されていても良い
し、またの一層領域のみに含有されていても良い。
また、酸素原子の分布状態C(0)は、第2の層の層厚
方向に於いて均一であっても、不均一であっても良い。
本発明に於いて、第2の層(II )に設けられる酸素
原子の含有されている層領域(OII)は、光感度と暗
抵抗の向上を目的とする場合には、第2の層(II )
全層領域を占めるように設けられ、第1の層CI)との
、及び/または第3の層(I[I)との古着性の強化を
計る場合には、第1の層(I)及び/または第3の層(
m)側の端部層領域を占めるように設けられる。
このように第2の層(II )中に設けられる層領域(
OII)に含有される酸素原子の含有量は、前述したよ
うな目的を達成できるように層領域(011)自体に要
求される特性、第1の層(I)や第3の層(III)と
の接触界面に於いて穀束される特性、あるいは第1の層
(I)や第3の層([[)層の有する特性等との有機的
関連性に於いて、適宜選択することかできる。
層領域(011)中に含有される酸素原子の星は、形成
される光導電部材に要求される特性に応して所望に従っ
て適宜状められるか、好ましくは、0.001−50 
atomic%、より好ましくは0.002〜40at
omic$、最適には0.003−30 atomi+
Jとされるのか好ましい。
本発明の光4主部材に於いては、第1の層(I)の層厚
か薄い場合にはゲルマニウム原子の含有される第2の層
(II )には、伝導性を支配する物質(C)を含有さ
せた層領域(PN)を、751の層(I)側に局在的に
設けることにより、該層領域(PM)を所、ii1電荷
注入阻止層として機能させることができる。
すなわち、伝導性を支配する物質(C)が含有される層
領域(PN)に於ける該物質の含有量を、好ましくは3
0atomic ppm以゛上、より好ましくは50a
tomic PPm以上、最適には100100ato
 ppm以上にすることによって、例えば該含有される
物質(C)が前記のP型不純物の場合には、光受容層の
自由表面が■極性にnF電処理を受けた際に支持体側か
ら光受容層中への電子の注入を効果的に、阻止すること
かでき、また、前記含有される物質(C)が前記のn型
不純物の場合には、光受容層の自由表面がe極性に帯電
処理を受けた際に支持体側から光受容層中への正孔の注
入を効果的に阻止することかできる。
」二記のような場合には、第2の層(II )に於いて
前記層領域(PN)を除いた部分の層領域(211)に
は、層領域(PN)に含有される伝導性を支配する物質
(C)の極性とは別の伝導性を支配する物質(C)を含
有させてもよいし、あるいは同極性の伝導性を支配する
物質(C)を層領域(PN)に含有させる星よりも一段
と少ない量にして含有させてもよい。
このような場合、前記層領域(Zll)に含有される前
記伝導性を支配する物質(C)の含有量としては、層領
域(PN)に含有される前記物質(C)の極性や含有量
に応じて適宜決定されるものであるか、好ましくは0.
001 =lOOOatomic ppm、より好まし
くは0.05−500atomic ppm、最適には
0.1〜200atomic pptaとされるのが望
ましい。
本発明に於いて、第2の層(II )に設けられる層領
域(PN)および層領域(ZIJ)に同種の伝導性を支
配する物質(C)を含有させる場合には、前記層領域(
Zll)に含有される前記伝導性を支配する物質(C)
の含有量としては、好ましくは30atomicppm
以下とするのか望ましい。」二記した場合の他に、本発
明に於いては、第2の層(II )中に、一方の極性を
有する伝導性を支配する物質(C)を含有させた層領域
と、他方の極性を有する伝導性を支配する物質(C)を
含有させた層領域とを直に接するように設けて、該接触
領域に所謂空乏層を設けることもできる。すなわち1例
えば第2の層(II )中に前記のp型不純物を含有す
る層領域と前記のn型不純物を含′有する層領域とを直
に接するように設けて所3Fp n接合を形成して、空
乏層を設けることかできる。
本発明に於いて、必要に応して第2の層(II )中に
含有されるハロゲン原子(X)としては、具体的にはフ
ン素、塩素、臭素、ヨウ素か挙げられるが、特にフン素
、塩素を好適なものとして挙げることができる。
本発明において、a−3iGe(H,X)で構成される
第2の層(II )を形成するには、例えばグロー放電
法、スパッタリング法、あるいはイオンプレーテインク
法等の放電現象を利用する真空堆積法が適用される。
例えばグロー放電法によって、a−5iGe(H,X)
で構成される第2の層(II )を形成するには、基本
的にはシリコン原子(Sl)を供給し得るSi供給用の
原料カスと、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、必要に応して水素原子(H)
導入用の原料カス及び/又は/\ロゲン〃:(子(X)
導入用の原料ガスを、その内部を減圧にし得る堆積室内
に所望のカ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、予め所定位置に設置されている第1の層
(I)かその表面に形成された支持体上に、含有される
ゲルマニウム原子の分布曲線が所望の変化率曲線となる
よう制御しなからa−3iGe(H,X)から構成され
る第2の層(II )を形成する。
また、スパッタリング法で形成する場合には。
例えばAr、lie等の不活性カスまたはこれ等のカス
をヘースとした混合カスの雰囲気中で51で構成された
ターケント、該ターケ、トとGeで構成されたターケン
トとの二枚のターケント、あるいはSiとGeとの混合
されたターケントを使用して、Ar、 He稼の昂釈カ
スで6釈されたGe供給用の原p+カスや必要に応して
水素原子(H)4人用の原料カス及び/又はハロケン原
子(X)導入用の原料ガスをスパッタリング用の堆積室
に導入し、所望のカスプラズマ雰囲気を形成するととも
に、前記Ge供給用の原料カスのガス!It、 It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
ントをスパッタリングしてやればよい。
イオンブレーティング法の場合には、例えば多結晶シリ
コン又は単結晶シリコンと多結晶ゲルマニウム又は単結
晶ゲルマニウムとをそれぞれ蒸発源として蒸着ポートに
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
物を所定のガスプラズマ雰囲気中を通過させる以外はス
パッタリングの場合と同様にして実施できる。
本発明に於いて、第2の層(II )を形成するのに使
用される原料カスとなる出発物質としては、次のものが
有効なものとして挙げられる。
先ず、S1供舶用の原料カスとなる出発物質としては、
S i H4,5i2H6、5i3HB 、 5i4H
1゜等のカス状態のまたはカス化し得る水素化ケイ素(
シラン類)か有効に使用されるものとして挙げられ、殊
に、層作成作業の扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点
でSiH4、Si2H6が好ましいものとして挙げられ
る。Ge供給用の原料カスとなる出発物質としては、G
 e H4、Ge2H(、、Ge3HB 、Ge4H+
o、Ge5H12、Ge6H14、Ge7H16、Ge
BH(B 、 Ge9H2o等のカス状態のまたはカス
化し得る水素化ゲルマニウムが有効に使用きれるものと
して挙げられ、殊に、層作成作業の扱い易さ、Ge供給
効率の良さ等の点でGet−14、Ge2H6、Ge3
HBが好ましいものとして挙げられる。
本発明に於いて、第2の層(II )を形成するのに使
用されるハロゲン原子(X)導入用の原料カスとなる有
効な出発物質としては、多くのハロゲン化合物か挙げら
れ、例えばハロケンガス、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カス状7
gのまたはカス化し得るハロゲン化合物か好ましくは挙
げられる。また、更には、シリコン原子とハロケン原子
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ケイ素も有効に使用されるものと
して挙げられる。
本発明に於いて、第2の層(11)を形成するのに好適
に使用されるハロゲン化合物としては、具体的には、フ
ッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲンカス、GIF 
、 GIF3、BrF 、 BrF3. BrF5、I
F3、IF7 、 let 、IBr等ハC7ゲン間化
合物を挙げることができる。
ハロゲン原子(X)を含むケイ素化合物、所謂ハロゲン
原子で置換されたシラン誘導体としては、具体的には、
SiF4. Si2F6 、5iCI4 、SiBr4
等のハロゲン化ケイ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(X)を含むケイ素化合物を使
用して、グロー放電法によって本発明の光導電部材の第
2の層(11)を形成する場合には、Ge供給用の原料
ガスと共に81を供給し得る原料カスとしての水素化ケ
イ素ガスを使用しなくとも、第1の層(I)がその表面
に形成された支持体上にa−5iGe(H,X)から構
成される第2の層(II )を形成することができる。
グロー放電法に従って、ハロケン原子(X)を含む第2
の層(II )を形成する場合、基本的には。
例えばSi供給用の原料ガスとなるハロゲン化ケイ素と
、Ge供給用の原料カスとなる水素化ゲルマニウムと、
A「、He等のカスとを、所定の混合比とガス流量にな
るようにして導入して、第2の層(II)を形成する堆
積室に導入し、グロー放電を生起させこれ等のガスのプ
ラズマ雰囲気を形成することによって、第1の層(I)
がその表面に形成された支持体」二に第2の層(II 
)を形成することができる。また、水素原子の導入割合
の制御をより容易にするために、これらのカスに更に水
素ガスまたは水素原子を含むケイ素化合物のガスも所望
量混合して第2の層(II )を形成してもよい。また
、各カスは、単独種のみでなく、所定の ′混合比で複
数使用してもさしつかえない。
スパッタリング法、イオンブレーティング法のいずれの
場合にも、形成される層中にノ\ロケン原子(X)を導
入するには、前記のハロゲン化物またはハロゲン原子を
含むケイ素化合物のカスを堆積室中に導入し、該カスの
プラズマ雰囲気を形成してやればよい。
また、水素原子を導入する場合には、水素原子導入用の
カス、例えばH2、あるいは前記のシラン類及び/又は
水素化ゲルマニウム等のカスをスパッタリング用の堆積
室に導入し、該ガスのプラズマ雰囲気を形成してやれば
よい。
本発明に於いて、第2の層(II )の形成の際のハロ
ゲン原子導入用の原料ガスとして、前記のハロゲン化物
またはハロゲン原子を含むケイ素化合物が有効なものと
して使用されるが、その他に、IIF、 HCI 、 
HBr 、旧等のハロゲン化水素、SiH2F2.5i
H212,5iH2C:12.5iHC13,5iH2
Br2.5iH7,Br、 5iHBr3等のハロゲン
置換水素化ケイ素、およびGeHF3 、 GeHBr
3、GeH3F 、GeHBr3、GeH2C:12 
、 GeH3C1,GeHBr3、GeHBr3 、 
GeHBr3ルマニウム、等の水素原子を構成要素の−
・つとするハロゲン化物、GeF4. GeCl4 、
 GeBr4 、 Ge14、GeF2、GeC12、
GeBr2 、 Ge12等のハロゲン化ゲルマニウム
、等々のガス状態のあるいはカス化し得る、水素原子を
構成要素の一つとするI\ロケン化物も有効な第2の層
(II )形成用の出発物質として挙げることかできる
。
これらの物質のうち、水素原子を含む/\ロゲン化物は
、第2の層(LI)の形成の際に、該層中にハロゲン原
子の導入と同時に電気的あるいは光導電的特性の制御に
極めて有効な水素原子も導入されるので、本発明に於い
ては好適な/\ロゲン原子導入用の原料として使用され
る。
水素原子を第2の層(II )中に構造的に4人するに
は、上記の他にH2あるいはSiH4,Si2H6,5
i3HB 、 5i4H10等の水素化ケイ素を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、Ge3HB 、 
GeJ 10 。
Ge5H12、Ge6H14、G[!7HI6、Ge6
H+8、Ge6H+8等の水素化ゲルマニウムを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、放電を生起させることによっても
実施できる。
本発明の好ましい例に於いて、形成される光導電部材の
第2の層(II )中に含有されてもよい水素原子(H
)の量、ハロゲン原子(X)の呈または水素原子とハロ
ケン原子との量の和(H+X)は、好ましくは0.01
〜40atoIIic%、より好適には0.05〜30
atomic%、最適には0.1−25atomic%
とされるのが望ましい。
第2の層(II )中に含有されてもよい水素原子(H
)及び/又はハロゲン原子(X)の量を制御するには、
例えば支持体温度、水素原子(H)や/\ロケン原子(
X)を含有させるために使用される出発物質の堆積装置
系内へ導入する量、あるいは放電電力等を制御してやれ
ばよい。
第2の層(II )中に、伝導性を支配する物質(C)
、例えば第■族原子または第V族原子を構造的に導入す
るには、第1の層(I)の形成法を説明した場合と同様
に、層形成の際に前記した第■族原子導入用の出発物質
または第V族原子導入用の出発物質をカス状態で堆積室
中に、第2の層(II )を形成するだめの他の出発物
質と共に導入してやればよい。
本発明の光導電部材に於ける第2の層(II )の層厚
は、該第2の層(II )を主にフォトキャリアの発生
層として用いる場合には、フォトキャリアの励起光源に
対する第2の層(II )の吸収係数を考虜して適宜決
定され、好ましくは1000八〜50鱗、より好ましく
は100OA〜30μ、最適には1000八〜20−と
されるのが望ましい。
また、第2の層(II )を主にフォトキャリアの発生
と輸送のための層として用いる場合には、フォトキャリ
アか効率よく輸送されるように所望によって適宜決定さ
れ、好ましくは 1〜100μ、より好ましくは 1〜
80μ、最適には2〜50牌とされるのが望ましい。
本発明に於いて、第2の層(II )に酸素原子の含有
された層領域(011)を設けるには、」二連したよう
な第2の層(II )の形成の際に、酸素原子導入用の
出発物質を併用して、形成される層中にその量を制御し
なから含有させてやれば良い。
層領域(0■)を形成するのにグロー放電7.1を用い
る場合には、前記した第2の層(11)形成用の出発物
質の中から所望に応じて選択されたものに更に酸素原子
導入用の出発物質が加えられる。そのような酸素原子導
入用の出発物質としては、少なくとも酸素原子を構成原
子として有するカス状の物質またはガス化することので
きる物質をカス化したものの中の大概のものを使用する
ことができる。
原料ガスの組合せの例としては、 (a)シリコン原子(Si)を構成原子とする原料ガス
と、ゲルマニウム原子(Ge)を構成原子とする原料カ
スと、酸素原子(0)を構成原子とする原料ガスと、必
要に応じて水素原子(l()及び/またはハロゲン原子
(x)を構成原子とする原料カスとを所望の混合比で混
合して使用する、 (b)シリコン原子(Si)と水素原子()I)とを構
成原子とする原料ガスと、ハロゲン原子(X)を構成原
子とする原料カスと、ゲルマニウム原子(Ge)を構成
原子とする原料ガスと、酸素原子(0)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、 (C)シリコン原子(Sl)とハロゲン原子(X)とを
構成原子とする原料カスと、ゲルマニウム原子(Ge)
とハロゲン原子(X)とを構成原子とする原料カスと、
酸素原子(0)をi成原子とする原料カスと、水素原子
01)を構成原子とする原料カスとを所望の混合比で混
合して使用する、 (d)シリコン原子(Si)を構成原子とする原料カス
と、ゲルマニウムL’;tf−(Ge)を構成原子とす
る原料ガスと、シリコン原子(Si)と酸素原子(0)
と水素原子()I)との3つの原fを構成原子とする原
料カスとを所望の混合比で混合して使用する 等の組合せを挙げることができる。
層領域(0■)を形成するために使用される酸毒原子(
0)供給用の原料ガスとして有効に使用される出発物質
としては、0を構成原子とする、あるいは0と Hとを
構成原子とする、例えば酸素(0□)、オゾン(03)
、−酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO2)、−二酸
化窒素(N20)、三二酸化窒素(N203)、四二酸
化窒素(N204)、三二酸化窒素(N、205)、三
酸化窒素(NO3)、シリコン原子(S【)と酸素原子
(0)と水素原子(H)とを構成原子とする、例えばジ
シロキサン(H3SiO5iH3) 、トリシロキサン
 (H35iO3il(205iH3)等の低級シロキ
サン等を挙げることができる。
スパッタリング法によって、酸素原子を含有する第2の
層(11)を形成する場合には、単結晶または多結晶の
Siウェーハーまたは5102ウエーハー、またはSi
と5i02が混合されて含有されているウェーハーをタ
ーゲットとして、これらを種々のカス容囲気中でスパッ
タリングすることによって行なえば良い。
例えば、S1ウエーハーをターゲットとして使用する場
合、酸素原子とゲルマニウム原子と必要に15して水素
原子及び/またはハロゲン原子を導入するだめの原料ガ
スを必要に応して稀釈ガスで稀釈して、スパッター用の
堆積室中に導入し、これらカスのカスプラズマを形成さ
せて前記Siウェーハーをスパッタリングすれば良い。
また、Siと5102とは別々のターゲフトとして、あ
るいはSiと5i02とが混合された一枚のターゲ。
トとして使用する場合には、スパッター用のカスとして
のゲルマニウム原子(Ge)を構成原子とする原料ガス
を含む稀釈カスの雰囲気中で、または少なくともゲルマ
ニウム原子(Ge)を構成原子とする原料カスと水素原
子()l)構成原子として含有するガス及び/またはハ
ロゲン原子(X)を構成原子とL7て含有するカスとの
雰囲気中でスパッタリングすることによって所望の層領
域中に酸素原子を含有する層領域(0■)か設けられた
第2の層(II )を形成することかできる。
なお、酸素原子導入用のカスとしては、前述したグロー
放電法に於いて酸素原子導入用のカスとして挙げたもの
がスパッタリング用のカスとしても利用することかでき
る。
本発明に於いて、第1の層(I)及び第2の層(II 
)を形成する際に、酸素原子の含有された層領域(0)
をこれらの層の少なくとも一力に設ける場合、該層領域
(0)に含有される酸素原子の分布濃度C(0)を層厚
方向に変化させて、所望の層厚方向テノ分布状態(de
pth profile)を得るためには、グロー放電
の場合には、分布濃度C(0)を変化させるべき酸素原
子導入用の出発物質からなるガスを、その流量を所望の
変化率曲線に従って適宜変化させながら、堆積室内に導
入してこれらの層を形成する方法を適用することができ
る。
スパッタリングによる場合には、スパッタリング用のタ
ーゲントとして、例えばSiと5i02との混合された
ターゲットを使用する際には、Siと5102との混合
比を、ターゲットの層厚方向に於いて予め変化させてお
くことによって所望の層厚方向での酸素原子の分布状態
(depth profile)を得ることができる。
本発明の光導電部材の第2の層(II)104上に形成
される第3の層(III)105は、自由表面を有し、
主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使
用環境特性、耐久性において本発明の目的を達成するた
めに設けられる。第2の層(L[)と第3の層(III
)とは、その各々がシリコン原子という共通の構成原子
を有してなる非晶質材料を主成分とするものなので、そ
の積層界面において化学的な安定性が十分確保されてい
る。
本発明に於ける第3の層(II[)は、シリコン原子(
Si)と窒素原子(N)と、必要に応して水素原子(H
)及び/又はハロゲン原子(X)を含有する非晶質を主
成分とする材料(以後、a−(Six N、 −X )
y (H5X)+−yと記す、但し、0 < !、y<
 1)で構成される。
a−(StXN、 −)f )y (H,X) s−y
で構成される第3の層([[)の形成は、グロー放電法
、スパッタリング法、イオンインプランテーション法、
イオンブレーティング法、エレクトロンビーム法等によ
って実施される。これらの製造法は、製造条件、設備資
本投下の負荷程瓜、製造規模、作製される光導電部材に
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、所望する特性を有する光導電部材を製造するた
めの条件の制御が比較的容易であり、かつシリコン原子
と共に窒素原子やハロゲン原子を、作製する第3の層(
m)中に導入するのが容易に行える等の利点から、グロ
ー放電法あるいはスパッタリング法が好適に採用される
。また、グロー放電法とスパッタリング法とを同一装置
系内で併用して第3のW (III)を形成しそもよい
。
グロー放電法によって第3の層(m)を形成するには、
a−(StXN、 −X )y (H,X) l−y形
成用の原料カスを、必要に応じて希釈ガスと所定の混合
比で岳合し、第2の層(II )か形成された支持体の
設置しである真空堆積用の堆積室に導入し、導入された
ガスをグロー放電を生起させることによりガスプラズマ
化して、前記支持体上の第2のW(II)」二にa−(
St、 N1−x)y (H,X) t−yを堆積させ
ればよい。
本発明に於いて、a−(St、 N、 −X )y C
H,X) r−y形成用の原料カスとしては、シリコン
原子(Sl)、窒素原子(N)、水素原子(H)及びハ
ロゲン原子(X)、の中の少なくとも一つをその構成原
子として含有するガス状の物質又はガス化し得る物質を
カス化したものの内の大概のものが使用され得る。
Si、 N 、 H、Xの中の一つとして51を構成原
子とする原料ガスを使用する場合には、例えば、Slを
構成原子とする原料ガスと、Nを構成原子とする原料カ
スと、必要に応じてHを構成原子とする原料ガス及び/
又はXを構成原子とする原料カスとを所望の混合比で混
合して使用するか、あるいは、Siを構成原子とするb
K材料スと、N及び■を構成原子とする原料ガス及び/
又はN及び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、あるいはまた、Siを構成原
子とする原料ガスと、Si、 N及びHの三つを構成原
子とする原料ガス又はSi、 N及びXの三つを構成原
子とする原料カスとを所望の混合比で混合して使用する
例が挙げられる。
あるいは層性として、SiとHとを構成原子とする原料
カスと、Nを構成原子とする原料カスとを混合して使用
してもよいし、あるいはSiとXとを構成原子とする原
料ガスと、Nを構成原子とする原料ガスとを混合して使
用してもよい。
本発明に於いて、第3の層(m)中に含有されてもよい
ハロゲン原子(X)として好適なものは、F 、C’1
. Br、■であり、殊にF、Glをか望ましいもので
ある。
本発明に於いて、第3の層(I[[)形成用の原料ガス
となる出発物質としては、SlとHとを構成原子とする
SiH4、Si2H6、5i3HB 、 5i4H10
等のカス状のまたはガス化し得る水素化ケイ素(シラン
類)が有効に使用されるものとして挙げられ、殊に層作
成作業の扱いやすさ、Si供給効率の良さ等の点からS
 i H4、Si2H6か好ましいものとして挙げられ
る。
これらの出発物質を使用すれば、層形成条件を適切に選
択することによって、形成される第3の層(III)中
に81と共にHも導入し得る。
Si供給用の原料カスとなる有効な出発物質としては、
上記の水素化ケイ素の他に、ハロゲン原子(X)を含む
ケイ素化合物、所謂ハロゲン原子で置換されたシラン誘
導体、具体的には例えばSiF4゜5i7F 6 、5
iC14、S+Br4等のハロゲン化ケイ素が好ましい
ものとして挙げられることができ。
更には、SiH2F2.5iH212、SiH2C17
、5iHC13、SiH2Br2.5iHBr3等(7
) ハCffゲン置換水素化ケイ素、等々のカス状態の
あるいはガス化し得る、水素原子を構成要素の−・つと
するハロケン化物も有効な第3の層(III)形成用の
出発物質として挙げることができる。
これらのハロゲン原子(X)を含むケイ素化合物を使用
する場合にも、前述したように層形成条件の適切な選択
によって、形成される第3の層(m)中に31と共にハ
ロゲン原子(X)を導入することができる。
本発明に於いて、第3の層(III)を形成するのに使
用されるハロケン原子(X)導入用の原料ガスとなる有
効な出発物質としては、上記のものの他に、例えばフッ
素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲンガス、 CIF 
、 CHF3、BrF 、 BrF3、BrF5、HF
3 、 IF7 、ICI 、 rBr等ハロゲン間化
合物、HF、 HCI 、HBr 、旧等のハロゲン化
水素を挙げることができる。
本発明に於いて、第3の層(m)を形成するのに使用さ
れる窒素原子(N)供給用の原料ガスとして有効に使用
される出発物質としては、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、例えば窒素(N2)、ア
ンモニア(NHa)、ヒドラジン(82NNH2)、ア
ジ化水素(HN3) 、アジ化アンモニウム(NH2N
3)等のカス状のまたはガス化し得る窒素、窒化物、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
導入もできるという点から、三フッ化窒素(F3N)四
フッ化窒素(F4N2)等のハロゲン化窒素化合物を挙
げることができる。
これ等の第3の層(II[)形成物質は、形成される第
3の層(III)中に、所定の組成比でシリコン原子、
窒素原子及び必要に応じてハロゲン原子及び/又は水素
原子が含有されるように、第3の層(m)の形成の際に
所望に従って選択されて使用される。
スパッタリング法によって第3の層(m)を形成するに
は、例えば次のような方法が採用できる。
第1の方法は、例えばAr、 He等の不活性ガスまた
はこれらのガスをベースとした混合ガス雰囲気中でSi
で構成されたターゲットをスパッタリングする際、窒素
原子(N)導入用の原料ガスを、必要に応じて水素原子
(H)導入用の及び/又はハロゲン原子(X)導入用の
原料ガスと共にスパッタリンを行う堆積室内に導入して
やればよい。
また、第2の方法は、スパッタリング用のターゲットと
して、Siで構成されたターゲットか、Siで構成され
たターゲットとSi3N4で構成されたターゲットとの
二枚か、あるいはSiとSi3N4で構成されたターゲ
ットを使用することによって、第3の層(m)中に窒素
原子(N)を導入することができる。この際、前記の窒
素原子(N)導入用の原料ガスを併せて使用すれば、そ
の流量を制御することによって第3の層(II[)中に
導入される窒素原子(N)の量を任意に制御することか
容易である。
N、HおよびXの導入用の原料ガスとなる物質としては
、先述したグロー放電の例で示した第3の層(m)形成
用の物質がスパッタリング法の場合にも有効な物質とし
て使用され得る。
本発明に於いて、第3の層(m)をグロー放電法又はス
パッタリング法で形成する際に使用される稀釈ガスとし
ては、所謂希ガス、例えばHe、Ne、 Ar等が好適
なものとして挙げることができる。
本発明に於ける第3の層(I[[)は、その要求される
特性が所望通りに与えられるように注意深く形成される
。
即ち、Si、 N 、必要に応じてH及び/又はXを構
成原子とする物質は、その作成条件によって構造的には
結晶からアモルファスまでの形態を取り、電気的性質と
しては、導電性から半導体性、絶縁性までの間の性質を
、また光導電的性質から非光導電的性質までの間の性質
を各々示すので、本発明に於いては、目的に応じた所望
の特性を有するa−(Six N、 −X )y U、
X) I−yが形成されるように、所望に従ってその作
成条件の選択が厳密に成される0例えば、第3の層(m
)を電気的耐圧性の向上を主な目的として設ける場合に
は、a−(Six N、 −X )y (H,Xl+−
yは使用環境において電気絶縁性的挙動の顕著な非晶質
材料として作成される。
また、連続繰返し使用特性や使用環境特性の向上を主た
る目的として第3の層(III)が設けられる場合には
上記の電気絶縁性の度合はある程度緩和され、照射され
る光に対しである程度の感度を有する非晶質材料として
a−(StxN、 −X )y (H,X) I−vが
作成される。
第2の層(II )の表面上にa−(St、 N、 −
X )y (HlXL−yから成る第3の層(m)を形
成する際、層形成中の支持体温度は、形成される層の構
造及び特性を左右する重要な因子の一つであって、本発
明においては、目的゛とする特性を有するa−(Si。
N+ −−)y (H,X) l−が所望通りに作成さ
れ得るように層作成時の支持体温度が厳密に制御される
のが望ましい。
本発明に於ける、所望の目的が効果的に達成されるだめ
の第3の層(III)の形成法に合わせて適宜最適範囲
が選択されて、第3の層(III)の形成が実行される
が、好ましくは、20〜400℃、より好適には50〜
350℃、最適には100〜300°Cとされるのが望
ましい。第3の層(In)の形成には、層を構成する原
子の組成比の微妙な制御が他の方法に比べて比較的容易
であること等のために、グロー放電法やスパッタリング
法の採用が有利であるが、これ等の層形成法で第2の層
を形成する場合には、前記の支持体温度と同様に層形成
の際の放電パワーが作成されるa−(St、N1−x)
y (H,X)+−yの特性を左右する重要な因子の一
つとして挙げることができる。
本発明に於ける目的が効果的に達成されるための特性を
有するa−(StXNl −X )y (H,X) 1
− yが生産性よく効果的に作成されるための放電パワ
ー条件としては、好ましくはlO〜300W、より好適
には20〜250W、最適には50〜200Wとされる
のが望ましい。
゛ 堆積室内のカス圧としては、好ましくは0.01〜
1 Torr、好適には、 0.1−0.5Torr程
度とされるのが望ましい。
本発明に於いては第3の層(m)を作成するだめの支持
体温度、放電パワーの望ましい数値範囲として前記した
範囲の値が挙げられるが、これ等の層作成ファクターは
、独立的に別々に決めらレルモノテなく、所望特性のa
−(Six sl −)l )y (HlX)□−7か
ら成る第3のN(m)が形成されるように相互的有機的
関連性に基づいて各層作成ファクターの最適値が決めら
れるのが望ましい。
本発明の光導電部材に於ける第3の層(m)に含有され
る窒素原子の量は、第3の層(m)の作成条件と同様、
本発明の目的を達成される所望の特性が得られる第3の
層(III)が形成されるための重要な因子の一つであ
る。本発明における第3の層(III)に含有される窒
素原子の量は、第3の層(Ml)を構成する非晶質材料
の特性に応して適宜所望に応じて決められるものである
。
即ち、前記一般式a−(Six N、 −X )y (
H,X) l−yで示される非晶質材料は、大別すると
、シリコン原子と窒素原子とで構成される非晶質材料(
以後、 a−9iaN+−aと記す。但し、O< a<
 1) 、シリコン原子と窒素原子と水素原子とで構成
される非晶質材料(以後、a−(St、、 s’l −
b )e Hl−、:と記す。但し、0<b、c<1)
、シリコン原子と窒素原子とハロゲン原子と必要に応じ
て水素原子とで構成される非晶質材料(以後、a−(S
i、N+−a)e(H,X)+−8と記す。但し、0 
< d、r< 1)に分類される。
本発明に於いて、第3の層(m)がa−9iaN H−
aで構成される場合、第3の層(III)に含有される
窒素原子の量は、好ましくは、lXl0−’〜60at
omic%、より好適には1〜50ato+*ic%、
最適にはlO〜45atomic%とされるのが望まし
いものである。即ち、先のa−3i、1N 1− @の
aの表示で行えば、dが好ましくは0.4〜0.999
99、より好適には0.5〜0.88、最適には0.5
5〜0,9である。
一方、本発明に於いて、第3の層(m)がa−(Sib
 N、 −b )e H+−cで構成される場合、第3
の層(m)に含有される窒素原子の量は、好ましくはL
X 10’ −60atomic%、より好ましくは1
〜50ato+sic%、最適には10〜50atom
ic%とされるのが望ましいものである。水素原子の含
有量としては、好ましくは1〜40ato+sic%、
より好ましくは2〜35ato履10%、最適には5〜
30ato履1c%・とされるのが望ましく、これ等の
範囲に水素含有量かある場合に形成される光導電部材は
、実際面において優れたものとして充分適用させ得るも
のである。
即ち、先のa−(SIbNl−b)cHl−cの表示で
行えば、bが好ましくは0.45〜o、5ssss、よ
り好適には0.45〜0,98、最適には0.45〜0
.9、Cか好ましくは0.6〜0.99、より好適には
0.65〜0.88、最適には0.7〜0.95である
のが望ましい。
第3の層(m)が、a−(SiiN+−1)a(H,X
)+−eで構成される場合には、第3の層(III)中
に含有される窒素原子の含有量としては、好ましくは、
I X 10’ −EiOatomic%、より好適に
は1−60atomic%、最適には10〜55ato
+wic%とされるのが望ましいものである。ハロゲン
原子の含有量としては、好ましくは、 1〜20ato
mic%、より好適にはl 〜lljatomic%、
最適には2〜15atomic%とされるのが望ましく
、これ等の範囲にハロゲン原子含有量がある場合に作成
される光導電部材を実際面に充分適用させ得るものであ
る。必要に応じて含有される水素原子の含有量としては
、好ましくは19ato+gic%以下、より好適には
13atomic%以下とされるのが望ましいものであ
る。
即ち、先のa−(Si、+Nx−a)e(H,xL−e
のd、e)表示で行えば、dが好ましくは、0.4〜0
.99H9より好適には0.4〜0.98、最適には0
.45〜0.9、eが好ましくは0.8〜0.99、よ
り好適には0.82〜0.98、最適には0.85〜0
.88であるのが望ましい。
本発明に於ける第3の層(m)の層厚の数値範囲は1本
発明の目的を効果的に達成するための重要な因子の一つ
である。本発明の目的を効果的に達成するように、所期
の目的に応して適宜所望に従って決められる。
また、第3の層(m)の層厚は、該第3の層(m)中に
含有される窒素原子の量や第1の層(I)および第2の
層(II )の層厚との関係においても、各々の層に要
求される特性に応じた有機的な関連性の下に所望に従っ
て適宜決定される必要がある。更に加え得るに、生産性
や量産性を加味した経済性の点においても考慮されるの
が望ましい。
本発明に於ける第3の層([1)の層厚として−は、好
ましくは0.003〜30μ、より好適には0.004
〜20鱗、最適には0.005〜10−とされるのが望
ましいものである。
本発明において使用される支持体lot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、例えば、NiCr、ステンレス、A1. Cr、M
OlAu、Nb、 Ta、V 、 Ti、 Pt、 P
d 等の金属又はこれ等の合金が挙げられる。
電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリチン、ポリ
スチレン、ポリアミド等の合a樹脂のフィルム又はシー
ト、カラス、セラミック、紙等が通常使用される。これ
等の電気絶縁性支持体は、好適には少なくともその一方
の表面が導電処理され、該導電処理された表面側に他の
層が設けられるのが望ましい。
すなわち、例えばガラスであれば、その表面に、NiC
r、 AI、Cr、Mo、Au、旨、Nd、 Ta、V
、T1、pt、In2O3,5n02、ITO(In2
03→−9n02)等から成る薄膜を設けることによっ
て導電性が付与され、或いはポリエステルフィルム等の
合成樹脂フィルムであれば、NiCr、 A1. Ag
、Pb、Zn、 Ni。
Au、Cr、 Mo、It、 Nb、 Ta、 V 、
 Ti、 Pt等の金属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム
蒸着、スパッ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
性が付与される。
支持体の形状としては、所望によって、その形状は決定
されるが、例えば第1図の光導電部材100を電子写真
用像形成部材として使用するのであれば、連続高速複写
の場合には、無端ベルト状又は円筒状とするのが望まし
い。支持体の厚さ決定されるが、光導電部材として5(
撓性が要求される場合には、支持体としての機能が十分
発揮される範囲内であれば可能な限り薄くされる。しか
しながら、このような場合支持体の製造上及び取扱い上
、更には機械的強度等の点から、通常は、IOμ以上と
される。
次に、本発明の光導電部材の製造方法の一例の概略につ
いて説明する。
第20図にグロー放電分解法による光導電部材の製造装
置を示す。
し中の1102〜1106のカスボンベには、本発明の
光導電部材の光導電層を形成するための原料ガスが密封
されており、その−例として、例えば1102はHeで
希釈されたSiH4ガス(純度9L999%、以下Si
H4/Heガスと略す)ボンベ、1103はHeで希釈
されたGeF4カス(純度99.999%、以下GeF
4 / Heカスと略す)ボンベ、1104はHeで希
釈されたB2H6カス(純度98.999%、以下B2
 H6/ Heカスと略す)ボンベ、1105はHeカ
ス(純度0L99%)ボンベ、110BはNH3刀ス(
純度99.H%)ボンベである。
図示されていないがこれら以外に、必要に応じて所望の
ガス種のボンベを増設することが可能である。
これらのガスを反応室1101に流入させるには、ガス
ボンベ1102〜1106の各バルブ1122〜112
6及びリークバルブ1135が閉じられていることを確
認し、また、流入バルブ1112〜111B、流出バル
ブ1117〜+121及び補助バルブ1132.1t3
3が開かれていることを確認して、先づメインバルブ1
134を開いて反応室1lO1及び各ガス配管内を排気
する。次に真空計1136の読みが約5×10“6to
rrになった時点で補助バルブ1132.1133及び
流出バルブ1117〜1121を閉じる。
先ず、シリンダー状基体1137上に第1の層(I)を
形成する場合の一例を示すと、ガスボンベ1102より
5iHa/Heガス、カスボンベ1104よりB2 H
6/ He力゛ス、カスボンベ+105よりHeカスを
バルブ1122.1124.1125をそれぞれ開いて
出口圧ゲージ1127.1128.1130の圧をIK
g/cm2に調整し、流入バルブ+112.1114.
1115を徐々に開けて、マスフロコントローラ110
7.110!3.1110内にそれぞれ流入させる。引
き続いて流出バルブ1117.1119.1120及び
補助バルブ1132を徐々に開いてそれぞれのカスを反
応室1101に流入させる。このときS+H4/Heカ
ス流量とHeカス流量と82 H6/ H1!カス流量
との比が所望の値になるように流出パルプ1117.1
119、+120を調整し、また1反応室内の圧力が所
望の値になるように真空計1136の読みを見ながらメ
インバルブ1134の開口を調整する。そして基体シリ
ンダー1137の温度が加熱ヒーター1138により5
0〜400°Cの所定の温度に設定されていることを確
認した後、電源1140を所望の電力に設定して反応室
1101内にグロー放電を生起させて、基体シリンター
1137上に第1の層(I)を形成する。また、層形成
を行っている間は、層形成の均一化を計るために基体シ
リンダー1137をモータ1139により一定速度で回
転させる。最後に使用した全てのカス操作系バルブを閉
し、反応室+101を一旦高真空まで排気する。
次にこのようにして形成された第1の層(I)の上に第
2の層(II )を形成する場合の一例を示すと、真空
計1136の読みが約5X 10’ torrになった
ら上記の場合と同様な操作の繰り返しを行う。
すなわち、ガスボンベ1102よりSiH4/Heガス
、ガスポンベ1103よりGeF4 / Heガス、ガ
スポンベ1104よりB2 H6/ He力゛ス、カス
ボンベ1105よりNO力゛スをバルブ1122.11
23.1124.1125をそれぞれ開いて出口圧ゲー
ジ1127.1128.1129.1130の圧をIK
g/cI02に調整し、流入バルブ1112.1113
.1l14.1115を徐々に開けて、マスフロコント
ローラ1107、+108. ll0EI、1110内
にそれぞれ流入させる。引き続いて流出バルブ1117
、it+a、1119.1120及び補助バルブ113
2を徐々に開いてそれぞれのガスを反応室1101に流
入させる。このときSiH4/Heガス流量とGeFa
 / Heカス流量とB2 H6/ Heカス流量とH
eガスとの比が所望の値になるように流出バルブ111
7.1118.11111.1120を調整し、また、
反応室内の圧力が所望の値になるように真空計1136
の読みを見ながらメインバルブ1134の開口を調整す
る。そして基体シリンダー1137の温度が加熱ヒータ
ー1138により50〜400°Cの所定の温度に設定
されていることを確認した後、電源1140を所望の電
力に設定して反応室1101内にグロー放電を生起させ
て、基体シリンダー1137上に第1の層(I)の形成
の場合と同様にして第2のW(II)を形成する。
次にこのようにして形成された第2のW(II)の上に
第3の層(IIIr)を形成する場合には、先の場合と
同様に、使用した全てのガス操作系バルブを閉し、反応
室1101を一旦高真空まで排気し、真空計1136(
7)読みが約5X 1O−6torrになったら、上記
の場合と同様にして、例えばカスボンベ1102よりS
+H4/Heカス、力゛スポンベ110eよりNH3力
゛スを供給して、グロー放電を生起させ第3の層(II
I)か形成される。第3の層(m)中の窒素原子の41
はNH3ガスの供給流量を調整することによって制御さ
れる。
以下、実施例について説明する。
実施例1 第20図に示した光導電部材の製造装置を用い、先に詳
述したグロー放電分解法によりA1製のシリンダー上に
第1表に示した製造条件に従い光受容層を形成し、電子
写真用の像形成部材の各試料(試料逅1−1−1〜IB
−10−8の合計860個)を作成した。
各試料に於ける光受容層中の第1の層(I)と第2の層
(II )からなる層領域に含有された硼素原子の分布
状態を第14A図及び第14B図に、酸素原子の分布状
態を第15図に、更に第2のW(II)に含有されたゲ
ルマニウム原子の分布状態を第16図に示す。
各試料の個々に於ける硼素原子、酸素原子、及びゲルマ
ニウム原子の分布状態は、各試料に刺した試料番号(逅
)によって表わした。
即ぢ、硼素原子及び酸素原子の分布状態は第3表に示し
たように1−1〜1B−10の番号で示され、更にゲル
マニウム原子の分布状態は各試料について第16図で示
された6種の分布状態(501〜506)の末尾の番号
に対応した1〜6の番号を第3表に示したl−1−18
−10の番号の末尾に付与した。
このような硼素原子、酸素原子、及びゲルマニウム原子
の分布は、予め定められたカス流量の変化曲線に従って
該当するバルブの開閉状m(を自動的に操作することに
よって、BZ H6/ He、 NO及びGeF4 /
 Heのカス流量を調節することによって形成した。
このようにして得られた像形成部材の各試料のそれぞれ
を個別に帯電露光実験装置にセットして■5.OKVで
 0.3秒間コロナ帯電を行い、直ちに光像を照射した
。光像は、タングステンランプ光源を用い、0.2 l
ux a seeの光量を透過型のテストチャートを通
して照射させた。
その後直ちに、■荷電性の現像剤(トナーとキャリアー
を含む)を光導電部材表面をカスケードすることによっ
て光導電部材表面上に良好なトナー画像を得た。光導電
部材表面上のトナー両像を■5.OKVのコロナ帯電で
転写紙上に転写したところ、解像度に優れ、階調再現性
の良い鮮明な高濃度の画像が得られた。
次に、光源をタングステンランプの代わりに、810n
mのGaAs系半導体レーザー(10mW)を用いて、
静電像の形成を行なった以外は上記と同様なトナー画像
形成条件にして、トナー転写画像の画質評価を行ったと
ころ、階調再現性の良い鮮明な高品位の画像が得られた
。
実施例2 第20図の製造装置を用い、シリンダー状のAI製基体
上に、第2表に示した製造条件にした以外は本実施例で
得られた各試料の光受容層中の第1の層(I)と第2の
層(II )からなる層領域に含有された硼素原子の分
布状態を第17図に、酸素原子の分布状態を第18図に
、更に第2の層(II)に含有されたゲルマニウム原子
の分布状態を第18図に示す。
各試料の個々に於ける硼素原子、酸素原子、及びゲルマ
ニウム原子の分布状態は、実施例1と同様にして各試料
に伺した試料番号(逅)によって表わした。
即ち、硼素原子及び酸素原子の分布状態は第4表に示し
たように21−1〜28−9の番号で示され、更にゲル
マニウム原子の分布状態は各試料について第18図で示
された6種の分布状態(601〜606)の末尾の番号
に対応した1〜6の番号をi4表に示したj−1〜+6
−10の番号の末尾に付与した。
このようにして得られた像形成部材の各試料のそれぞれ
を個別に用いて実施例1と同様にトナー転写画像の画質
評価を行ったところ、解像力に優れ、階調再現性の良い
鮮明な高品位の画像が得られた。
実施例3 第20図の製造装置を用い、第3の層(m)の作成条件
を第5表に示した各条件にした以外は、それぞれ実施例
1の試料#1lL5−5−2及び14−10−5並びに
実施例2の試料、425−3−4を作成したのと同様の
条件と手順に従って電子写真用の像形成部材をそれぞれ
(試料酸5−5−2−1〜5−5−2−8 、14−1
0−5−1〜14−10−5−8 、25−3−4−1
〜25−3−4−8の合計24個の試料)作製した。
このようにして得られた像形成部材のそれぞれを用いて
、実施例1と同様な条件で画質評価と、繰り返し連続使
用による耐久性の評価を行った。
これらの各試料の評価結果をi6表に示した。
実施例4 第3の層(I[I)の作製をスパッタリング法により実
施し、その形成時にシリコンウェハーと窒化シリコンウ
ェハーのターケラト面積比を種々変更して、第3の層(
m)中のシリコン原子と窒素原子の含有量比を変化させ
た以外は実施例1の試料、/&、8−9−4と同様にし
てシリンター状のAI製基体りに光受容層を形成して電
子写真用の像形成部材(試料酸8−9−4−1〜8−9
−4−7の計7個)を作製した。
このようにして得られた像形成部材のそれぞれを用いて
、実施例1と同様な作像、現像、クリーニングの工程を
約5万回繰り返した後1画質評価を行ったところ、第7
表の評価結果を得た。
実施例5 第3の層(I[I)の形成時に、5i)14カス 、カ
スの流量比を変えて、第3の層(III)中のシリコン
原子と窒素原子の含有量比を変化させた以外は実施例1
の試料AIE 8−9−4と全く同様にしてシリンダー
状のAI製基体上に光受容層を形成して電子写真用の像
形成部材(試料酸8−9−4−11〜8−9−4−18
の計8個)をそれぞれ作製した。
このようにして得られた像形成部材のそれぞれを用いて
、実施例1と同様な作像、現像、クリーニングの工程を
約5万回繰り返した後、画質評価を行ったところ、第8
表の評価結果を得た。
実施例6 第3の層(m)の形成時に、SiH4カスとSiF4カ
スとNH3カスの流量比を変えて、第3の層(III)
中のシリコン原子と窒素原子の含有量比を変化させた以
外は実施例1の試料、6 B−9−4と全く同様にして
シリンター状のAI製基体上に光受容層を形成して電子
写真用の像形成部材(試料、18−9−4−21〜B−
9−4−28の計8個)をそれぞれ作製した。
このようにして得られた像形成部材のそれぞれを用いて
、実施例1と同様な作像、現像、クリーニングの−L程
を約5万回繰り返した後、画質評価を行ったところ、第
9表の評価結果を得た。
実施例7 第3の層(III)の層厚をを変化させた以外は実施例
1の試料、/i 8−9−4 と全く同様にしてシリン
ダー状のAI製基体上に光受容層を形成して電子写真用
の像形成部材(試料誠8−9−4〜31〜B−9−4−
34の計4個)をそれぞれ作製した。
このようにして得られた像形成部材のそれぞれを用いて
、実施例1と同様な作像、現像、クリーニングの工程を
約5万回繰り返した後、画質評価を行ったところ、第1
O表の評価結果をCIだ。
以上の本実施例に於ける共通の層作成条件を以上に示す
。
支持体温度 第1の層及び第3の層形成時:約250°C第2の層形
成時:約200’C 放電周波数: 13.56MHz 反応時反応室内圧: 0.3 Torr第10表
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光導電部材の構成を説明するために層
構造を模式的に示した図、第2図〜第13図はそれぞれ
本発明の第2の層(II)に於けるゲルマニウム原子の
分布状態を示すための模式図、第14A図及び第14B
図は本発明の実施例1に於いて作成された光導電部材の
光受容層に於ける硼素原子の分布状態を示した図、第1
5図は本発明の実施例1に於いて作成された光導電部材
の光受容層に於ける酸素原子の分布状態を示した図、第
16図は本発明の実施例1に於いて作成された光導電部
材の第2のW(II)に於けるゲルマニウム原子の分布
状態を示すための模式図、第17図は本発明の実施例2
に於いて作成された光導電部材の光受容層に於ける硼素
原子の分布状態を示した図、第18図は本発明の実施例
2に於いて作成された光導電部材の光受容層に於ける酸
素原子の分布状態を示した図、第19図は本発明の実施
例2に於いて作成された光導電部材の第2の層(II)
に於けるゲルマニウム原子の分布状態を示すための模式
図、第20図はグロー放電分解法による光導電部材の製
造装置を示した図である。 100:光導電部材 101:支持体 102二光受容層 103 : :JSlの層104:
第2の層 105:第3の層 1101:反応室 1102〜1108:カスポンへ 1107〜1lli :マスフロコントローラ1112
〜1118 :流入バルブ 1117〜1121:流出バルブ 1122〜1128:バルブ 1127〜1131 :圧力調整器 1132:m助バルブ 1133:メインパルブ113
4:ゲートバルブ 1135:リークバルブ1138 
:真空計 1137 :基体シリング−1138:加熱
ヒーター 1138ニモータ1140:高周波電源(マ
ツチングホックス)第1図 □C 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 C 第一8 図 第9図 ′:′g10図 (201) (202) (203) (204) (
205)3“°”°”°7) 第1 (206) (207) (208) (209) (
210)5図 (301) (302) (303) (3014)(
acou+4.e ppm) 第 (305) (306) −(307) (308)1
7図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光導電部材用の支持体と、この支持体上に設けら
    れ、光導電性を有する光受容層とを有する光導゛毛部材
    に於いて、前記光受容層が、前記支持体側から、シリコ
    ン原子を含む非晶質材料で構成された第1の層(I)と
    、シリコン原子とゲルマニウム原子とを含む非晶質材料
    で構成された第2の層(II )と、シリコン原子と窒
    素原子とを含む非晶質材料で構成された第3の層(II
    I)とから構成され、かつ前記第2の層(n )内に含
    有されるゲルマニウム原子か、該層の層厚方向に対して
    不拘。−に分AJシており、更に第1の層(I)および
    第2の層(II )の少なくとも一方に、酸素原子か含
    イ了されていることを4−¥徴とする光導電部材。
  2. (2)第1の層(1)および第2の層(II )の少な
    くとも一方に、水素原子及び/又はハロゲン原子が含有
    されている特許請求の範囲第1項記載の光導電部材。
  3. (3)第1の層(I)および第2の層(II )の/ν
    かぐとも一力に、伝導性を支配する物質が含有されてい
    る特許請求の範囲第1項または第2項記載の光導電部材
    。
  4. (4)伝導性を支配する物質が周期律表第1Il族に属
    する原子である特許請求の範囲第3項記載の光導電部材
    。
  5. (5)伝導性を支配する物質が周期律表:fs v族に
    属する原子である特許請求の範囲第3項記載の光導電部
    材。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62182748A (ja) * 1986-02-06 1987-08-11 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用感光体及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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