JPS6068672A - 光導電部材 - Google Patents

光導電部材

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JPS6068672A
JPS6068672A JP58155336A JP15533683A JPS6068672A JP S6068672 A JPS6068672 A JP S6068672A JP 58155336 A JP58155336 A JP 58155336A JP 15533683 A JP15533683 A JP 15533683A JP S6068672 A JPS6068672 A JP S6068672A
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JP
Japan
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layer
atoms
layer region
gas
present
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JP58155336A
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English (en)
Inventor
Keishi Saito
恵志 斉藤
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Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS6068672A publication Critical patent/JPS6068672A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F30/00Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
    • H10F30/10Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices being sensitive to infrared radiation, visible or ultraviolet radiation, and having no potential barriers, e.g. photoresistors
    • H10F30/15Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices being sensitive to infrared radiation, visible or ultraviolet radiation, and having no potential barriers, e.g. photoresistors comprising amorphous semiconductors

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  • Light Receiving Elements (AREA)

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】 本発明は、光(ここでは広義の光で、紫外光線、可視光
線、赤外光線、X線、r線等を示す)の様な電磁波に感
受性のある光導電部材に関する。
固体撮像装置、或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、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
に処理することが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。
この様な点に立脚して最近注目されている光導電材料に
アモルファスシリコン(以後a−8iと表記す)があり
、例えば、独国公開第2746967号公報、同第28
55718号公報には電子写真用像形成部材として、独
国公開第2933411号公報には光電変換読取装置へ
の応用が記載されている。
百年ら、従来のa−8i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、及び耐湿性等の使用環境特性
の点、更には経時的安定性の点において、総合的な特性
向上を計る必要があるという更に改良される可き点が存
するのが実情である。
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、この種の光導電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って、残像が
生ずる所謂ゴースト現象を発する様になる。或いは、高
速で繰返し使用すると応答性が次第に低下する、等の不
都合な点が生ずる場合が少なくなかった。
更には、a−8iは可視光領域の短波長側に較べて、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とのマツ
チングに於いて、通常使用されているハロゲンランプや
螢光対を光源とする場合、長波長側の光を有効に使用し
得ていないという点に於いて、夫々改良される余地が残
っている。
又、別には、照射される光が光導電層中に於いて、充分
吸収されずに支持体に到達する光の量が多くなると、支
持体自体が光導電層を透過して来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、解像度を上げる為に、照射スピットを小さ
くする程大きくなり、殊に半導体レーザを光源とする場
合には大きな問題となっている。
或いは又、a−8i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計るために、水素
原子或いは弗素原子や塩素原子等のハロゲン原子、及び
電気伝導型の制御のために硼素原子や燐原子等が或いは
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、これ等の構成原子の含
有の仕方如何によっては、形成した層の電気的或いは光
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
即ち、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充分でないこ
とや暗部において、支持体側よりの電荷の注入の阻止が
充分でないこと、或いは、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像による
と思われる画像欠陥や、例えば、クリーニングに、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」と云われている所謂画像欠陥が生じたりしていた。
又、多湿雰囲気中で使用したり、或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−8i材料そのものの特性改良が図られる一方
で光導電部材を設計する際に、上記した様な問題の総て
が解決される様に工夫される必要がある。
本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、a −Si
に就で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鋭意研究検討を続けた結果、シ
リコン原子を母体とし、水素原子(H)又はハロゲン原
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、所謂水素化アモルファスシリコン、ハ四ゲン
化アモルファスシリコン、或いはハロゲン含有水素化ア
モルファスシリコン〔以後これ等の総称的表記として[
a−8i (I(、X) Jを使用する〕から構成され
、光導電性を示す光受容層を有する光導電部材の層構成
を以後に説明される様な特定化の下に設計されて作成さ
れた光導電部材は実用上着しく優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
おいて凌駕していること、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及び長波長側
に於ける吸収スベクトル特性に優れていることを見出し
た点に基いている。
本発明は電気的、光学的、光導電的特性が常時安定して
いて、殆んど使用環境に制限を受けない全環境型であり
、長波長側の光感度特性に優れると共に耐光疲労に著し
く長け、繰返し使用に除しても劣化現象を起さず、残留
電位が全く又は殆んど観測されない光導電部材を提供す
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が高く
、殊に半導体レーザとのマツチングに優れ、且つ光応答
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、通常の電子写真法が極めて有効に適用さ
れ得る程度に、静電像形成の為の帯電処理の際の電荷保
持能が充分であ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、高品質画像を得る事が容
易に出来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1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。
本発明の更に他の目的は、長期の使用に於いて画像欠陥
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。
本発明の光導電部材は、光導電部材用の支持体と、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1の層領域とシリコン原子を含む非晶質材料
で構成され、光導電性を示す第2の層領域とが前記支持
体側より順に設けられたN構成の第一の層と、シリコン
原子と酸素原子とを含む非晶質材料で構成された第二の
層とを有し、前記第1の層領域中に伝導性を支配する物
質が含有されている事を特徴とする。
上記した様な層構成を取る様にして設計された本発明の
光導電部材は、前記した諸問題の総てを解決し得、極め
て優れた電気的、光学的、光導電的特性、電気的耐圧性
及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響が全くなく、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、繰返し使用特性に長け、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、本発明の光導電部材は、全可視光域に於いて光感
度が高く、殊に半導体レーザとのマツチングに優れ、且
つ光応答が速い。
以下、図面に従って、本発明の光導電部材に就で詳細に
説明する。
第1図は、本発明の第1の実施態様例の光導に部材の層
構成を説明するために模式的に示した模式的講成図であ
る。
第1図に示す光導電部材100は、光導電部材用として
の支持体101の上に、第一の層(1)102、第二の
層(11) 105とを有し、該層(1)105は自由
表面106を一方の端面に有している。
第一の層102は、支持体101側よりゲルマニウム原
子を含有するa−8i (H,X) (以後「a−8i
Ge(H,X))Jと略記する)で構成された第1の層
領域(G) 103とa −S t (L(+ X )
で構成され、光導電性を有する第2の層領域(S)10
4とが順に積層された層構造を有する。
第1の層領域(G) 103中に含有されるゲルマニウ
ム原子は、該第1の層領域(G) 1030層厚方向及
び支持体101の表面と平行な面内方向に連続的で均一
に分布した状態となる様に前記第1の層領域(G) 1
03中に含有される。
本発明の光導電部材100に於いては、少なくとも第1
の層領域(G) 103に伝導特性を支配する物質(C
)が含有されており、第1の層領域(G) l O3に
所望の伝導特性が与えられている。
本発明に於いては、第1の層領域(G) 103に含有
される伝導特性を支配する物質(C)は、第1の層領域
(G) 103の全層領域に万遍なく均一に含有されて
も良く、第1の層領域(G) 103の一部の層領域に
偏在する様に含有されても良い。
本発明に於いて伝導特性を支配する物質(C)を第1の
層領域(G)の一部の層領域に遍在する様に第1の層領
域(G)中に含有させる場合には、前記物質(C)の含
有される層領域(PN)は、第1の層領域(G)の端部
層領域として設けられるのが望ましいものである。殊に
、第1の層領域(G)の支持体側の端部層領域として前
記層領域(PN)が設けられる場合には、該層領域(P
N)中に含有される前記物質(のの種類及びその含有量
を所望に応じて適宜選択することによって支持体から第
一のJl (1)中への特定の極性の電荷の注入を効果
的に阻止することが出来る。
本発明の光導電部材に於いては、伝導特性を制御するこ
との出来る物質(C)を、第一の層(1)の一部を構、
成する第1の層領域(G)中に、前記した様に該層領域
(G)の全域に万遍なく、或いは層厚方向に偏在する様
に含有させるものであるが、更には、第1の層領域(G
)上に設けられる第2の層領域(S)中にも前記物質(
C)を含有させて良いものである。
第2の層領域(S)中に前記物質(C)を含有させる場
合には、第1の層領域(G)中に含有される前記物質(
C)の種類やその含有量及びその含有の仕方に応じて、
第2の層領域(S)中に含有させる物質(C)の種類や
その含有量、及びその含有の仕方が適宜法められる。
本発明に於いては、第2の層領域(8)中に前記物質(
C)を含有させる場合、好ましくは、少なくとも第1の
層領域(G)との接触界面を含む層領域中に前記物質(
C)を含有させるのが望ましいものである。
本発明に於いては、前記物質(C)は第2の層領域(S
)の全層領域に万遍なく含有させても良いし、或いは、
その一部の層領域に均一に含有させても良いものである
第1の層領域(G)と第2の層領域(S)の両方に伝導
特性を支配する物質(c)を含有させる場合、第1の層
領域(G)に於ける前記物質(C)が含有されている層
領域と、第2の層領域(s)に於ける前記物質(C)が
含有されている層領域とが、互いに接触する様に設ける
のが望ましい。
又、第1の層領域(G)と第2の層領域(S)とに含有
される前記物質(C)は、第一1の層領域(G)と第2
の層領域(S)とに於いて同種類でも異種類であっても
良く、又、その含有量は各層領域に於いて、同じでも異
っていても良い。
百年ら、本発明に於いては、各層領域に含有される前記
物質(c)が両者に於いて同種類である場合には、第1
の層領域(G)中の含有量を充分多くするか、又は、電
気的特性の異なる種類の物質(C)を、所望の各層領域
に、夫々含有させるのが好ましいものである。
本発明に於いては、少なくとも第一の層(1)を構成す
る第1の層領域(G)中に、伝導特性を支配する物質(
C)を含有させることにより、該物質(C)の含有され
る層領域〔第1の層領域(G)の一部又は全部の層領域
のいずれでも良い〕の伝導特性を所望に従って任意に制
御することが出来るものであるが、この様な物質(のと
しては、所謂、半導体分野で云われる不純物を挙げるこ
とが出来、本発明に於いては、形成される層を構成する
a −5iGe (H、X)やa −Si (H、X)
に対して、p州法導特性を与えるn型不純物及びn型伝
導特性を与えるn型不純物を挙げることが出来る。
具体的には、n型不純物としては周期律表第■族に属す
る原子(第夏族原子)、例えば、B(硼素)、A/(ア
ルミニウム) 、 Ga (ガリウム)。
In (インジウム) 、 Tt (タリウム)等があ
り、殊に好適に用いられるのは、B、Geである。
n型不純物としては、周期律表第V族に属する原子(第
V族原子)、例えば、P(燐) * As(砒素)、s
b(アンチモン)、Bi(ビスマス)等であり、殊に、
好適に用いられるのは、P、Asである。
本発明に於いて、伝導特性を制御する物質(C)が含有
される層領域(PN)に於けるその含有量は、該層領域
(PN)に要求される伝導特性、或いは、該層領域(P
N)が支持体に直に接触して設けられる場合には、その
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出来る。
又、前記層領域(PN)に直に接触して設けられる他の
層領域や、該他の層領域との接触界面に於ける特性との
関係も考慮されて、伝導特性を制御する物質の含有量が
適宜選択される。
本発明に於いて、層領1(PN)中に含有される伝導特
性を制御する物質(C)の含有量としては、好マシくは
0.01〜5 X 10’ atomic ppm %
より好適には0.5〜I X 10’ atomtc 
ppfn s最適には1〜5 X 103103ato
 ppmとされるのが望ましいものである。
本発明に於いて、伝導特性を支持する物質(C)が含有
される層領域(PN)に於ける該物質(C)の含有量を
好ましくは30 atomic ppm以上、より好適
には50 atomic ppm以上、最適には100
100ato ppm以上とすることによって、例えば
該含有させる物質(のが前記のn型不純物の場合には、
第二の層(I)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第一のJG(1)中への電子の注入
を効果的に阻止することが出来、又、前記含有させる物
質(C)が前記のn型不純物の場合には、第二の層(n
)の自由表面がO極性に帯電処理を受けた際に、支持体
側から第一の層(1)中への正孔の注入を効果的に阻止
することが出来る。
上記の様な場合には、前述した様に、前記層領域(PN
)を除いた部分の層領域(Z)には、層領域(PN)に
含有される伝電特性全支配する物質(C)の伝導型の極
性とは別の伝導型の極性の伝導特性を支配する物質(C
)を含有させても良いし、或いは、同極性の伝導型を有
する伝導特性を支配する物質(C)を、層領域(PN)
に含有させる実線の量よりも一段と少ない量にして含有
させても良いものである。
この様な場合、前記層領域(Z)中に含有される前記伝
導特性を支配する物質(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
応じて所望に従って適宜決定されるものであるが、好ま
しくは0.001〜1001000aio ppm %
より好適には0.05〜500 atomicppm 
1最適には0.1〜200 atomic ppmとさ
れるのが望ましいものである。
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30 atomic ppm以下とするのが望
ましいものである。
本発明−に於いては、第一の層(υ中に、一方の極性の
伝導型を有する伝導性を支配する物質を含有させた層領
域と、他方の極性の伝導型を有する伝導性を支配する物
質を含有させた層領域とを直に接触する様に設けて、該
接触領域に所謂空乏層を設けることも出来る。
詰り、例えば、第一の層(1)中に、前記のn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
とを直に接触する様に設けて所1p−n接合を形成して
、空乏層を設けることが出来る。
本発明に於いては、第一の層領域(G)上に設けられる
第2の層領域(S)中には、ゲルマニウム原子は含有さ
れておらず、この様な層構造に第一の層(りをル成する
ことによって、比較的可視光領域を含む、短波長から比
較的長波長迄の全領域の波長の光に対して光感度が優れ
ている光導電部材として得るものである。
又、第1の層領域(G)中に於けるゲルマニウム原子の
分布状態は、全層領域にゲルマニウム原子が連続的に分
布しているので、第1の層領域(G)と第2の層領域(
S)との間に於ける親和性に優れ、半導体レーザ等を使
用した場合の、第2の層領域(S)では殆んど吸収し切
れない長波長側の光を第1の層領域(G)に於いて、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
による干渉を防止することが出来る。
又、本発明の光導電部材に於いては、第1の層領域(G
)と第2の層領域(S)とを構成する非晶質材料の夫々
がシリコン原子という共通の構成要素を有しているので
、積層界面に於いて化学的な安定性の(4保が充分成さ
れている。
本発明において、第1の層領域(G)中に含有されるゲ
ルマニウム原子の含有量としては、本発明の目的が効果
的に達成される様に所望に従って適宜法められるが、シ
リコン原子との和に対して好ましくは1〜9.5X10
5atomic ppm Nより好ましくは100〜8
X105atomic ppm 。
最適には500〜7XIO5atomic ppmとさ
れるのが望ましいものである。
本発明に於いて第1の層領域(G)と第2の層領域(S
)との層厚は、本発明の目的を効果的に達成させる為の
重要な因子の1つであるので形成される光導電部材に所
望の特性が充分与えられる様に、光導電部材の設計の際
に充分なる注意が払われる必要がある。
本発明に於いて、第1尋勢蕃嬉÷拳の層領域(G)の層
厚TBは、好ましくは30λ〜50μ、より好ましくは
40λ〜40μ、最適には50λ〜30μとされるのが
望ましい。
又、第2の層領域(S)の層厚Tは、好ましくは0.5
〜90μ、より好ましくは1〜80μ、最適には2〜5
0μとされるのが望ましい。
第1の層領域(G)の層厚TBと第2の層領域(8)の
層厚Tの和(TB+T)としては、両層領域に要求され
る特性と第一の層(I)全体に要求される特性との相互
間の有機的関連性に基いて、光導電部材の層設針の際に
所望に従って、適宜決定される。
本発明の光導電部材に於いては、上記の(TB−l−T
)の数値範囲としては、好ましくは1〜100μ、より
好適には1〜80μ、最適には2〜50μとされるのが
望ましい。
本発明のより好ましい実施態様例に於いては、上記の層
厚TB及び層厚Tとしては、通常はTB/T≦1なる関
係を満足する際に、夫々に対して適宜適切な数値が選択
されるのが望ましい。
上記の場合における層厚TB及び層厚Tの数値の選択に
於いて、より好ましくはTB/T≦0.9、最適には’
I’B / T≦0.8なる関係が満足される様に1Δ
厚TB及び層厚Tの値が決定されるのが望ましいもので
ある。
本発明に於いて、第1の層領域(G)中に含有されるゲ
ルマニウム原子の含有量がI X 10’atomic
ppm以上の場合には、第1の層領域(G)の層厚TB
としては、可成り−薄くされるのが望ましく、好ましく
は30μ以下、より好ましくは25μ以下、最適には2
0μ以下とされるのが望ましいものである。
本発明に於いて、必要に応じて、第一の層(夏)を構成
する第1の層領域(G)及び第2の層領域(8)中に含
有されるハロゲン原子(X)としては、具体的にはフッ
素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、殊にフッ素、塩素
を好適なものとして挙げることが出来る。
本発明において、a−8iGe(H,X)で構成される
第1の層領域(G)を形成するには例えばグロー放電法
、スパッタリング法、或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によって成される。例
えば、グロー放電法によって、a−8iGe(H,X)
で構成される第1の層領域(G)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、必要に応じて水素原子(山場入用
の原料ガス又は/及びハロゲン原子(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、予
め所定位置に設置されである所定の支持体表面上にa−
8iGe(H。
X)からなる層を形成させれば良い。又、スパッタリン
グ法で形成する場合には、例えばAr。
He等の不活性ガス又はこれ等のガスをペースとした混
合ガスの雰囲気中でSiで構成されたターゲット、或い
は、該ターゲットとGeで構成されたターゲットの二枚
を使用して、又は、SiとGeの混合されたターゲット
を使用して、必要に応じてHe t Ar等の稀釈ガス
で稀釈されたGe供給用の原料ガスを、必要に応じて、
水素原子(H)又ハ/及びハロゲン原子(X)導入用の
ガスをスパッタリング用の堆積室に導入し、所望のガス
プラズマ雰囲気を形成して前記のターゲットをスパッタ
リングしてやれば良い。
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夫々蒸発源として蒸着ボートに収容
し、この蒸発源を抵抗加熱法、或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ッタ
リングの場合と同様にする事で行う事が出来る。
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、8t2H65SrsH,
、t 8i、Hlo等のガス状態の又はガス化し得ろ水
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、St供給効
率の良さ等の点で5iii、 。
Ge供給用の原料ガスと成シ得る物質としては、Ge)
L p GeJIa r Ge5f(B 、 GeJ(
+o e GeJu + Ge5HI4yGerHxa
 y Ge5Hxa p GeJ2.等のガス状態の又
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、GeL +GetHa
 y Ge5Ha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
、例えばハロゲンガス、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
又はガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられる
又、更には、シリコン原子とハロゲン原子とを構成要素
とするガス状態の又はガス化し得る、ハロゲン原子を含
む水素化珪素化合物も有効なものとして本発明において
は挙げることが出来る。
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、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素のハロゲ
ンガス、 BrF r CtF T CtFs +Br
F5 p BrF5 y IFs r IFt # I
Ctt IBr等のハロゲン間化合物を挙げることが出
来る。
具体的には例えばS iF4. S 1tFa 、 S
 ic4 e S iBr+等のハロゲン化珪素が好ま
しいものとして挙げることが出来る。
この様なハロゲン原子を含む珪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光導電部材を形成す
る場合には、Ge供給用の原料ガスと共にS五ヲ供給し
得る原料ガスとしての水素化珪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a−8iGeか
ら成る第1の層領域働を形成する事が出来る。
グロー放電法に従って、ハロゲン原子を含む第1の層領
域(Qを作成する場合、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珪素とGe供給用の原料ガ
スとなる水素化ゲルマニウムとAr p Hs g H
e等のガス等を所定の混合比とガス流量になる様にして
第1の層領域口)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、所望の支持体上に第1の層領域G)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
容易になる様に図る為にこれ等のガスに更に水素ガス又
は水素原子を含む珪素化合物のガスも所望量混合して層
形成しても良い。
又、各ガスは単独様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。
スパッタリング法、イオンブレーティング法の何れの場
合にも形成される層中にハロゲン原子を尋人するには、
前記のハロゲン化合物又は前記のハロゲン原子を含む珪
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。
又、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、例えば、Hl、或いは前記したシラン類又は/
及び水素化ゲルマニウム等のガス類をスパッタリング用
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或いはハロゲンを含む珪素
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、HP 、 HCl。
■汁、HI等のハロゲン化水素、S i HtF2 、
 S iHt It +S IHzC# t S 1H
C4+ S 1HJr2HS tI(Br、等のハロゲ
ン置換水素化珪素、及びGeHF′s y Gef(J
t g GeHJ IGeHCGeC1ptCLt p
 GeHsCZ * GeI(13r3+ GeHtB
r21GeHsBr s GeHIs r GeHtL
 v GeHsI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、G
eFa * GeCム。
GeBr4p GeI4+ GeFt t GeC14
p GeBrz + GeI2 等のハロゲン化ゲルマ
ニウム、等々のガス状態の或いはガス化し得る物質も有
効な第1の層領域Q形成用の出発物質として挙げる事が
出来る。
これ等の物質の中、水素原子を含む]・ロゲン化物は、
第1の層領域(2)形成の際に層中に・・ロゲン原子の
導入と同時に電気的或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
なノ・ロゲン導入用の原料として使用される。
水素原子を第10層領域Q中に構造的に導入するには、
上記の他にH2、或いはS In21 S IJa p
SisHs z 5i4Hso等の水素化珪素をGeを
供給する為のゲルマニウム又はゲルマニウム化合物と、
或いは、GefL r GezHa 、 Ge5Ha 
+ Ged(to z Ge5H1z rGeaH14
,Ge7H□a r Ge5H+a p Ge@H,6
等の水素化ゲルマニウムとStを供給する為のシリコン
又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事が出来る。
本発明の好ましい例において、形成される光導電部材の
第1の層領域IG)中に含有される水素原子Iの景又は
ノ・ロゲン原子■の量又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 at
omic%、よシ好適には0.05〜30atOmiC
%、最適には0.1〜25 atomic%とされるの
が望ましい。
第1の層領域Q中に含有される水素原子(()又は/及
びハロゲン原子■の量を制御するには、例えば支持体温
度又は/及び水素原子印、或いはハロゲン原子■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、a S i (He X )で構成さ
れる第2の層領域[F])を形成するには、前記した第
1の層領域G)形成用の出発物質(1)の中よ、り、G
l供給用の原料ガスとなる出発物質を除いた出発物質〔
第2の層領域6)形成用の出発物質値)〕を使用して、
第1の層領域Qを形成する場合と、同様の方法と条件に
従って行うことが出来る。
即ち、本発明において、a−8i(H,X)で構成され
る第2の層領域■を形成するには、例えばグロー放電法
、スパツメリンク法、或イハイオンプレーテイング法等
の放電現象を利用する真空堆積法によって成される。例
えば、グロー放電法によって、a−8t(H,X)で構
成される第2の層領域(S)を形成するには、基本的に
は前記したシリコン原子(Si)を供給し得るSi供給
用の原料ガスと共に、必要に応じて水素浮子■導入用の
又は/及びハロゲン原子■導入用の原料ガスを、内部が
減圧にし得る堆積室内に導入して、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である所定の
支持体表面上にa 5i(H,X)からなる層を形成さ
せれば良い。又、スパッタリング法で形成する場合には
、隔jえば、Ar、He等の不活性ガス又はこれ等のガ
スをベースとした混合ガスの雰囲気中でStで構成され
たターゲラトラスパッタリングする際、水素原子■又は
/及びハロゲン原子■導入用のガスをスパックリング用
の堆積室に導入しておけば良い。
本発明に於いて、形成される第一の層(I)を構成する
第2の層領域Is)中に含有される水素原子■の量又は
ハロゲン原子■の量又は水素原子とハロゲン原子の量の
和(H+X)は、好ましくは、1〜40 atorni
c%、よシ好適には5〜30 atomicX、最適に
は5〜25 atomicXとされるのが望ましい。
第一0層(I)t−構成する層領域中に、伝導特性を制
御する物質c)、例えば、第■族原予成いは第■族原子
を構造的に導入して前記物質C)の含有された層領域(
PN)を形成するには、層形成の際に、第■族原子導入
用の出発物質或いは第V族原子導入用の出発物質をガス
状態で堆積室中に、第一の層(1)を形成する為の他の
出発物質と共に導入してやれば良い。この様な第■族原
子導入用の出発物質と成シ得るものとしては、常温常圧
でガス状の又は、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。その様な第■
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、BmH番、 B4H10、BsHo 、B
5H11、BeHto 、 B6H12、BaH+4等
の水素化硼素、BFs −BCム、 BBr、等のハロ
ゲン化硼素等が挙げられる。この他、Aにム。
GaC25、Ga (CHa )s p InCts 
p TIJ::As等も挙げることが出来る。
第V族原子導入用の出発物質として、本発明において有
効に使用されるには、燐原子導入用としては、PI(、
、P&等の水素北隣、PHd−PFs y PF a 
t PCl5 z PCl5 a PBr、 t PB
r、 、 P I3等の2、ロゲン北隣が挙げられる。
この他、Ashs t AsF5 tAscts y 
AsBr5 、 AsF5 + 5bHa + 5bF
a * 5bFs 、sbcム。
SbCム、 5iHs 、 5iCLs r B1Br
5 等も第■族原子導入用の出発物質の有効なものとし
て挙げることが出来る。
第1図に示される光導電部材100に於いては一第一の
層(I) 102上に形成される第二の層QI)105
は自由表面106を有し、主に耐湿性。
連続繰返し使用特性、電気性、耐圧性、使用環境特性、
耐久性に於いて本発明の目的を達成する為に設けられる
又、本発明に於いては、第一0層(1) 102と第二
のjifi(IT)IQsとを構成する非晶質材料の各
々がシリコン原子という共通の構成要素を有しているの
で、積層界面に於いて化学的な安定性の確保が充分酸さ
れている。
本発明に於ける第二の層■は、シリコン原子(St)と
酸素原子(0)と、必要に応じて水素原子印又は/及び
ハロゲン原子■とを含む非晶質劇料(以後r a −(
S 1zot−X)7 (Ht X)s−y Jと記す
。但し、o<x 、 y<1 )で構成される。
a (5izOi−z)y(a+x)t−yで構成され
る第二の層ω)の形成はグロー放電法、スパッタリング
法。
エレクトロンビーム法等によって成される。これ等の製
造法は、製造条件、設備資本投下の負荷程度、製造規模
2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作製条件の制御が比較的
容易である。シリコン原子と共に酸素原子及びノ・ロゲ
ン原子を、作製する第二の層(U)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或いはスパッター
リング法が好適に採用される。
更に、本発明に於いては、グロー放電法とスパッターリ
ング法とを同一装置系内で併用して第二の層■を形成し
てもよい。
グロー放電法によって第二の層(10を形成するにはa
 (5izO+−z)y(H+X)□−y 形成用の原
料ガスを、必要に応じて稀釈ガスと所定量の混合比で混
合して、支持体の設置しである真空堆積室に導入し、導
入されたガスを、グロー放電を生起させることでガスプ
ラズマ化して、前記支持体上に既に形成されである第一
の層(I)上にa −(5izOt−z)y (H+ 
X)1−yを堆積させれば良い。
本発明に於いて、a −(5tX01 z)y(H−X
)t−y形成用の原料ガスとしては、シリコン原子(S
t入酸素原子旬、水素原子0、)〜ロゲン原子■の中の
少なくとも一つを構成原子とするガス状の物質又はガス
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。
St、0.H,Xの中の一つとしてStを構成原子とす
る原料ガスを使用する場合は、例えばStを構成原子と
する原料ガスと、0を構成原子とする原料ガスと、必要
に応じてHを構成原子とする原料ガス又は/及びXを構
成原子とする原料ガスとを所望の混合化で混合して使用
するか、又はStを構成原子とする原料ガスと、0及び
XHを構成原子とする原料ガス又は/及びO及びXを構
成原子とする原料ガスとを、これも又、所望の混合比で
混合するか、或いは、Slを構成原子とする原料ガスと
、Si、O及びHの3つを構成原子とする原料ガス又は
、SL、O及びX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出来る。
又、別には、SiとHとを構成原子とする原料ガスに0
を構成原子とする原料ガスを混合して使用しても良いし
、SlとXとを構成原子とする原料ガスに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。
本発明に於いて、第二の層aI)中に含有されるハロゲ
ン原子■とじて好適なのはF’ 、 Ct 、 Br 
t■でアシ、殊にF 、 C1が望ましいものである。
本発明に於いて、第二の層aI)を形成するのに有効に
使用される原料ガスと成シ得るものとしては、常温常圧
に於いてガス状態のもの又は容 □易にガス化し得る物
質を挙げることが出来る。
第二の層■を上記の非晶質材料で構成する場合の層形成
法としてはグロー放電法、スノ(ツタ−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が槌
げられる。これ等の製造法は、製造条件、設備資本投下
の負荷程度、製造規模2作製される光ia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為の作製
条件の制御が比較的容易でおる。シリコン原子と共に酸
素原子、必要に応じて水素原子やハロゲン原子を作製す
る第二の層01)中に導入するのが容易に行える等の利
点からグロー放電或いはスパック−リング法が好適に採
用される。
更に、本発明に於いては、グロー放電法とスパッターリ
ング法とを同一装置系内で併用して第二の層0)を形成
しても良い。
グロー放電法によって、a−3iO(H,X)で構成さ
れる第二の層(n)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St供給用の原料ガスと酸
素原子0)導入用の原料ガスと、必要に応じて水素原子
印導入用の又は/及びノ・ロゲン原子(イ)導入用の原
料ガスを、内部が減圧にし得る堆積室内に導入して、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
されておる所定の第1の層上にa−8iO(H,X)か
らなる第二の層([)を形成させれば良い。
又、スパッタリング法で第二の層(If)を形成する場
合には、例えば次の様にされる。
第一には、例えばAr pHe等の不活性ガス又はこれ
等のガスをペースとした混合ガスの雰囲気中でSiで構
成されたターゲットをスパッタリングする際、酸素原子
(0)導入用の原料ガスを、必要に応じて水素原子軽導
入用の又は/及びハロゲン原子■導入用の原料ガスと共
にスパッタリングを行う真空堆積室内に導入してやれば
良い。
第二には、スパッタリング法のターゲットとしてSto
wで構成されたターゲットか、或いはSLで構成された
ターゲットと5iftで構成されたターゲットの二枚か
、又はStとSingとで構成されされたターゲットを
使用することで形成される第二の層Gl)中へ酸素原子
0)を導入することが出来る。この際、前記の酸素原子
(0)導入用の原料ガスを併せて使用すればその流量を
制御すること第二の層ω)中に導入される酸素原子0)
の量を任意に制御することが容易である。
第二の層(II)中へ導入される酸素原子0)の含有量
は、酸素原子(0)導入用の原料ガスが堆積室中へ導入
される際の流量を制御するか、又は酸素原子0)導入用
のターゲット中に含有される酸素原子(0)の割合を、
該ターゲットを作成する際に調整するか、或いは、この
両者を行うことによって、所望に従って任意に制御する
ことが出来る。
本発明において使用されるSi供給用の原料ガスとなる
出発物質としては、512H4+ 5iJa $S i
 srs r S LH+o等のガス状態の又はガス化
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、層作成作業の扱い易さ、St供
給効率の良さ等の点で5IH4y 5IJaが好ましい
ものとして挙げられる。
これ等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二〇層GI)中にSi
と共にHも導入し得る。
S1供給用の原料ガスとなる有効な出発物質としては、
上記の水素化硅素の他に、ノ・ロゲン原子■を含む硅素
化合物、所謂、ノヘ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5tF4゜Si之Fs、SiCム
、5iBr、等のハロゲン化硅素が好ましいものとして
挙げることが出来る。
更には、5iHtFx 、 5iHtIz p 5iH
2CAt 、 5iHC1s ySi&Br2t 5i
I(Brs等のハロゲン置換水素化硅素等々のガス状態
の或いはガス化し得る、水素原子を淘成要素の1つとす
るハロゲン化物も有効な第二の層■の形成の為のSt供
給用の出発物質として挙げる事が出来る。
これ等のハロゲン原子■を含む硅素化合物を使用する場
合にも前述した様に層形成条件の適切な選択によって、
形成される第二の層■中にSiと共に■を導入すること
が出来る。
上記した出発物質の中水素原子を含む)・ログン化硅累
化合物は、第二の層■の形成の際に層中にハロゲン原子
■の導入と同時に電気的或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
は好適なハロゲン原子OO導入用の出発物質として使用
される。
本発明において第二の層(IOを形成する際に使用され
るハロゲン原子■導入用の原料ガスとなる有効な出発物
質としては、上記したものの他に、例えば、フッ素、塩
素、臭素、ヨウ素のハロゲンガスp BrF 、 C1
F p CLFs p BrF5 t BrF5 tI
Fa 、 IFy r ICz r IBr等のハロゲ
ン間化合物。
HF 、 HCL 、 HBr 、 HI等のハロゲン
化水素を挙げることができる。
第二の層■を形成する際に使用される酸素原子(0)尋
人用の原料ガスに成シ得るものとして有効に使用される
出発物質は、0を構成原子とする或いはNと0とe[成
豚子とする、例えば酸素(0,)、オゾン(os)−一
酸化窒素(NO)、二数化窒素(Not)、−二酸化窒
素(Nto)、三二酸化窒素(N2oz) 、四三酸化
窒素(Nto4) 、ミニ酸化窒素(N*0i)−三酸
化屋素(NO,)、シリコン原子(Si)と酸素原子0
)と水素原子印とを構成原子とする、例えば、ジシロキ
サン(H3S its iH3) r )ジシロキサン
(Hs S i O8I HI 0S iHa )等の
低級シロキサン等を挙げることが出来る。
本発明において、第二の層(lI)ftグロー放電法又
はスパッター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、V/lIえばHe、Ney
Ar等が好適なものとして挙げることが出来る。
本発明に於ける第二の層Gl)は、その要求される特性
が所望通シに与えられる様に注意深く形成される。
即ち、Sl p Og必要に応じてH又は/及び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唸
結晶からアモルファスまでの形態を取シ、電気物性的に
は、導電性から半導体性、絶縁性までの間の性質を、又
光導電的性質から非光導電的性質を、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 −
(S lX0I−X)y (Hr X )+−yが形成
される様に、所望に従ってその作成条件の選択が厳密に
成される。
例えば、第二の層ω)を電気的耐圧性の向上を主な目的
として設けるにはa−(SixOt z)y(H,X)
x−yは使用環境に於いて電気絶縁性的挙動の顕著な非
晶質拐料として作成される。
又、連続繰返し使用特性や使用環境特性p向上を主たる
目的として第二の層([)が設けられる場合には上%己
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−
(SizOt−x)y (HIA )1−yが作成され
る。
第一のI’m (1)の表面にa (SixOt−z)
y(a、x)x−yから成る第二の層(IDの表面にa
 (S i X O+−エ)y(HlX)l−7から成
る第二〇層■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%性を左右する重要な因子であ
って、本発明に於いては、目的とする特性を有するa−
(Sizes−X)7(HIX)1−yが所望通シに作
成され得る様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ため
の第二の層(II)の形成法に併せて適宜最適範囲が選
択されて、第二0層(II)の形成が実行されるが、好
ましくは、20〜400℃、よシ好適には50〜350
℃、最適には100〜300℃とされるのが望ましいも
のである。第二の層■)の形成には、層を構成する原子
の組成比の微妙な制御や層厚の制御が他の方法に較べて
比較的容易である事等のために、グロー放電法やスパッ
ターリング法の採用が有利であるが、これ等の層形成法
で第二の層(II)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 
(SixOt x)y(l(、X)s−yの特性を左右
する重要な因子の一つである。
本発明に於ける目的が達成されるための特性を有するa
−(SiX01−X)yOi#X)l 、が生江性良く
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1,0〜aoow、よシ好適には2.0〜250
W、最適には5.0〜200Wとされるのが望ましいも
のである。
堆積宗門のガス圧は好ましくは0.01〜ITorr、
よシ好適には、0.1〜0.5 Torr程度とされる
のが望ましい。
本発明に於いては第二の層(In作成するための支持体
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れるものではなく、所望特性のa
−(SizO□−X)y(H,X)l−yから成る第二
の層■が形成される様に相互的有機的関連性に基づいて
各層作成ファク本発明の光導電部材に於ける第二の層(
II)に含有される酸素原子の量は、第二の層(1)の
作成条 □件と同様、本発明の目的を達成する所望の特
性が得られる第二の層(Iりが形成される重要な因子で
ある。
本発明に於ける第二の層(1)に含有される酸素原子の
量は、第二の層(1)を構成する非晶質材料の種類及び
その特性に応じ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 −(S I XO1−X)y (
Hs X ) 、−yで示される非晶質材料は、大別す
ると、シリコン原子と酸素原子とで構成される非晶質材
料(以後、r a−stao□−、jと記す。但し、0
<a<1)、シリコン原子と酸素原子と水素原子とで構
成される非晶質材料(以後、「a−(SibOt−b)
cHt−Jと記ス。但し、0<b、c<1)、シリコン
原子と酸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−8id01−
d)e(Hs X)、−8Jと記す。但し0<d、e<
1)、に分類される。
本発明に於いて、第二の層(II)がa−8iaO□−
8で構成される場合、第二の層(n)に含有される酸素
原子の址はa−8iBO1−aのaの表示で行えば、a
が好ましくは0.33〜0.99999、よシ好適には
0.5〜0.99.最適には0.6〜0.9である。
本発明に於いて、第二の非晶質層(II)がa−(Si
bO□b)。H,、で構成される場合、第二の層(n)
 K含有される酸素原子の量はa−(SibOl−b)
。Hl−6の表示で行えばbが好ましくは0.33〜0
.99999、よシ好適には0.5〜0.9、最適には
0.6〜0.9、Cが好ましくは0.6〜・0,99、
よシ好適には0.65〜0.98.最適には0.7〜0
.95であるのが望ましい○ 第二の層(1)が、a−(Sidol−d)6(Hs 
x)□−8で構成される場合には、第二の層(If)中
に含有される酸素原子の含有量としては、a(S1d0
1−d)6CHsX)1−6のd−eの表示で行えばd
が好ましくは、0.33〜0.99999.より好適に
は0.5〜0.99、最適には0.6〜0.9、eが好
ましくは0.8〜0.99、より好適には0.82〜0
.99、最適には0.85〜0.98であるのが望まし
い。
本発明に於ける第二の層(1)の層厚の数範囲は、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様に所期の目的に応じ
て適宜所望に従って決められる○又、第二の層(+[)
の層厚は、該層(11)中に含有される酸素原子の量や
第一の層(T)の層厚との関係に於いても、各々の層領
域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
に於いても考慮されるのが望ましい。
本発明に於ける第二の層(If)の層厚としては、好ま
しくは0.003〜30μ、よシ好適には0.004〜
20μ、最適にはO,OO5〜10μとされるのが望ま
しい。
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、例
えばNi Cr sステンレス% AL%Cr%Mo、
Au、 Nbx Ta、 v、 Tin Pt、 Pd
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、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
スチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシー
ト、ガラス、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
の表面を導電処理され、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。
例えば、ガラスでちれば、その表面にlNiCr5At
、 C1−lMo、 Au、 Ir、 Nbs Tal
v%Tis Pt5Pd、 l[n203.5n02、
ITO(In203+ SnO,)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チあれば、NiCr、
 kts Agi Pbh Zr+。
Ni 、 Au1Cr、 Mas Ir、 Nbs T
a、 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、又は
前記金属でその表面をラミネート処理L7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、円筒状
、ベルト状、板状等任意の形状とし得、所望によって、
その形状は決定きれるが、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。支持体の厚さは、所望通シの光導電
部材が形成される様に適宜決定されるが、光導電部材と
して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おれば可能な限シ薄くされる
。百年ら、このような場合支持体の製造上及び取扱い上
、機械的強度等の点から、好ましくは、10μ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該層につい
て説明する。
第2図に光導電部材の製造装置の一例を示す。
図中の202〜206のガスボンベには、本発明の光導
電部材を形成するだめの原料ガスが密封されており、そ
の1例としてたとえば202は、Heで稀釈されたSi
H4ガス(純度99.999%、以下S i I(4/
 Heと略す。)ボンベ、203はHeで希釈されたG
em、ガス(純度99.999%、以下Ge H4/ 
Heと略す。)ボンベ、204はHeで希釈されたSi
F、ガス(純度99.99L以下S i F4 /He
と略す。)ボンベ、205はHeで稀釈されたB2H6
ガス(純度99.999%、以下B 2 He /He
と略す。)ボンベ、206はC,Lガス(純度99.9
99襲)ボンベであるO これらのガスを反応室201に流入させるにはガスボン
ベ202〜206のパルプ222〜226、リークパル
プ235が閉じられていることを確認し、又、流入パル
プ212〜216、流出ノ(ルブ217〜221、補助
パルプ232.233が開かれていることを確認して、
先ずメインパルプ234を開いて反応室201、及び各
ガス配管内を排気する。次に真空計236の読みが約5
 X 10’ torrになった時点で補助パルプ23
2.233、流出パルプ217〜221を閉じる。
次にシリンダー状基体237上に第一の層(1)を形成
する場合の1例をあげると、ガスボンベ202よF) 
5if4/Heガス、ガスボンベ203よ’)GeH4
/Heガス、ガスボンベ205よ’) B 2 H,a
 / Heガスをパルプ222.223.225を夫々
間いて出口圧ゲージ227.228.230の圧を1に
7/c!!1に調整し、流入バルブ212.213)2
15を徐々に開けて、マスフロコントローラ207.2
08.210内に夫々を流入させる○引き続いて流出パ
ルプ217.218.220、補助パルプ232を徐々
に開いて夫々のガスを反応室201に流入させる。この
ときのS i H4/Heガス流量とGeL/Heガス
流量とB2 Ha /Heガス流量との比が所望の値に
なるように流出ノくパルプ217.218.220を調
整し、又、反応室201内の圧力が所望の値になるよう
に真空計236の読みを見ながらメインノ(ルブ234
の開口を調整する。そして基体237の温度が加熱ヒー
ター238によシ50〜400°Cの範囲の温度に設定
されていることを確認された後、電源240を所望の電
力に設定して反応室201内にグロー放電を生起させて
基体237上に第1の層領域(G)を形成する。所望の
層厚に第1の層領域(G)が形成された時点に於いて、
流出パルプ218を完全に閉じること及び必要に応じて
放電条件を変えること以外は、同様な条件と手順に従っ
て、所望時間グロー放電を維持することで、前記の第1
の層領域(G)上にゲルマニウム原子が実質的に含有さ
れていない第2の層領域(S)を形成することができる
第2の層領域(S)中に、伝導性を支配する物質(Qを
含有させるには、第2の層領域(S)の形成の際に、例
えばB2)T。、 PH,等のガスを堆積室201の中
に導入する他のガスに加えてやれば良い。
この様にして、第1の層領域(G)と第2の層領域(S
)とで構成された第一の層(r)が基体237上に形成
される。
第一の層(1)中にハロゲン原子を含有させる場合には
、上記のガスに、例えばSiF、ガスを更に付加して、
グロー放電を生起させれば良い。
又、第一の層(1)中に水素原子を含有させずにハロゲ
ン原子を含有させる場合には、先の5i)L/Heガス
及びGe L /Heガスの代シに、SiF、/Heガ
ス及びGeF4/Heガスを使用すれば良い。
上記の様にして所望層厚に形成された第一の層(1)上
に第二の層(It)を形成するには、第一の層(1)の
形成の際と同様なパルプ操作によって、例えばSiH4
ガス、Heガスの夫々を必要に応じてHe等の稀釈ガス
で稀釈して、所望の条件に従ってグロー放電を生起させ
ることによって成される。
第二の層(1)中にハロゲン原子を含有させるには、例
えばS I F4ガスとHeガス、或いは、これにSi
Lガスを加えて上記と同様にして第二の層(11)を形
成することによって成される。
夫々の層を形成する際に必要なガスの流出パルプ以外の
流出パルプは全て閉じることは言うまでもなく、又夫々
の層を形成する際、前層の形成に使用したガスが反応室
201内、流出パルプ217〜221から反応室201
内に至るガス配管内に残留することを避けるために、流
出バルブ217〜221を閉じ、補助バルブ232.2
33を開いてメインバルブ234を全開して系内を一旦
高真空に排気する操作を必要に応じて行う。
第二の層(II)中に含有される酸素原子の量は例えば
、グロー放電による場合はSiH4ガスと、C2H4ガ
スの反応室201内に導入される流量比を所望に従って
変えるか、或いは、スパッターリングで層形成する場合
には、 ArとNOの混合ガスとターゲットを形成する
際シリコンウェハとSin、板のスパッタ面積比率を変
えるか、又はシリコン粉末と5in2粉末の混合比率を
変えてターゲットを成型することによって所望に応じて
制御することが出来る。第二の層(II)中に含有され
るハロゲン原子(3)の量は、ハロゲン原子導入用の原
料ガス、例えばSiF4ガスが反応室201内に導入さ
れる際の流量を調整することによって成される。
又、層形成を行っている間は層形成の均一化を計るため
基体232はモータ239により一定速度で回転させて
やるのが望ましい。
以下実施例について説明する○ 実施例1゜ 第2図に示しだ製造装置によシ、シリンダー状のAt基
体上に、第1表に示す条件で層形成を行って電子写真用
像形成部材を得だ。
こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験装置に設
置し■5.OkVで0.3sec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、21ux−sccの光量を透過型のテストチャ
ートを通じて照射させた。
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)を像形成部材表面をカスケードすることによっ
て、像形成部材表面上に良好なトナー画像を得た。像形
成部材上のトナー画像を、■5.0kVのコロナ帯電で
転写紙上に転写した所、解像力に優れ、階調再現性のよ
い鮮明な高濃度の画像が得られた。
実施例2゜ 第2図に示した製造装置によシ、第2表に示す条件にし
た以外は実施例1と同様にして、層形成を行って電子写
真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて帯電極性と現像剤
の荷電極性の夫々を実施例1と反対にした以外は実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成したと
ころ極めて鮮明な画質が得られた。
実施例3゜ 第2図に示した製造装置によシ、第3表に示す条件にし
た以外は実施例1と同様にして、層形成を行って電子写
真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例1と同様
の条件及び手順で転写紙上に画像を形成したところ極め
て鮮明な画質が得られた。
実施例4゜ 実施例1に於いて、Ge L /HeガスとS i H
4/Heガスのガス流量比を変えて第1層中に含有され
るゲルマニウム原子の含有量を第4表に示す様に変えた
以外は、実施例1と同様にして電子写真用像形成部材を
夫々作成した0 こうして得られた像形成部材に就いて、実施例1と同様
の条件及び手順で転写紙上に画像を形成したところ第4
表に示す結果が得られたO実施例5゜ 実施例1に於いて第1層の層厚を第5表に示す様に変え
る以外は、実施例1と同様にして各電子写真用像形成部
材を作成した。
こうして得られた各像形成部材に就いて、実施例1と同
様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成したところ第
5表に示す結果が得られた。
実施例6゜ 第2図に示した製造装置によシ、シリンダー状のAt基
体上に、第6表に示す条件で第一の層(1)の形成を行
った以外は実施例1と同様にして電子写真用像形成部材
を得た。
こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験装置に設
置し■5.OkVで0,3(8)間コロナ帯電を行い、
直ちに光像を照射した。光像はタンクステンラング光源
を用い、21ux−set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、O荷電性の現像剤(トナーとキャリアー
を含む)を像形成部材表面をカスケードすることによっ
て、像形成部材表面上に良好なトナー画像を得た。像形
成部材上のトナー画像を、■5.0kVのコロナ帯電で
転写紙上に転写した所、解像力に優れ、階調再現性のよ
い鮮明な高濃度の画像が得られた。
実施例7゜ 第2図に示しだ製造装置により、シリンダー状のAt基
体上に、第7表に示す条件で第一の層(I)の形成を行
った以外は実施例1と同様にして電子写真用像形成部材
を得た。
こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験装置に設
置し■5.OkVで0.3sec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s 21ux−(8)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、O荷電性の現像剤(トナーとキャリアー
を含む)を像形成部材表面をカスケードすることによっ
て、像形成部材表面上に良好なトナー画像を得た0像形
成部材上のトナー画像を、■5.0kVのコロナ帯電で
転写紙上に転写した所、解像力に優れ、階調再現性のよ
い鮮明な高濃度の画像が得られた。
実施例8゜ 第2図に示した製造装置によシ、シリンダー状のn基体
上に、第8表に示す条件で第一の層(+)の層形成を行
った以外は実施例1と同様にして電子写真用像形成部材
を得た。
こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験装置に設
置し■5.OkVで0.3sec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、21ux−(8)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、O荷電性の現像剤(トナーとキャリアー
を含む)を像形成部材表面をカスケードすることによっ
て、像形成部材表面上に良好なトナー画像を得た。像形
成部材上のトナー画像を、■5.OkVのコロナ帯電で
転写紙上に転写した所、解像力に優れ、階調再現性のよ
い鮮明な高濃度の画像が得られた。
実施例9゜ 第2図に示した製造装置によ)、第9表に示す条件にし
た以外は実施例1と同様にして、層形成を行って電子写
真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例1と同様
の条件及び手順で転写紙上に画像を形成したところ極め
て鮮BAな画質が得られた。
実施例10゜ 第2図に示した製造装置によシ、第10表に示す条件に
した以外は実施例1と同様にして、層形成を行って電子
写真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例1と同様
の条件及び手順で転写紙上に画像を形成したところ極め
て鮮明な画質が得られた。
実施例11゜ 第2図に示した製造装置によシ、第11表に示す条件に
した以外は実施例1と同様にして、層形成を行って電子
写真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例1と同様
の条件及び手順で転写紙上に画像を形成したところ極め
て鮮明な画質が得られた。
実施例12゜ 実施例1に於いて光源をタングステンランプの代シに8
10nmOGa As系半導体レーザ(10mW)を用
いて、静電像の形成を行った以外は、実施例1と同様の
トナー画像形成条件にして、実施例1と同様の条件で作
成した電子写真用像形成部材に就いてトナー転写画像の
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13゜ 層(4)の作成条件を第12表に示す各条件にした以外
は、実施例2.3.6〜10の各実施例と同様の条件と
手順に従って電子写真用像形成部材の夫々(試料随13
−201〜13−208.13−301〜13−308
.13−601〜11608、パ°゛−,13−100
1〜13−1008の72個の試科)を作成した。
こうして得られた各電子写真用像形成部材の夫々を個別
に複写装置に設置し、■5kVで0.2sec間コロナ
帯電を行い、光像を照射した。光源はタングステンラン
プを用い、光量は1.01ux・気としだ。潜像は○荷
電性の現像剤(トナーとキャリヤを含む)によって現像
され、通常の紙に転写された。転写画像は、極めて良好
なものであった。転写されない電子写真用像形成部材上
に残ったトナ は、ゴムブレードによってクリーニング
された。このような工程を繰シ返し10万回以上行って
も、いずれの場合も画像の劣化は見られなかった。
各、試料の転写画像の総合画質評価と繰返し連続使用に
よる耐久性の評価の結果を第13表に示す。
実施例14゜ 層(n)の形成時、スパッターリング法を採用し、Ar
とNOの混合ガスとシリコンウェハと5102板のター
ゲツト面積比を変えて、層(1)に於けるシリコン原子
と酸素原子の含有量比を変化させる以外は、実施例1と
全く同様な方法によって像形成部材の夫々を作成した。
こうして得られだ像形成部材の夫々につき、実施例1に
述べた如き、作像、現像、クリーニングの工程を約5万
回繰)返した後画像評価を行ったところ第14表の如き
結果を得た。
実施例15゜ 層(11)の層の形成時、SiH4ガスとNOO20流
量比を変えて、層(n)に於けるシリコン原子と酸素原
子の含有量比を変化させる以外は実施例1と全く同様な
方法によって像形成部材の夫々を作成した。こうして得
られた各像形成部材につき、実施例1に述べた如き方法
で転写までの工程を約5万回繰多返した後、画像評価を
行ったところ、第15表の如き結果を得た。
実施例16゜ 層(II)の層の形成時、 SiH4ガス、SiF、ガ
ス、NOO20流量比を変えて、層(II)に於けるシ
リコン原子と酸素原子の含有量比を変化させる以外は、
実施例1と全く同様な方法によって像形成部材の夫々を
作成した。こうして得られた各像形成部材につき実施例
1に述べた如き作像、現像、クリーニングの工程を約5
万回繰シ返した後、画像評価を行ったところ第16表の
如き結果を得た。
実施例17゜ 層(■)の層厚を変える以外は、実施例1と全く同様な
方法によって像形成部材の夫々を作成した。実施例1に
述べた如き、作像、現像1クリ以上の本発明の実施例に
於ける共通の層作成条件を以下に示す。
基体温度:ゲルマニウム原子(Ge)含有層−・・−・
約200°Cゲルマニウム原子(Ge)非含有層・・・
約250°C放電周波数: 13.56 MHz 反応時反応室内圧: 0.3 Torr
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の光導電部材の層構成を説明する為の
模式的層構成図、第2図は、実施例に於いて本発明の光
導電部材を作製する為に使用された装置の模式的説明図
である。 100・・・光導電部材 101 ・支持体 102・・・・・・第一の層(+) 105・・・・第二の層(4) 出願人 キャノン株式会社 −手 系:lに 嗜1] 了F 書 (自発)昭和59
年10月25日 特許庁長官 志 賀 学 殿 力遊 1、事件の表示 昭和58年特 許 願 第 155336 号2、発明
の名称 光導電8B材 3、補正をする渚 事件との関係 特許出願人 住所 東京都大田区下丸子3−30−2名称 (+00
)キャノン株式会社 代表者 賀 来 hν 三 部 4、代理人 ノに 所 〒146東京都大田区下丸子3−30−25
、補正の対象 明 細 書 6、補正の内容 (1)明細書第47頁第10行の「0.5〜o、9」を
「0.5〜0.99」と補正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光導電部材用の支持体と、該支持体上に、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1の層領域とシリコン原子を含む非晶質材料で構成さ
    れ、光導電性を示す第2の層領域とが前記支持体側より
    順に設けられた層構成の第一の層と、シリコン原子と酸
    素原子とを含む非晶質材料で構成された第二の層とを有
    し、前記第1の層領域に伝導性を支配する物質が含有さ
    れている事を特徴とする光導電部材。
JP58155336A 1983-08-25 1983-08-25 光導電部材 Pending JPS6068672A (ja)

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