JPS62141784A

JPS62141784A - 光導電素子

Info

Publication number: JPS62141784A
Application number: JP60282013A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Shirai; 茂白井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-12-17
Filing date: 1985-12-17
Publication date: 1987-06-25
Also published as: JPH0518471B2; US4775606A

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】〔発明の属する技術分野〕本発明は、光（ここでは広義の光であつ又、紫外線、可
視光線、赤外線、Ｘ線、γ線等を意味する。）のような
電磁波に対して感受性のある光受容部材に関する。

〔従来技術の説明〕

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
４’ｌｔ材料としては、高感度で、８Ｎ比〔光を流（Ｉ
ｐ）／暗電流（Ｉｄ）：ｌが高く、照射する電磁波のス
ペクトル特性１／（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、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が重要な点である。

この様な点に立脚して最近注目されている光受容材料に
アモルファスシリコン（以後ａ　−Ｓ　ｉと表記する。

）があり、例えば、独国公開第２７４６９６７号公報、
同第２８５５７１８号公報には電子写真用像形成部材と
しての使用、また独国公開第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。

しかしながら、従来のａ−８ｉで構成された光受容層を
有する光受容部材は、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、及び使用環境特性の点
、更には経時的安定性及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工いるが、総合的な特性向
上を計る上で更に改良される余地が多々存在するのが実
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法では
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って、残像が生ずる所
謂１　　　　ゴースト現象を発する様になる等の不都合
な点が少なくなかった。

又、ａ−８ｉ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砒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
受容層中に含有されるが、これ等の構成原子Ｑ）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′１例えば、形成した光受容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、暗部における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象によ
ると思われる画像欠陥や、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（なかった。

更には、層厚が十数μ以上になると層形成用の真空堆積
室より取り出した後、空気中での放置時間の経過と共に
、支持体表面からの層の浮きや剥離、或いは層に亀裂が
生ずる等の現象を引起しがちになる。この現象は、殊に
支持体が通常、電子写真分野に於い℃使用され℃いるド
ラム状支持体の場合に多く起る等、経時的安定性の点に
於い工解決されるべき問題かい（つかある。

従ってａ−８ｉ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、上記した様な問題の総て
が解決される様に工夫される必快がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上述のごときａ−８ｉで構成された光受容層
を有する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、光学的、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
電位が全くか又は殆んど観測されない、ａ−８ｉで構成
された光受容層を有する光受容部材を提供することにあ
る。

本発明り別の目的は、高光感度性、高ＳＮ比特性及び高
電気的耐圧性を有する、ａ−８ｉで４成された光受容層
を有する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、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於ける密着性に優
れ、構造配列的に緻密で安定的であり、層品質の高い、
ａ−８ｉで構成された光受容層を有する光受容部材を提
供することにある。

本発明の他の目的は、電子写具用像形成部材として適用
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有する。ａ　−Ｓｉ
で構成された光受容層を有する光受容部材を提供するこ
とＫある。

本発明の更に他の目的は、長期の使用に於い１画像欠陥
や画像のボケが全くなく、濃度が高（、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
できるａ−８ｔで構成された光受容層を有する電子写真
用の光受容部材を提供することＫある。

〔発明の構成〕

本発明は上述の目的を達成するものであって、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
光受容部材としてのａ−８ｉの製品成立性、適用性、応
用性等の事項を含めて総括的に鋭意研究を続けた結果、
シリコン原子を母体とする非晶質材料で構成される光受
容層を有する光受容部材の層構成を以下に記載する様な
特定の層構成の下に設計され工作成された光受容部材が
、実用上著しく優れた特性を示すばかりでな（、従来の
光受容部材と比較してみてもあらゆる点において凌駕し
ており、特ＶＣ′ｔＩＬ子写真用の光受容部材として著
しく優れた特性を有しているという事実を見い出したこ
とに基づいて完成せしめたものである。

即ち、ａ−８ｉで構成される光受容部材においては、耐
湿性、連続繰り返し使用特性、電気耐圧性、使用環境特
性、および耐久性等を向上させる目的で、いわゆる保護
層とし℃の機能を有すると同時に、自由表面側からの電
荷の注入を阻止する機能を有する表面層を設ける必要が
あり、とのよ５な表面層は、アモルファスシリコン材料
に炭素原子を構造的ｖｃ４人せしめた、いわゆる炭素化
アモルファスシリコン（以下、「ａ−８ｉＣＪと表記す
る。〕を用いることにより達成できる。

しかし、該ａ−８ｉＣからなる表面層を形成せしめる場
合、欠陥密度が小さく緻密なａ−８ｉＣ膜を形成せしめ
ると帯電性は向上するが、前記の諸特性を向上せしめる
という機能を効率的に達成し５るのに充分な膜厚となる
までそのようなａ−８ｉＣ膜を形成すると、層形成に時
間がかかると同時に、残留電位を生じ易いという問題が
ある。しかし、残留電位の発生という問題を回避するた
めに膜厚を薄くした場合には、耐久性等が低下し、画像
欠陥を生じる結果となる。

本発明は上述の問題を解決するため研究を続けたところ
、ａ−８ｉＣで構成される表面層を、以下のような特性
を有する下部領域と上部領域とからなる二層構成とする
ことにより、上述の問題を解決し５るという知見を得た
。

即ち、本発明の光受容部材は、支持体と、該支持体上に
シリコン原子を母体とし伝導性を制御する物質を含有す
る非晶質材料から構成される第一の層と、シリコン原子
を母体とする非晶質材料から構成され光導電性を有する
第二の層と、シリコン原子を母体とし炭素原子を含有す
る非晶質材料で構成される第三の層とが積層されてなる
光受容層とからなる光受容部材において、前記第三の層
を、欠陥密度が８　Ｘ　ｔｏ”α−３（ＢＳＲ，シグナ
ル）以下で層厚が０．０５〜０．２μである下部領域と
、欠陥密度が８ＸＩＯ口　（ＥＳＲシグナル）以上で体
積抵抗が５ＸＩＯΩ・α以上である上部領域とからなる
二層構成とすることを特徴とするものである。

本発明の光受容部材は、表面層である前記第三の層の上
部領域のａ−８ｉＣ層の欠陥密度が比較的大きいため、
ある程度電荷の移動が可能となり、残留電位が発生しに
くくなる。また、残留電位の発生を防止できることから
、表面層である第三の層を従来のように薄くする必要が
なくなり、耐久性等の諸特性を向上させるのに充分な膜
厚とすることができる。但し、上部領域のａ−８ｉＣ層
の抵抗が低いと画像ボケを生ずる原因となるため、上部
領域のａ−８ｉＣ層の抵抗はある程度高くすることが必
要である。一方、下部領域のａ−８ｉｃ層は欠陥密度が
小さく緻密なものとし、膜厚を０．０５〜２０μとする
ことにより、自由表面側からの電荷の注入を阻止する機
能を効率的に達成せしめるものである。

以下、図面により本発明の光受容部材の具体的層構成に
ついてより詳しく説明する。

第１〜４図は本発明の光受容部材の層構成を説明するた
めの模式図であり、各図において１００は光受容部材、
１０１は支持体、１０２は第一の層、１０３は第二の層
、１０４は第三の層、１０５は自由表面、１０６は上部
領域、１０７は下部領域を示す。

支持体本発明に用いる支持体１０１は、導電性のものであつ℃
も電気絶縁性のものであってもよい。

導電性支持体としては、例えば、ＮｉＣｒ、ステンレ、
ｘ、　、　ＡＪ、　Ｃｒ、　Ｍｏ、　Ａｕ、　Ｎｂ、　
Ｔａ、　Ｖ、　Ｔｉ、　Ｐｉ。

ｐｂ　　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、紙等が挙げられろ。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。

例えば、ガラスであれば、その表面に、ＮｉＣｒ。

ＡＪ、　Ｏｒ、　Ｍｏ、　Ａｕ、　Ｉｒ、　Ｎｂ、　Ｔ
ａ、　Ｖ、　Ｔｉ、　Ｐｉ、　Ｐｄ。

Ｉｎ、０３　、　ＳｎＯ，、ＩＴＯ（Ｉｎ、Ｏ，＋　Ｓ
ｎＯ，）等から成る薄膜を設げることによって導電性を
付与し、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、　ＡＪＩ、　Ａｇ、　Ｐｂ、
　Ｚｎ、　Ｎｉ、　Ａｕ。

Ｏｒ、　Ｍｏ、　Ｉｒ、　Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｖ、　Ｔｉ
、　Ｐｉ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して、その表面［４電性を付与
する。支持体の形状は、円筒状、ベルト状、板状等任意
の形状が使用可能である。用途、所望によって、その形
状は適宜に決めることのできるものであるが、例えば、
電子写真用像形成部材として使用するのであれば、連続
高速榎写の場合には、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、所望通りの光受容部材を
形成しうる様に適宜決定するが、光受容部材として可撓
性が要求される場合には、支持体としての機能を充分発
揮しうる範囲内で可能な限り薄（することができる。し
かしながら、支持体の製造上及び取扱い上、機械的強度
等の点から、通常は、１０μ以上にされる。

第一の層第−の層１０２は、前記支持体１０１上に設げるもので
あって、伝導性を制御する物質を含有するアモルファス
シリコン又は水素化アモルファスシリコン〔以下「ａ−
８ｉＭ（Ｈ）　ｊ　（但し、Ｍは伝導性を制御する物質
を表わす。）」と表記する。〕で構成される。

前記の伝導性を制御する物質としては、半導体分野に於
ていう、いわゆる不純物を挙げることができ、Ｐ型伝導
性を与える周期律表第■族に属する原子（以下単に「第
ＤＩ族原子」と称す。）、又は、ｎ型伝導性を与える周
期律表第Ｖ族に属する原子（以下単に「＠ｖ族凍原子と
称す。）を用いる。具体的には、第夏族原子としては、
Ｂ（硼素）、ＡＪ（アルミニウム）、Ｇａ　　（ガリウ
ム）、Ｉｎ（インジウム）　、ＴＶ　　（タリウム）等
が挙げられるが、特に好ましくは、Ｊ３ＳＧ＆を用いる
。盲だ、第Ｖ族原子としては、Ｐ（燐）、ム８（砒素）
　、ｓｂ　（アンチモン）、Ｂｉ（ビスマス）等が挙げ
られるが、特に好ましくは、Ｐ”ｔＡｓを用いる◇ 第１のＮｉ２Ｏ３は、伝導性ご制御する物質であるとこ
ろの第１族原子又は第Ｖ族原子を含有せしめることによ
り、支持体側から光受容層中への電荷の注入ご阻止する
電荷阻止層を形成する機能を有するとともに電磁波照射
によって第二の層中に生じ、支持体側に同かつて移動す
る電荷の第二の昔から支持体側への通過を許す機能を有
している。

第一の層１０２　ｉ、：含有せしめるｐＩＸｍ族原子又
は第■族原子の量は、通常は３Ｘ１１Ｊ〜５Ｘ１０’　
ａｔｏｍｉｃ　ｐｐｍ。

好ましくは５Ｘ１０〜ｌＸｌ０’　ａｔｏｍｉｏ　ｐｐ
ｍ　Ｘ最適には１　ＸＩＯ’〜５ＸＩＯ’ａｔｏｍｉｃ
　ｐｐｍとするのが望まシイ。

更に必要に応じて含有せしめる水素原子の量は、通常は
Ｉ　Ｘｌ０−”　〜４　ＸＩＯａｔｏｍｉｃ％、好まし
くは５　ＸＩＯ”−２〜３　ＸＩＯａｔｏｍｉｃ％、最
適にはｌＸ１０−１〜２５ａｔｏｍｉｃ％とするのが望
ましい。

第一の１−厚は、本発明の目的を効率的に達成するため
の重要な因子であり、好ましくは３０λ〜１０００Ａと
するのが望ましい。

第二の層第二の層１０３は、前述の稟−のＩｉｌ　１０１上に設
けるものであつ工、シリコン原子を母体とし、必要に応
じて水素原子又は／及びノ１０ゲン原子を含有する非晶
質材料、即ちａ　−Ｓ　ｉ　（Ｈ，Ｘ）で構成されてい
る。

第二の層に含有せしめる水素原子（Ｈ）の量、またはハ
ロゲン原子（Ｘ）の量、あるいは水素原子とハロゲン原
子の量の和は１通常はｌＸｌ０”−”〜４　ＸＩＯａｔ
ｏｍｉｃ％、好ましくは５ＸｌＯ〜３Ｘ１０ａｔｏｍｉ
ｃ％、最適にはｌＸｌ０　〜２５ａｔｔｏｍｉｃ％とす
る。

第二の層１０３０層厚は、本発明の目的を効率的に達成
するための重要な因子の１つであり、所望の目的に応じ
て適宜決定するものである。

また、該層に含有せしめる水素原子又は／及びハロゲン
原子の量、あるいは他の層の層厚との関係において、要
求される特性に応じて相互的かつ有機的関連性の下に決
定する必要もある。

更に、生産性や量産性をも加味した経済性の点において
も考慮する必要がある。こうしたことから、通常は１〜
１００μ、好ましくは１〜８０μ、最適には２〜５０μ
とするのが望ましい。

第三の層第三の層１０４は、本発明の光受容部材の耐湿性、連続
繰返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、および
耐久性等を向上させるとともに、自由表面１０５側から
の電荷の注入を阻止する機能を有する層であって、炭素
を含有するアモルファスシリコン、即ちａ−８ｉＣで構
成される。そし工、該第三の層１０４の下部領域１０６
は低速度で作成することにより欠陥密度が８　Ｘ　１０
”α−”（ＥＳＲシグナルン以下となるようにし、その
層厚が０．０５〜０．２μであるようＫする。

また、上部領域１０７は比較的高速度で作成することに
より欠陥密度が８×１０α（Ｅ　Ｓ　Ｒシグナル）以上
となるようにし、その体積抵抗が５　Ｘ　１０１２Ω・
１以上であるようにする。

本発明の光受容部材は上述のとと（、ａ　−８ｉＣで構
成される第三の層を、欠陥循度と体積抵抗が異なる二層
構成とすることにより、前述の目的が達成できるもので
あるが、第三の層の下部領域１０６および上部領域１０
７　ｖＣ含有せしめる炭素原子の量は、通常１　ｘｔｏ
−３〜９０ａｔｏｍｉｃ％とし、好ましくは１〜９０　
ａｔｏｍ　ｉｃ％、最適には１０〜８０ａｔｏｍｉｃ％
とする。

本発明の光受容部材は前述のような層構成とすることに
より（アモルファスシリコンで構成された光受容層を有
する従来の光受容部材の諸問題の総てを解決し、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。％ｆ、電子写真用１象形成部材
として適用した場合には、画像形成への残留電位の影繋
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Ｋｍれ、瀬夏が高く、ハーフトーンが鮮明に出℃、
且つ解像度の高い、高品質の画像を安定し又繰返し得る
ことができる。

次に、本発明の光受容層の形成方法について説明する。

本発明の光受容層は、ａ　−Ｓｉ　（ＨｊＸ）　ｆｆｌ
索原子、第■族原子又は第Ｖ族原子を含有せしめた非晶
質材料で構成された；−を組み合わせ、前述のごとき特
定の１−構造とするものであるが、これらの層は、いず
れも、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
によって形成できる。これらの方法は、製造条件、設備
資本投下の負荷程度、製造規模、製造される光受容部材
に要求される特性等の要因によつ℃、適宜選択して用い
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、シリコン原子とと
もに水素原子及び／又はハロゲン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、或いはスパッ
タリング法が好適である。そして、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形成すること
もできる。例えば、グロー放電法によって、　　ａ　−
Ｓｉ　（Ｈ，Ｘ）で構成される層を形成するには、基本
的にはシリコン原子（Ｓｉ）を供給し得るＳｉ供給用の
原料ガスと共に、水素原子（Ｈ）導入用の又は／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した所定の支持体表面上Ｋ
　ａ　−Ｓ　ｉ　（Ｈ，Ｘ）から成る層を形成する。

必要に応じて層中に含有せしめるハロゲン原子（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、塩素が好ましい。

前記Ｓｉ供給用の原料ガスとしては、　ＳｉＨ４、Ｓｉ
、Ｈ，、Ｓ　ｉ、　Ｈ，、Ｓ　’４Ｈ１０等＋７）　カ
スｔｌｅ　態ノ又ハｉ　ス化し得ろ水素化硅素（シラン
類）が挙げられ、特に、層形成作業のし易さ、Ｓｉ供給
効率の良さ等の点で、８ｉＨ，、Ｓｉ、Ｈ，が好ましい
。

また、前記ハロゲン原子導入用の原料ガスとしては、多
（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σ）又はガス化しうるハロ
ゲン化合物が好ましい、具体的にはフッ素、塩素、臭素
、ヨウ素（＋）　へ〇ゲンガス、ＢｒＦ、　　Ｃ１ｋ’
イＣＩＦ、、ＢｒＦ、　、　ＢｒＦ、、ＩＰ、、ＩＣＪ
、　ＩＢｒ等（７）　ハロゲン間化合物、およびＳｉＦ
４．　Ｓｉ、Ｆ、、５ｉＣＪ４．８ｉＢｒ４等のハロゲ
ン化硅素等が挙げられる。上述のごときハロゲン化硅素
σ）ガス状態Ｑ）又はガス化し５るものを用いる場合に
は、Ｓｉ供給用の原料ガスを別途使用することな（して
、ハロゲン原子を含有するａ−８ｉで構成された層が形
成できるので、特に有効である。

また、前記水素原子供給用の原料ガスとし壬は、水素ガ
ス、ＨＦ、　ＨＣｌ、　ＨＢｒ、　ＨＩ等ノハロゲン化
物、８ｉＨ４，５ｉｔＨｅ、Ｓｉ、Ｈ，、５ｉ４Ｈ！ｏ
等の水嵩化硅素、あるいはＳ　ｉ　Ｈ，Ｆｔ、Ｓ　ｉ　
Ｈ，Ｉ２．８ｉＨ，Ｃ４，５ｉＨＣＪｌ、、ＳｉＨ，Ｂ
ｒ、、５ｉＨＢｒ、等のハロゲン置換水素化硅素等のガ
ス状態の又はガス化しうるものを用いることができ、こ
れらの原料ガスを用いた場合には、電気的あるいは光電
的特性の制御という点で極めて有効であるところの水素
原子（Ｈ）の含有量の制御を容易に行５ことができるた
め、有効である。そして、前記ハロゲン化水素又は前記
ハロゲン置換水素化硅素を用いた場合にはハロゲン原子
の導入と同時に水素系−Ｒ）ｌ）も導入されるσ）で、
特に有効である。

ハロゲン原子（Ｘ）の童又は水素原子の童又はハロゲン
原子と水素原子の童の相（Ｘ＋Ｈ）は、通常は０．０１
〜４０ａｔｏｍｉｃ％、好ましくは０．０５〜３Ｑ１ｔ
ｏｍｉｃ％、最ＪＫは帆１〜２５　ａｔｏｍｉｃ％とす
るのが望ましい。層中に含有せしめる水素系＋（Ｈ）又
は／及びハロゲン原子（Ｘ）の童の制御は、例えば支持
体温度、水素原子（Ｈ）又は／及びハロゲン原子（Ｘ）
を導入するために用いる出発物質の堆積室内へ導入する
童、放電電力等を制御することによって行われる。

反応スパッタリング法或いはイオンブレーティング法に
依り”Ｃａ　−８ｉ（Ｈ，Ｘ）から成る層を形成するに
は、例えばスパッタリング法の場合には、Ｓｉから成る
ターゲットを使用して、これを所定のガスプラズマ雰囲
気中でスパッタリングし、イオンブレーティング法の場
合には、多結晶シリコン又は単結晶シリコンを蒸発源と
し℃蒸着ボートに収容し、このシリコン蒸発掠を抵抗加
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定のガスプラズマ雰囲気
中を通過させる事で行うことができる。

その際、スパッタリング法、イオングレーティング法の
何れの場合でも形成される層中にハロゲン原子を導入す
るについては、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よい。

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、為或いは前記したシラン類等のガスを
スパッタリング用の堆積室中圧導入して該ガスのプラズ
マ雰囲気を形成してやればよい。

例えば、反応スパッタリング法の場合には、Ｓｉターゲ
ットを使用し、ハロゲン原子導入用のガス及び鴇ガスを
必要に応じてＨｅ％Ａｒ等の不活性ガスも含めて堆積室
内に導入してプラズマ雰囲気を形成し、前記Ｓｉターゲ
ットをスパッタリングすることによって、支持体上ｔｔ
ｃ　ａ−８ｉ（Ｈ，Ｘ）から成る層を形成する。

グロー放電法、スパッタリング法、あるいはイオンブレ
ーティング法を用いて、ａ−８ｉ（Ｈ）にさらに第■族
原子又は第Ｖ族原子、窒素原子を含有せしめた非晶質材
料で構成された層を形成するには、ａ−８ｉ（Ｈ）の層
の形成の際に、第■族原子又は第Ｖ族原子導入用の出発
物質を、前述したａ−８ｉ（Ｈ）形成用の出発物質と共
に使用して、形成する層中へのそれらの量を制御しなが
ら含有せしめてやることによって行なう。

例えば、第■族原子又は第■族原子を含有するａ−８ｉ
（Ｈ）［即ち、ａ−８ｉＭ（Ｈ））　　で構成される第
一の層をグロー放電法によって形成するＫは、ａ−８ｉ
Ｍ（Ｈ）形成用の原料ガスを、必要に応じてＡｒ、、Ｈ
ｅ等の稀釈ガスと所定麓の混合比で混合して、支持体１
０１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でガスプラズ
マ化して前記支持体上にａ−８ｉＭ（Ｈ）を堆積させれ
ばよいり第■族原子導入用の出発物質としく具体的には硼素原子
導入用としては、Ｂ、Ｈ，、Ｂ、）１．　、　Ｂ、Ｈ，
、Ｂｓ）（ｕ　、１３ｓ）Ｉｔ。、Ｂ６Ｈ１！　、Ｂ６
ＨＩい等の水素化硼素、ＢＦ、　、ＢＣｌ、　、ＢＢｒ
、等＋７）　ハｃｘゲン化硼素等が挙げられる。この他
、ｋｌｌｃ１３　、　ＣａＣｌ３　、Ｇａ　（ＣＨ）ｔ
、ＩｎＣｌ３．　ＴｌＣｌ５等も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、具体的には燐原子
導入用としてはＰＨ，、Ｐ、Ｈ，等の水素北隣、ＰＨ，
Ｉ、ＰＦ、　、　ＰＦ、　、ＰＣｌ５　、　ＰＣＩ、　
、　ＰＢｒ、、ＰＢｒ、　、　ＰＩ、等のハロゲン比隣
が挙げられる。この他、ＡｓＨ３，ＡｓＦ、　、　ｋｓ
ｃｌ、　、ＡｓＢｒ、　、　ＡｓＦｈＳｂＨ，、ＳｂＦ
５．５ｂＣＪ、　、　５ｂＣ１，、ＢｉＨ，、ＢｉＣＡ
！、、ＢｉＢｒＩ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。

また、グロー放電法により第三の層な形成するには、　
ａ−８ｉＣ形成用の原料ガスを、必要に応じて稀釈ガス
と混合して、支持体１０１の設置し℃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
せることでガスプラズマ化し又前記支持体上に既に形成
されである第二の層上にａ−８ｉＣ層からなる第三の層
を堆積させればよい。

ａ−８ｉＣ層形成用の原料ガスとし又は、Ｓｉ。

Ｃのいずれか１つあるいは両方を、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であれ
ば、いずれのものであってもよい。

ａ　−Ｓ　ｉｃで構成される層形成用の原料ガスとして
有効に使用されるのは、ＳｉとＨとを構成原子とするＳ
ｉＨ，、Ｓｉ、Ｈ，、Ｓ　ｉ、Ｈ，、Ｓ　ｉ、Ｈ，。等
のシラン（５ｉｌａｎｅ　）類等の水素化硅素ガス、Ｃ
とＨとを構成原子とする１例えば炭素数１〜４　ａ）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（ＣＨ４）
、エタン（ｃｔｉ”ｉｏ　）、プロパン（ＣｓＨｓ）、
ｎ−ブタン（ｎ　−Ｃ４Ｈ１０）、ペンタン（Ｃ５ＨＩ
２）、エチレン系炭化水素とし又は、エチレン（ＣｔＨ
４）　、プロピレン（ＣｓＨａ　）、ブテン−１（Ｃ４
Ｈ，）、ブテン−２（Ｃ４Ｈ８）　、インブチレン（０
４Ｈ１１）　、ペンテン（Ｃ，Ｉ−１，。）、アセチレ
ン系炭化水素とし又は、アセチレン（ＣｔＨｔ）、メチ
ルアセチレン（Ｃ３Ｈ４）、シラン（Ｃ４８６）、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、Ｓ
　ｉ　（ＣＨ，入、Ｓ　ｌ　（ＣｔＨｓ　）４等のケイ
化アルキルを挙げることができる。これ等の原料ガスの
他、Ｈ導入用の原料ガスとしては勿論Ｈ２も使用できる
。

また、スパッタリング法によってａ−８ｉＣで構成され
る第二の層を形成するには、単結晶又は多結晶のＳｉク
エーハ又はＣ（グラファイト）ウェーハ、又はＳｉとＣ
が混合されて含有されているウェーハをターゲットとし
て、これ等を所望のガス雰囲気中でスパッタリングする
ことによって行う。

例えばＳｔウェーハをターゲットとして使用する場合に
は、炭素原子を導入するための原料ガスを必髪に応じて
Ａｒ、Ｈｅ等の希釈ガスで稀釈して、スパッタリング用
の堆積室内に導入し、これ等のガスのガスプラズマを形
成して８ｉウエーハヲスパツタリングすればよい。

又、８ｉとＣとは別々のターゲットとするか、あるいは
ＳｉとＣの混合した１枚のターゲットとして使用する場
合には、これ等をスパッタリング用の堆積室内に導入し
、ガスプラズマを形成してスパッタリングすればよい。

グロー放電法、スパッタリング法、あるいはイオンブレ
ーティング法により本発明の光受容部材を形成する場合
、ａ　−５ｔ（Ｈ，Ｘ）　Ｋ導入する第■族原子又は第
Ｖ族原子あるいは窒素原子の含有量は、堆積室中に流入
される出発物質のガス流量、ガス流量比、放電パワー、
支持体温度、堆積室内の圧力等を制御することによつ又
任意に制御できる。

支持体温度は通常の場合、５０〜３５０℃、好適には１
００〜２５０℃とするのが望ましいものである。放電パ
ワー条件は、それぞれの層の機能に考慮をはらって、適
宜選択され、具体的には、０．００５〜５０Ｗ／７の範
囲にするのが通常である。

しかし好ましくは、０．０１〜３０Ｗ／ｆｆｌ、特に好
ましくは０．０１〜２０Ｗ／ｃ！Ｉｌの範囲である。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Ｑ）値が挙げられるが、これらの層作成ファクタ
ーは、通常は独立的に別々に決められるものではなく、
所望特性のアモルファス噛を形成すべく相互的且つ有機
的関連性に基いて、各層作成ファクターの最適値を決め
るのが望ましい。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例１乃至４に従って、より詳細に説
明するが、本発明はこれ等によって限定されるものでは
ない。

各実施例においては、第一の層および第二の層をグロー
放′或法を用いて形成した。第２図はグロー放電法によ
る本発明の光受容部材の製造装置である。

図中の２０２　、２０３　、２０４　、２０５　、２０
６のガスボンベには、本発明の夫々のノーを形成するた
めの原料ガスが密封され工おり、その１例として、たと
えば２０２はＨｅで稀釈された８ｉＨ，ガス（純度９９
．９９９％、以下ＳｉＨ，／Ｈｅと略す）ボンベ、２０
３はＨｅで稀釈されたＰＨ，ガス（純度９９．９９９％
、以下ＰＨ５／Ｈｅと略す）ボンベ、２０４はＨｅ　　
で稀釈されたＢ、Ｈ，ガス（純度９９＝９９％、以下Ｂ
２Ｈａ　／Ｈｅと略す）ボンベ、２０５はガス（純度９
９．９９９％）−ボンベ、２０６はＯＨ，ガスボンベで
ある。

形成される層中にハロゲン原子を導入する場合には、　
ＳｉＨ４ガスに代えて、例えは、ＳｉＦ、ガスを用いる
様にボンベを代えればよい。

これらのガスを反応室２０１　Ｋ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、流出パルプ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℃反応室２０１、ガス配
管内を排気する。次に真空計２３６の読みが約５ＸｌＯ
ｔｏｒｒＫなった時点で、補助パルプ２３２　、２３３
、流出パルプ２１７〜２２１を閉じる。

基体シリンダー２３７上に元受容層を形成する場合の１
例をあげる。ガスボンベ２０２よりく即ＳｉＨ，／Ｈｅガス、ガスボンベ２０４よりＢ、Ｈ，／
ｆ−ｉｅ。

ガスボンベ２０５よりＨ，ガスをパルプ２２２　、２２
４　。

２２５を開いて出口圧ゲージ２２７　、２２９　、２３
０の圧を１１’−９／１ｙｌＬＶｃ調整し、流入パルプ
２１２　、２１４　。

２１５を徐々に開ケて、マスフロコントローラ２０７　
、２０９　、２１０内に流入させる。引き絖い℃流出バ
ルブ２１７　、２１９　、２２０、補助バルブ２３２を
徐々に開いてガスを反応室２０１内に流入させろ。この
ときの５ｒＨ４／Ｈｅガス流量とＢｔａ　／Ｈｅガス流
量とＨ，ガス流量の比が所望の値になるように流出パル
プ２１７　、２１９　、２２０を調整し、又、反応室２
０１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パルプ２３４の開口を調整する。そ
して基体シリンダー２３７の温度が加熱ヒーター２３８
により５０〜４００℃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し、基体シリンダ
ー２３７上に、先ず、硼素原子及び水素原子を含有する
層を形成する。

次に所定の時間経過後、ＰＨ８／Ｈｅガスを反応室２０
１内へ導入するガス導入管のパルプ２１８を閉じて遮断
することによって、原子を含有する層領域の層厚を所望
の厚さに任意に制御できる。

次に引き続きグロー放電を所定時間続けることにより、
前述の硼素原子を含有する第一の層の上に第二の層を形
成する。

第二の層中にハロゲン原子を含有させる場合には上記の
ガスにたとえば８ｉＦ４／／Ｈｅを、更に付加し又反応
室内に送り込む。

上記の様な操作によって、基体シリンダー２３７上に形
成された第二の層上にａ−８ｉＣから構成される層を形
成するには、第一、二の層の形成の際と同様なパルプ操
作によって、例えば、ＳｉＨ，ガス、　ＣＨ，ガス及び
Ｈ！ガスを必要に応じてＨｅ等の稀釈ガスで稀釈して、
所望の流量比で反応室２０１中に流し、所望の条件に従
って、グロー放電を生起させ、比較的高速度でａ　−８
ｉＣ層を形成させて、まず下部領域のａ−８ｉＣＩ＠を
形成せしめ、次に比較的高速度でａ−８ＩＣＪ−を形成
させて上部領域のａ−８ｉＣ層を堆積する。

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（、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、必
要に応じて流出バルブ２１７〜２２１を閉じ補助パルプ
２３２゜２３３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行う。

又、層形成を行っている間は層形成の均一化を図るため
基体シリンダー２３７は、モータ２３９によって所望さ
れる速度で一定に回転させる。

実施例１第三の層を構成する炭素原子を含有するアモルファスシ
リコン層の形成条件を第１表に示すＡからＥの条件とし
て作製し、それぞれについてＥＳＲによる状態密度、及
び体積抵抗率を測定した。その結果は第１表に示すとお
りであった。

次に、第２図に示した製造装置により、ドラム状アルミ
ニウム基板上に、表２に記載の条件で層形成を行った。

但し第２表における第１層、第２ｊ響、第３層、および
第４１−とは、各々、本発明の光受容部材の第一の層、
第二の層、第三の層の下部領域、および第三の層の上部
領域を示すものとし、以下の実施例２〜４についても同
様である。

こうし工得られた１層形成部材を、帯電露光実験装置に
設置し■５　、　ＯＫＶで０．２ＳｅＣ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、　　１＊５１ｕｘａｓｅｃの光量を透過
製のテストチャートを通して照射させた。

その後直ちに、　ｅＲＩｒｔ性の現像剤（トナーとキャ
リアを含む）を部材表面をカスケードすることによって
、部材表面上に良好なトナー画像を得た。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ＩＩ！力に優れ、階調再現性のよい鮮明な高
磯度の画像が得られた。

さらに第３図に示す装置により帯′祇能、残留電位を測
定したところ帯屯能は３２Ｖ／μ、残留電位は５Ｖであ
った。但し、第３図において、３ｏ１はドラム状基体上
に設けられた光受容部材、３ｏ２はコロナ帯’を器、３
０３は露光用光源、３０４はスリット、３０５はプルー
ブ、３０６は表面電位計を示すものである。

又、加万回耐久を行なっても帯電、露光特性の変化、及
び画像欠陥の生成は認められなかった。

実施例２第２図に示した製造装置を用い、第３層、第一層の条件
をｉ％１表に示す作製条件の中から画表に示すような組
み合わせで選択して作成し二。その他の条件は実施例１
と同様にして行な］だ。

こうして得られた光受容部材につい、Ｃ実施例と同様の
評価を行なった。その結果を第４表示す。

実施例３第３層、第４層の膜厚を各々第５表て示す徐に変化させ
た以外は実施？ｌＪ１と同様の条件で作製したその評価
を第６表に示す。

第　５　表第　６　表０実用に適している　Δ実用上問題なし○実用し得る　
　　　Ｘ実用不可実施例４第１層、第２層を第７表に示す条件で作成し、その他は
実施例１と同様にし１、光受容部材な作成した。そして
０５．ＯＫＶで０．２ＳｅＣ間コロナ帝電を行なった以
外は実施例１と同様の評価を行なったところ極めて鮮明
な画像が得られ、頷万回１酎久を行なっても、帯電、露
光特性の変化及び画１硫欠陥の生成は生じなかった。又
、第３図の装置で測定したこの光受容部材の帯電能、残
留′成位はであった。

〔発明の効果の概略〕本発明の光受容部材はａ−８ｉで構成される光受容部材
の表面層を前述のごとき特定の二層構成とすることによ
り、ａ−８ｉで構成された光受容層を有する従来の光受
容部材における諸問題を全又解決することができたもの
である。即ち、本発明の光受容部材は特［優れた耐湿性
、連続繰返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性及
び耐久性等を有するものであり、特圧電子写真用像形成
部材として適用させた場合には、残留電位の影響が全（
なく、その電気的特性が安定しており、それを用いて得
られた画像は、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ａｏ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光受容部材の１−傅造を模式的に示し
た図であり、第２図は本発明の光受容部材を製造するた
めの装置の１例で、グロー放電法による製造装置の模式
的説明図である。第３図は、帯電能及び残留電位を測定
するための装置ｔを模式的に示した図である。図において１００・・・光受容部材　　１０１・・・支持体１０２
・・・第一の層　　　１０３・・・第二の層１０４°・
・自由表面　　　１０５〜１０９・・・層領域２０１・
・・反応室　　　　２０２〜２０６・・・ガスボンベ２
０７〜２１１−・−・・マス７０コントローラ２１２〜
２１６・・・流入パルプ２１７〜２２１・・・流出バルブ２２２〜２２６・・・パルプ　２２７〜２３１・・・圧
力調＊器２３２　、２３３・・・補助バルブ２３４・・・メインパル７”　　２３５・・・リークバ
ルブ２３６・・・真空計　　　　２３７・・・基本シリ
ンダー２３８・・・加熱ヒーター　２３９・・・モータ
ー２４０・・・昼周波′Ｉｔ源　　３０１・・・光受容
部材３０２・・・コロナ帝電器　３０３・・・蕗元用光
源３０４・・・スリット３０５・・・プルーブ３０６・
・・表面電位計第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

支持体と、該支持体上にシリコン原子を母体とし伝導性
を制御する物質を含有する非晶質材料から構成される第
一の層と、シリコン原子を母体とする非晶質材料から構
成され光導電性を有する第二の層と、シリコン原子を母
体とし炭素原子を含有する非晶質材料で構成される第三
の層とが積層されてなる光受容層とからなる光受容部材
において、前記第三の層を、欠陥密度が８×１０＾１＾
８ｃｍ＾−＾３（ＥＳＲシグナル）以下で層厚が０．０
５〜０．２μである下部領域と、欠陥密度が８×１０＾
１＾８ｃｍ＾−＾３（ＥＳＲシグナル）以上で体積抵抗
が５×１０＾１＾２Ω・ｃｍ以上である上部領域とから
なる二層構成とすることを特徴とする光受容部材。