JPS63273874A

JPS63273874A - 電子写真感光体

Info

Publication number: JPS63273874A
Application number: JP62108015A
Authority: JP
Inventors: Hideji Yoshizawa; 吉澤　秀二; Tatsuya Ikesue; 龍哉池末
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 1987-05-01
Filing date: 1987-05-01
Publication date: 1988-11-10

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、帯電特性、暗減衰特性、光感度特性及び耐環
境性等が優れた電子写真感光体に関する。

（従来の技術）水素（Ｈ）を含有するアモルファスシリコン（以下、ａ
−３ｔ：Ｈと略す）は、近年、光電変換材料として注目
されており、太陽電池、薄膜トランジスタ、及びイメー
ジセンサ等のほか、電子写真プロセスの感光体に応用さ
れている。

従来、電子写真感光体の光導電層を構成する材料として
、Ｃｄ　Ｓ、Ｚｎ　Ｏ，Ｓｅ、若しくは５ｅ−Ｔｅ等の
無機材料又はポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ
　）若しくはトリニトロフルオレノン（ＴＮＦ）等の有
機材料が使用されていた。

しかしながら、ａ−３ｊ：Ｈはこれらの無機材料又は有
機材料に比して、無公害物質であるため回収処理の必要
がないこと、可視光領域で高い分光感度を有すること、
並びに表面硬度が高く耐摩耗性及び耐衝撃性が優れてい
ること等の利点を有している。このため、ａ−８ｉ：Ｈ
は電子写真プロセスの感光体として注目されている。

このａ−８ｔ：Ｈは、カールソン方式に基づく感光体材
料として検討が進められているが、この場合、感光体特
性として抵抗及び光感度が高いことが要求される。しか
しながら、この両特性を単一の感光体で満足させること
が困難であるため、光導電層と導電性支持体との間に障
壁層を設け、かつ光導電層上に表面電荷保持層を設けた
積層型の構造にすることにより、このような要求を満足
させている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、ａ−８ｉ：Ｈは、通常、シラン系ガスを使用
したグロー放電分解法により形成され−るが、この際に
、ａ−８ｔ：Ｈ膜中に水素が取り込まれ、水素量の差に
より電気的及び光学的特性が大きく変動する。即ち、ａ
−８ｔ：Ｈ膜に侵入する水素の量が多くなると、光学的
バンドギャップが大きくなり、ａ　−Ｓ　ｉ：Ｈの抵抗
が高くなるが、それにともない、長波長光に対する光感
度が低下してしまうので、例えば、半導体レーザを搭載
したレーザビームプリンタに使用することが困難である
。また、ａ　−Ｓ　ｊ：Ｈ膜中の水素の含有量が多くな
ると、成膜条件によって、（ＳｉＨ２）ｎ及びＳｉＨ，
、等の結合構造を有するものが膜中で大部分の領域を占
める場合がある。そうすると、ボイドが増加し、シリコ
ンダングリングボンドが増加するため、光導電特性が劣
化し、電子写真感光体として使用不能になる。逆に、ａ
−３ｉ：Ｈ中に取込まれる水素の量が低下すると、光学
的バンドギャップが小さくなり、その抵抗が小さくなる
が、長波長光に対する光感度が増加する。しかし、水素
含有量が少ないと、シリコンダングリングボンドと結合
してこれを減少させるべき水素が少なくなる。このため
、発生するキャリアの移動度が低下し、寿命が短くなる
と共に、光導電特性が劣化してしまい、電子写真感光体
として使用し難いものとなる。

このように、電子写真感光体の光導電層を単一のａ−８
ｔ：Ｈ層のみで構成したのでは、ａ　−８ｉ：Ｈ層の製
造条件によって特性が大きく変化し、望ましい特性が得
られないという問題がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、
帯電能が優れており、残留電位が低く、近赤外領域まで
の広い波長領域に亘って感光が高く、基板との密着性が
良く、耐環境性が優れた電子写真感光体を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明者らは、種々研究を重ねた結果、電子写真感光体
の光導電層を電荷保持層と電荷発生層とにより構成し、
かつ複数の半導体膜の積層即ち超格子構造により構成す
ることにより、上記目的を達成し得ることを見出し、本
発明を完成するに至ったものである。

即ち、本発明の電子写真感光体は、導電性支持体と光導
電層とを具備する電子写真感光体であって、前記光導電
層は電荷発生層と電荷保持層とを有し、前記電荷発生層
は、少なくとも一方が炭素、酸素および窒素から選ばれ
た元素の少なくとも一種を含む二種類の微結晶シリコン
薄膜を交互に積　、層して構成され、前記電荷保持層は
、少なくとも一方か炭素、酸素および窒素から選ばれた
元素の少なくとも一種を含む二種類の非晶質シリコン薄
膜を交互に積層して構成され、かつ前記光導電層の少な
くとも一部における前記元素濃度は、前記薄膜の界面近
傍で連続的に変化していることを特徴とする。

前記薄膜中に含まれる炭素、酸素、窒素の濃度は、好ま
しくは、０．１〜４０原子％、より好ましくは０．５〜
３０原子％である。

前記微結晶シリコン薄膜の結晶化度は、好ましくは６０
〜９０％、より好ましくは６０〜８０％である。

本発明において用いる微結晶シリコン（μＣ−８ｉ）は
、粒径が約数十オングストロームの微結晶シリコンと非
晶質シリコンとの混合相により形成されているものと考
えられ、以下のような物性上の特徴を有している。第一
に、Ｘ線回折測定では２θが２８〜２８．５°付近にあ
る結晶回折パターンを示し、ハローのみが現れる無定形
のａ−８ｉから明確に区別される。第二に、μｃ−８ｉ
の暗抵抗は１０１０Ω・ａｍ以上に調整することができ
、暗抵抗が１０５Ω・印のポリクリスタリンシリコンか
らも明確に区別される。

本発明で用いる上記μｃ−８ｉの光学的バンドギャップ
（Ｅｇ’）は、例えば１．５５ｅ　Ｖとするのが望まし
い。しかし、一定の範囲で任意に設定することができる
。望ましいＥｇｏを得るため夫々に所定量の水素を添加
し、μｃ−８ｔ：Ｈとして使用するのが好ましい。これ
により、シリコンのダングリングボンドが補償され、暗
抵抗と明抵抗の調和かとれ、光導電特性が向上する。

（作　用）本発明の電子写真感光体では、光導電層に前記超格子構
造が設けられているため、この領域では発生したキャリ
アの寿命が長く、移動度も大きくなる。その理論につい
ては未だ充分に確立しているとは言えないが、超格子構
造に特徴的な周期的井戸型ポテンシャルによる量子効果
であることは疑いがなく、これは特に超格子効果といわ
れる。

こうして光導電層でのキャリアの移動度が大きくなり、
またキャリアの寿命が長くなることによって電子写真感
光体の感度は著しく向上することになる。

また、本発明においては、μｃ−８ｊ薄膜およびａ−３
ｔ薄膜に炭素、酸素、窒素のうちの少なくとも一種を含
有させているので、前記のようにバンドギャップを調整
するだけでなく、光導電層の抵抗を増大して表面の電荷
保持能力を高めることができる。

（実施例）第１図は、本発明の一実施例に係る電子写真感光体の断
面構造を示す図である。同図において、導電性支持体１
の上に障壁層２が形成され、その上に電荷保持層５およ
び電荷発生層６からなる光導電層３が形成されている。

また、電荷発生層６の上に表面層４が形成されている。

なお、電荷保持層５及び電荷発生層６は超格子構造を有
している。

＝　９− 以下、第１図に示す電子写真感光体の構成について、よ
り詳細に説明する。

導電性支持体１は、通常はアルミニウム製のドラムで構
成される。

障壁層２はμｃ−８ｉやａ−８ｔ：Ｈを用いて形成して
もよく、またａ−ＢＮ：Ｈ（窒素および水素を添加した
アモルファス硼素）を使用してもよい。更に、絶縁性の
膜を用いてもよい。例えば、μｃ−８ｉ：Ｈ及びａ−８
ｉ：Ｈに炭素Ｃ１窒素Ｎ及び酸素Ｏから選択された元素
の一種以上を含有させることにより、高抵抗の絶縁性障
壁層を形成することができる。障壁層２の膜厚は１００
人〜１０μｍが好ましい。

上記障壁層２は、導電性支持体１と電荷発生層５との間
の電荷の流れを抑制することにより感光体表面の電荷保
持機能を高め、感光体の帯電能を高めるために形成され
るものである。従って、半導体層を障壁層に用いてカー
ルソン方式の感光体を構成する場合には、表面に帯電さ
せた電荷の保持能力を低下させないために、障壁層２を
Ｐ型またはＮ型とする。即ち、感光体表面を正帯電させ
る場合には障壁層２をＰ型とし、表面電荷を中和する電
子が電荷発生層に注入されるのを防止する。

逆に表面を負帯電させる場合には障壁層２をＮ型とし、
表面電荷を中和するホールが電荷発生層へ注入されるの
を防止する。障壁層２から注入されるキャリアは光の入
射て電荷発生層６内に発生するキャリアに対してノイズ
となるから、上記のようにしてキャリアの注入を防止す
ることは感度の向上をもたらす。なお、μｃ−８ｉ：Ｈ
やａ　−８ｉ：ＨをＰ型にするためには、周期律表の第
■族に属する元素、例えば硼素Ｂ１アルミニウムｌｆ？
、ガリウムＧ　ａ　％インジウムＩｎ、及びタリウムＴ
ｌ！等をドーピングすることが好ましい。また、μｃ−
８ｔ：Ｈやａ−８ｉ：ＨをＮ型にするためには周期律表
の第Ｖ族に属する元素、例えば窒素、燐Ｐ１砒素Ａｓ、
アンチモンＳｂ１及びビスマスＢｊ等をドーピングする
ことを好ましい。

電荷発生層６は、光の入射によりキャリアを発生し、こ
のキャリアは、一方の極性のものが感光＝　１１一体表面の帯電電荷と中和し、他方のものが電荷保持層５
内を走行して導電性支持体１に到達する。

電荷保持層５は、二種類の非晶質シリコン薄膜を交互に
積層して構成されている。これらの少なくとも一方には
、炭素、酸素および窒素から選ばれた少なくとも１種が
含まれている。電荷発生層６は二種類の微結晶シリコン
薄膜を交互に積層して構成されている。これらの少なく
とも一方にも、炭素、酸素および窒素から選ばれた少な
くとも１種が含まれている。光導電層３の少なくとも一
部における元素濃度は、薄膜の界面近傍において連続的
に変化している。薄膜の厚みは３０〜５００′Ａの範囲
にある。

電荷保持層５および電荷発生層６を構成する超格子構造
は、理想的には第２図に示すように、例えば光学的バン
ドギャップの異なる薄膜が不連続な周期ポテンシャルを
形成することが望ましい。

しかし、このような超格子構造を成膜するには、各薄膜
の成膜ごとに反応室内のガスをパージし、次の成膜の際
に薄膜に不純物が混入しないようにする必要があるため
、成膜時間が非常に長くなり、量産性に乏しいという欠
点がある。また、プラズマＣＶＤにより成膜する場合に
は、成膜面に絶えずイオンの衝突（イオンボンバード）
が生ずるため、それによって不純物が薄膜内に拡散して
しまい、第２図に示す不連続の周期ポテンシャルは形成
できない。

これに対し、本発明に係る超格子構造では、第３図に示
すように、光導電層の少なくとも一部における薄膜の界
面近傍の元素濃度、即ち光学的バンドギャップを連続的
に変化させている。このような超格子構造は、イオンボ
ンバードを弱めるために高周波電力を若干下げ、Ｈ２ガ
スを多めに導入し、高周波電力を一定にしたまま不純物
等を含むガスの流量を適宜変化させることによって、又
はガス流量を一定にしたまま高周波電力を変化させるこ
とによって得ることが可能である。このような方法で成
膜することにより、イオンボンバードが弱められ、界面
近傍の特性が連続的に変化した第３図の示すような周期
的ポテンシャルが得られる。

このように、薄膜の界面近傍において、元素濃度、従っ
て光学的バンドギャップを連続的に変化させた超格子構
造を採用することにより、その成膜に際しては成膜条件
の安定を待たずに次々と成膜を行なうことができるため
、成膜時間を著しく短縮でき、量産性に優れた結果とな
る。また、成膜の連続化の故に、各薄膜間の密着性が良
好となる。

以上説明したように、光学的バンドギャップが相互に異
なる薄膜を積層することによって、光学的バンドギャッ
プの大きさ自体に拘りなく、光学的バンドギャップが小
さい膜を基準にして光学的バンドギャップが大きな膜が
バリアとなる周期的なポテンシャルバリアを有する超格
子構造が形成される。この超格子構造においては、バリ
ア薄膜が極めて薄いので、薄膜におけるキャリアのトン
ネル効果により、キャリアはバリアを通過して超格子構
造中を走行する。また、このような超格子構造において
は、光の入射により発生するキャリアの数が多い。従っ
て、光感度が高い。なお、超格子構造の薄膜のバンドギ
ャップと膜厚を変更することにより、ヘテロ接合超格子
構造を有する層のみかけのバンドギャップを自由に調整
することができる。

電荷保持層５および電荷発生層６を構成するａ−８ｉ　
　：Ｈおよびμｃ−８ｉ：Ｈにおける水素の含有量は、
０，０１〜３０原子％が好ましく、１〜２５原子％がよ
り好ましい。このような水素の含有量により、シリコン
のダングリングボンドが補償され、暗抵抗と明抵抗とが
調和のとれたものとなり、光導電特性が向上する。

ａ−９ｉ：Ｈ層をグロー放電分解法により成膜するには
、原料としてＳｉＨ４及びＳｉ２Ｈ６等のシラン類ガス
を反応室に導入し、高周波によりグロー放電することに
より薄膜中にＨを添加することができる。必要に応じて
、シラン類のキャリアガスとして水素又はヘリウムガス
を使用することができる。一方、Ｓｊ　Ｆ４ガス及びＳ
ｔ　ＣＪａガス等のハロゲン化ケイ素を原料ガスとして
使用することができる。また、シラン類ガスとハロゲン
化ケイ素ガスとの混合ガスで反応させても、同様にＨを
含有するａ−８ｔ：Ｈを成膜することができる。なお、
グロー放電分解法によらず、例えば、スパッタリング等
の物理的な方法によってもこれ等の薄膜を形成すること
ができる。

μｃ−８ｉ層も、ａ−３ｉ：Ｈと同様に、高周波グロー
放電分解法により、シランガスを原料として、成膜する
ことができる。この場合に、支持体の温度をａ−８ｉ：
Ｈを形成する場合よりも高（設定し、高周波電力もａ−
３ｉ：Ｈの場合よりも高く設定すると、μｃ−８ｉ：Ｈ
を形成しやすくなる。また、支持体温度及び高周波電力
を高くすることにより、シランガスなどの原料ガスの流
量を増大させることができ、その結果、成膜速度を早く
することができる。また、原料ガスのＳｉＨ４及びＳｉ
２Ｈ６等の高次のシランガスを水素で希釈したガスを使
用することにより、μＣ−８ｉ　：Ｈを一層高効率で形
成することができる。

μｃ−３ｉ：Ｈ及びａ−８ｔ：Ｈをｐ型にするためには
、周期律表の第■族に属する元素、例えば、ホウ素Ｂ１
アルミニウムＡ、ｆ？、ガリウムＧａ。

インジウムＩｎｓ及びタリウムＴ、ｅ等をドーピングす
ることが好ましく、μｃ−８ｔ：Ｈ及びａ−３ｉ：Ｈを
ｎ型にするためには、周期律表の第■族に属する元素、
例えば、窒素Ｎ１リンＰ１ヒ素Ａｓ、アンチモンＳｂ１
及びビスマスＢｊ等をドーピングすることが好ましい。

このｎ型不純物又はｎ型不純物のドーピングにより、支
持体側から光導電層へ電荷が移動することが防止される
。一方、ｐｃ−３ｉ：Ｈ及びａ−３ｔ：Ｈに、炭素Ｃ１
窒素Ｎ及び酸素Ｏから選択された少なくとも１種の元素
を含有させることにより、高抵抗とし、表面電荷保持能
力を増大させることができる。

電荷発生層６の上に表面層４が設けられている。

電荷発生層６のμｃ−８ｔ：Ｈは、その屈折率が３乃至
３．４と比較的大きいため、表面での光反射が起きやす
い。このような光反射が生じると、電荷発生層に吸収さ
れる光量の割合いが低下し、光損失が大きくなる。この
ため、表面層４を設けて反射を防止することが好ましい
。また、表面層４を設けることにより、電荷発生層６が
損傷から保護される。さらに、表面層を形成することに
より、帯電能が向上し、表面に電荷がよくのるようにな
る。表面層を形成する材料としては、ａ−３ｉＮ：ＨＳ
ａ　　Ｓ　１０　：　Ｈｓ及びａ−３ｉＣ：Ｈ等の無機
化合物並びにポリ塩化ビニル及びポリアミド等の有機材
料がある。

このように構成される電子写真感光体の表面を、コロナ
放電により約５００Ｖの正電圧で帯電させると、ポテン
シャルバリアか形成される。この感光体に光（ｈν）が
入射すると、電荷発生層６の超格子構造で電子と正孔の
キャリアが発生する。

この伝導帯の電子は、感光体中の電界により、表面層４
側に向けて加速され、正孔は導電性支持体１側に向けて
加速される。この場合に、光学的バンドギャップが相違
する薄膜の境界で発生するキャリアの数は、バルクで発
生するキャリアの数よりも極めて多い。このため、この
超格子構造においては、光感度が高い。また、ポテンシ
ャルの井−１８＝戸層においては、量子効果のために、超格子構造でない
単一層の場合に比して、キャリアの寿命が５乃至１０倍
と長い。更に、超格子構造においては、バンドギャップ
の不連続性により、周期的なバリア層が形成されるが、
キャリアはトンネル効果で容易にバイアス層を通り抜け
るので、キャリアの実効移動度はバルクにおける移動度
と同様であり、キャリアの走行性が優れている。

電荷保持層５の場合も同様に、ポテンシャル井戸層にお
いては、量子効果のために、超格子構造でない単一層の
場合に比して、キャリアの寿命が５乃至１０倍と長い。

更に、超格子構造においては、バンドギャップの不連続
性により、周期的なバリア層が形成されるが、キャリア
はトンネル効果で容易にバイアス層を通り抜けるので、
キャリアの実効移動度はバルクにおける移動度と同様で
あり、キャリアの走行性が優れている。以上のごとく、
光学的バンドギャップが相違する薄膜を積層した超格子
構造によれば、高光導電特性を得ることができ、従来の
感光体よりも鮮明な画像を得ることかできる。

以下に第４図を参照し、上記実施例の電子写真感光体を
グロー放電法により製造する装置、並びに製造方法を説
明する。同図において、ガスボンベ２１，２２．２３．
２４には、例えば、夫々Ｓｉ　Ｈ４，Ｂ２　Ｈ６，Ｈ２
，ＣＨ４等の原料ガスが収容されている。これらガスボ
ンベ内のガスは、流量調整用のバルブ２６及び配管２７
を介して混合器２８に供給されるようになっている。各
ボンベには圧力計２５が設置されており、該圧力計２５
を監視しつつバルブ２６を調整することにより混合器２
８に供給する各原料ガスの流量及び混合比を調節できる
。混合器２８にて混合されたガスは反応容器２９に供給
される。反応容器２つの底部３１には、回転軸３０が鉛
直方向の回りに回転可能に取付けられている。該回転軸
３０の上端に、円板状の支持台３２がその面を回転軸３
０に垂直にして固定されている。反応容器２つ内には円
筒状の電極３３がその軸中心を回転軸３０の軸中心と一
致させて底部３１上に設置されている。

感光体のドラム基体３４が支持台３２上にその軸中心を
回転軸３０の軸中心と一致させて載置されており、この
ドラム基体３４の内側にはドラム基体加熱用のヒータ３
５が配設されている。電極３３とドラム基体３４との間
には高周波電源３６が接続されており、電極３３および
ドラム基体３４間に高周波電流が供給されるようになっ
ている。回転軸３０はモータ３８により回転駆動される
。反応容器２つ内の圧力は圧力計３７により監視され、
反応容器２９はゲートバルブ３８を介して真空ポンプ等
の適宜の排気手段に連結されている。

上記製造装置により感光体を製造する場合には、反応容
器２つ内にドラム基体３４を設置した後、ゲートバルブ
３９を開にして反応容器２９内を約０、ＩＴｏｒｒの圧
力以下に排気する。次いで、ボンベ２１．２２，２３．
２４から所要の反応ガスを所定の混合比で混合して反応
容器２つ内に導入する。

この場合に、反応容器２９内に導入するガス流量は反応
容器２９内の圧力が０．１乃至１．０Ｔｏｒｒになるよ
うに設定する。次いで、モータ３８を作動させてドラム
基体３４を回転させ、ヒータ３５によりドラム基体３４
を一定温度に加熱すると共に、高周波電源３６により電
極３３とドラム基体３４との間に高周波電流を供給して
、両者間にグロー放電を形成する。これにより、ドラム
基体３４上にａ−８ｉ：Ｈが堆積する。なお、原料ガス
中にＮ２０．ＮＨ３，Ｎｏ２．Ｎ２．ＣＨ４゜Ｃ２Ｈ４
，０２ガス等を使用することにより、これらの元素をａ
−３ｉ：Ｈ中に含有させることができる。

このように、この発明に係る電子写真感光体は、クロー
ズドシステムの製造装置で製造することができるため、
人体に対して安全である。

次に、この発明に係る電子写真感光体を成膜し、電子写
真特性を試験した結果について説明する。

試験例１必要に応じて、干渉防止のために、酸処理、アルカリ処
理及びサンドブラスト処理を施した直径が８０ｍｍ、幅
が３５０　＋ｎ＋ｎのアルミニウム製ドラム基体を反応
容器内に装着し、反応容器を約１０−５トルの真空度に
排気した。ドラム基体を２５０℃に加熱し、１０　ｒｐ
ｍで自転させつつ、ＳｉＨ４ガスを５００ＳＣＣＭ１Ｂ
２Ｈ６ガスを５ｊＨ４ガスに対する流量比で１０−３と
いう流量で反応容器内に導入し、反応容器内の圧力をＩ
Ｔｏｒｒに調節した。

そして、１３．５６　Ｍ　Ｈｚの高周波電力を印加して
プラズマを生起させ、ドラム基体上に、ｐ型のａ　−］
ｊ：Ｈ障壁層を形成した。

次に、Ｓｔ　Ｈ４ガスおよびＨ２ガスの流量をそれぞれ
４００　ＳＣＣＭおよび８００　ＳＣＣＭとし、２００
Ｗの高周波電力を印加した。次いで、高周波電力を印加
したまま流量６０　ＳＣＣＭのＣＨ４ガスを２分間導入
した。このような操作を繰返して、ａ　−８ｉ：Ｈ薄膜
とａ−８ｉＣ：Ｈ薄膜（炭素濃度：５原子％）とからな
る、界面近傍の炭素濃度が連続的に変化する２０μｍの
電荷保持層を形成した。

その後、５ｊＨ４ガスを２０８ＣＣＭＳＨ２ガスを５０
０　ＳＣＣＭＳＣＨａガスを２８ＣＣＭとし、８００Ｗ
の高周波電力を印加して、１００人のμｃ　−８ｉＣ：
Ｈ薄膜を形成した。次に、ＳｉＨ４ガスを５０　ＳＣＣ
Ｍ、Ｈ２ガスを５００８ＣＣＭとし、８００Ｗの高周波
電力を印加して、１００人のμＣ−８ｉ　　：Ｈ薄膜を
形成した。このような操作を繰返して、約５μｍの電荷
発生層を形成した。

最後に、ａ−８ｉ：Ｈからなる０、５μｍの表面層を形
成した。

このようにして形成した感光体表面を約５００Ｖで正帯
電し、白色光を露光すると、この光は電荷発生層で吸収
され、電子正孔対のキャリアが発生する。この試験例に
おいては、多数のキャリアが発生し、キャリアの寿命が
高く、高い走行性が得られた。これにより、鮮明で高品
質の画像が得られた。また、この試験例で製造された感
光体を、繰返し帯電させたところ、転写画像の再現性及
び安定性は極めて良好であり、更に、耐コロナ性、耐湿
性、及び耐磨耗性等の耐久性が優れていることが実証さ
れた。

試験例２電荷保持層を次のように形成したことを除き、試験例１
と同様にして電子写真感光体を製造した。

ＳｉＨ４ガスを４００　ＳＣＣＭ、Ｈ２ガスを８００Ｓ
ＣＣＭ、ＣＨ４ガスを３０３ＣＣＭ導入し、反応容器内
の圧力を１Ｔｏｒｒとして、２００Ｗの高周波電力を２
分間印加した。次いで、ＣＨ４ガスを８０８ＣＣＭとし
て、３分間上記ガスを流した。このような操作を繰返し
て、ａ−３ｉＣ：Ｈ薄膜（炭素濃度＝２原子％）とａ−
８ｉＣ：Ｈ薄膜（炭素濃度：８％）とからなる、界面近
傍の炭素濃度が連続的に変化する電荷保持層を形成した
。

この感光体を用いて、試験例１と同様にして画像を形成
したところ、鮮明で高品質の画像が得られた。

試験例３電荷保持層を次のように形成し、かつ表面層をａ−８ｊ
　Ｃ：Ｈ薄膜により構成したことを除き、試験例１と同
様にして電子写真感光体を製造した。

ＳｉＨ４ガスを４００ＳＣＣＭ、　Ｈ２ガスを８００８
ＣＣＭ導入し、反応容器内の圧力をＩＴｏｒｒとして、
２００Ｗの高周波電力を２分間印加した。次いて、高周
波電力を印加したままＮ２ガスを９０　ＳＣＣＭの流量
で２分間流した。このような操作を繰返して、ａ−８ｔ
：Ｈ薄膜とａ−３ｉＮ：Ｈ薄膜（窒素濃度：５原子％）
とからなる、界面近傍の窒素濃度なが連続的に変化する
２０Ｉｉｍの電荷保持層を形成した。

試験例４電荷保持層を以下のように形成したことを除き、試験例
１と同様にして電子写真感光体を製造した。

ＳｉＨ４ガスを４００ＳＣＣＭＳＨ２ガスを８００ＳＣ
ＣＭ、Ｎ２ガスを５０８ＣＣＭ導入し、反応容器内の圧
力をＩＴｏｒｒとして、２００Ｗの高周波電力を２分間
印加した。次いて、Ｎ２ガスを１２０８ＣＣＭとして２
分間高周波電力を印加した。このような操作を繰返して
、ａ−８ｉＮ：Ｈ薄膜（窒素濃度＝２原子％）とａ−８
ｉＮ：Ｈ薄膜（窒素濃度：８原子％）とからなる、界面
近傍の窒素濃度が連続−２６＝的に変化する２０μｍの電荷保持層を形成した。

試験例５試験例１と同様にして障壁層を形成した後、次のように
して電荷保持層、電荷発生層および表面層を形成した。

５ＩＲ４ガスを４００ＳＣＣＭＳＨ２ガスを８００８Ｃ
ＣＭとし、３００Ｗの高周波電力を印加して、１５０人
のａ−３ｉ：Ｈ薄膜を形成した。次に、ＣＨ４ガスを１
００８ＣＣＭ導入し、１５０人のａ−８ｊＣ：Ｈ薄膜を
形成した。このような操作を繰返して、１８μｍの電荷
保持層を形成した。

次に、ＳｉＨ４ガスを３０８ＣＣＭＳＨ２ガスを５００
ＳＣＣＭ、　ＣＨａガスを５８ＣＣＭ導入し、８００Ｗ
の高周波電力を４分間印加した。次いで、高周波電力を
印加したまま７分間、ＳｉＨ４ガスを２０ＳＣＣＭ、Ｃ
Ｈ４ガスを０とした。このような操作を繰返して、μＣ
−８ｉ　：Ｈ薄膜とμＣ−８ｉＣ：Ｈ薄膜（炭素濃度：
２原子％）とからなる、界面近傍の炭素濃度が連続的に
変化する５μｍの電荷発生層を形成した。次に、ａ−３
ｉＣ：Ｈからなる０、５μｍの表面層を形成した。

試験例６試験例１と同様にして障壁層および電荷保持層を形成し
た後、次のようにして電荷発生層および表面層を形成し
た。

ＳｉＨ４ガスを２０　ＳＣＣＭ、Ｈ２ガスを５００ＳＣ
ＣＭ、ＣＨ４ガスを２３ＣＣＭ導入し、８００Ｗの高周
波電力を印加した。次いで、高周波電力を１．２ｋＷに
上げ、３分間成膜した。このような操作を繰返して、μ
ｃ−３ｉＣ：Ｈ薄膜（炭素濃度＝３原子％）とμｃ−８
ｉＣ＋Ｈ薄膜（炭素濃度：１原子％）とからなる、界面
近傍の炭素濃度が連続的に変化する５μｍの電荷発生層
を形成した。次に、ａ−３ｉＣ：Ｈからなる０、５μｍ
の表面層を形成した。

試験例７電荷発生層を構成するμｃ−８ｉＣ：Ｈ薄膜の代わりに
μｃ−８ｊＮ：Ｈ薄膜を形成したことを除いて試験例５
と同様の処理を行なった。即ち、μｃ−８ｊ　Ｎ：Ｈ薄
膜は、５　ＳＣＣＭのＣＨ４ガスの代わりに８８ＣＣＭ
のＮ２ガスを導入することにより得られた。この感光体
を用いて、試験例１と同様にして画像を形成したところ
、鮮明で高品質の画像が得られた。

試験例８試験例１と同様にして障壁層および電荷保持層を形成し
た後、次のようにして電荷発生層および表面層を形成し
た。

ＳｉＨ４ガスを２０　ＳＣＣＭ、Ｈ２ガスを５００ＳＣ
ＣＭ、Ｎ２ガスを５３ＣＣＭ導入し、８００Ｗの高周波
電力を印加した。次いで、高周波電力を１．２ｋＷに上
げ、３分間成膜した。このような操作を繰返して、μｃ
−８ｉＮ：Ｈ薄膜（窒素濃度二３原子％）とμｃ−８ｉ
Ｎ：Ｈ薄膜（窒素濃度：１原子％）とからなる、界面近
傍の窒素濃度が連続的に変化する５μｍの電荷発生層を
形成した。次に、ａ−３ｉＣ：Ｈからなる０、５μｍの
表面層を形成した。

試験例９試験例１と同様にして障壁層および電荷保持層を形成し
た後、試験例５と同様にして電荷発生層および表面層を
形成した。

試験例１０試験例２と同様にして障壁層および電荷保持層を形成し
た後、試験例５と同様にして電荷発生層および表面層を
形成した。

試験例１１試験例３と同様にして障壁層および電荷保持層を形成し
た後、試験例７と同様にして電荷発生層および表面層を
形成した。

試験例１２試験例４と同様にして障壁層および電荷保持層を形成し
た後、試験例７と同様にして電荷発生層および表面層を
形成した。

以上、光導電層を２種類の薄膜により構成した試験例に
ついて説明したが、それに限らず、３種類以上の薄膜を
積層してもよく、要するに、光学的バンドギャップが相
違する薄膜の境界を形成すれば良い。

［発明の効果］本発明によれば、光導電層に、光学的バンドギャップが
相互に異なる薄膜を積層して構成される超格子構造を使
用するため、キャリアの走行性が高いと共に、高抵抗で
帯電特性が優れた電子写真感光体を得ることができる。

特に、薄膜の界面近傍における結晶化度を連続的に変化
させる構造を採用しているため、量産性に優れ、また、
成膜の連続化の故に、各薄膜間の密着性が良好である。

更に、本発明の電子写真感光体においては、薄膜を形成
する材料を適宜組み合わせることにより、任意の波長帯
の光に対して最適の光導電特性を有する感光体を得るこ
とができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る電子写真感光体を示す
断面図、第２図および第３図は超格子構造のエネルギバ
ンドを示す図、第４図はこの発明の実施例に係る電子写
真感光体の製造装置を示す図である。１：導電性支持体、２：障壁層、３：光導電層、４：表
面層、５：電荷保持層、６：電荷発生層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電性支持体と光導電層とを具備する電子写真感
光体において、前記光導電層は電荷発生層と電荷保持層
とを有し、前記電荷発生層は、少なくとも一方が炭素、
酸素および窒素から選ばれた元素の少なくとも一種を含
む二種類の微結晶シリコン薄膜を交互に積層して構成さ
れ、前記電荷保持層は、少なくとも一方が炭素、酸素お
よび窒素から選ばれた元素の少なくとも一種を含む二種
類の非晶質シリコン薄膜を交互に積層して構成され、か
つ前記光導電層の少なくとも一部における前記元素濃度
は、前記薄膜の界面近傍で連続的に変化していることを
特徴とする電子写真感光体。
（２）前記薄膜の膜厚は、３０〜５００Åであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子写真感光体
。
（３）前記光導電層は、周期律表第III族又は第Ｖ族に
属する元素から選択された少なくとも一種を含むことを
特徴とする特許請求の範囲第１又は２項記載の電子写真
感光体。
（４）前記導電性支持体と光導電層との間に、非晶質材
料又は少なくとも一部が微結晶した半導体材料からなる
障壁層を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の電子写真感光体。
（５）前記障壁層は、周期律表第III族又は第Ｖ族に属
する元素から選択された少なくとも一種を含むことを特
徴とする特許請求の範囲第４項記載の電子写真感光体。
（６）前記障壁層は、炭素、酸素および窒素からなる群
から選択された元素の少なくとも一種を含むことを特徴
とする特許請求の範囲第４項記載の電子写真感光体。
（７）前記光導電層の上に表面層を有することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の電子写真感光体。