JPS6410069B2

JPS6410069B2 -

Info

Publication number: JPS6410069B2
Application number: JP56002277A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Shirai; Junichiro Kanbe; Tadaharu Fukuda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1981-01-09
Filing date: 1981-01-09
Publication date: 1989-02-21
Also published as: JPS57115551A

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、γ線等を示す）
のような電磁波に感受性のある電子写真用光導電
部材に関する。

固体撮像装置、或いは像形成分野に於ける電子
写真用像形成部材や原稿読取装置等に於ける光導
電層を構成する光導電材料としては、高感度で、
SN比〔高電流（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、殊に最近開発
の進歩の著しい半導体レーザの発光波長特性にマ
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、
使用時に於いて人体に対して無公害である事、更
には固体撮像装置に於いては、残像を所定時間内
に容易に処理することが出来る事等の特性が要求
される。殊に、事務機としてオフイスで使用され
る電子写真装置内に組込まれる電子写真用像形成
部材の場合には、上記の使用時に於ける無公害性
は重要な点である。

このような点に立脚して最近注目されている光
導電材料にアモルフアスシリコン（以後ａ−Siと
表記す）があり、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、特開昭55−39404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。

而乍ら、従来のａ−Si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
於いて、更に改良される可き点が存し、広範囲に
於ける応用を含めた実用的な固体撮像装置や読取
装置、電子写真用像形成部材等には、生産性、量
産性をも加味して仲々有効に使用し得ないのが実
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、その使用時に於いて残留電位が残る場合が
度々観測され、このような種の光導電部材は繰返
し長時間使用し続けると、繰返し使用による疲労
の蓄積が起つて、残像が生ずる所謂ゴースト現象
を発するようになる等の不都合の点が少なくなか
つた。

更には例えば、本発明者等の多くの実験によれ
ば、電子写真用像形成部材の光導電層を構成する
材料としてのａ−Siは、従来のSe、CdS、ZnO或
いはPVCzやTNF等のOPC（有機光導電部材）に
較べて、数多くの利点を有するが、従来の太陽電
池用として使用する為の特性が付与されたａ−Si
から成る単層構成の光導電層を有する電子写真用
像形成部材の上記光導電層に静電像形成の為の帯
電処理を施しても暗減衰（dark decay）が著し
く速く、通常の電子写真法が仲々適用され難い
事、及び多湿雰囲気中に於いては、上記傾向が著
しく、場合によつては現像時間まで帯電々荷を全
く保持し得ない事がある等、解決され得る可き点
が存在している事が判明している。

従つて、ａ−Si材料そのものの特性改良が計ら
れる一方で電子写真用光導電部材を設計する際
に、上記したような所望の電気的、光学的及び光
導電的特性が得られるよう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に就て電子写真用像形成部材に使用される光
導電部材としての適応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
アモルフアス材料（非晶質材料）、所謂水素化ア
モルフアスシリコン、ハロゲン化アモルフアスシ
リコン、或いはハロゲン含有水素化アモルフアス
シリコン〔以後これ等の総称的表記としてａ−Si
（Ｈ、Ｘ）を使用する〕から構成され、光導電性
を示す非晶質層の層構成を特定化して作製された
光導電部材は実用的に充分使用し得るばかりでな
く、従来の光導電部材と較べてみても殆んどの点
に於いて凌駕していること、殊に電子写真用の光
導電部材として光感度及び画質安定性に於いて著
しく優れた特性を有していることを見出した点に
基づいている。

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、耐光疲労に著しく長け、繰返し
使用に際しても劣化現象を起こさず、残留電位が
全く又は殆んど観測されない電子写真用光導電部
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、且つ光応答性の速い電子写真用光導電
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
として適用した場合、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あり、且つ多湿雰
囲気中でもその特性の低下が殆んど観測されない
優れた電子写真特性を有する電子写真用光導電部
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光導電部材
を提供することである。

本発明の電子写真用光導電部材は、支持体と、
好ましくは水素原子又はハロゲン原子の少なくと
もいずれか一方を含み、シリコン原子を母体とす
る非晶質材料で構成され、光導電性を示す非晶質
層とを有する光導電部材に於いて、前記非晶質層
には酸素原子が含有されており、該非晶質層が、
酸素原子が分布量C₁で層厚方向に実質的に一様
に分布している下部層領域と、分布層C₂で層厚
方向に実質的に一様に分布している上部層領域
と、これ等両層領域とに挾持され、酸素原子が分
布量C₃で層厚方向に実質的に一様に分布してい
る中間層領域とで構成されている（但し、C₃＜
C₁、C₂）事を特徴とする。

上述したような層構成を取るようにして設計さ
れた本発明の電子写真用光導電部材は、前記した
諸問題の総てを解決し得、極めてすぐれた電気
的、光学的、光導電的特性及び使用環境特性を示
す。

そして、本発明の電子写真用光導電部材は、電
子写真用像形成部材としての適用する場合、帯電
処理の際の電荷保持能に長け、画像形成への残留
電位の影響が全くなく、多湿雰囲気中でもその電
気的特性が安定しており高感度で、高SN比を有
するものであつて耐光疲労、繰返し使用性に著し
く長け、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、高品質の可視画像を得る
ことが出来る。

以下、図面に従つて、本発明の電子写真用光導
電部材（以下、単に“光導電部材”と称する。）
に就いて詳細に説明する。

第１図は、本発明の光導電部材の基本的な構成
例を説明する為に模式的に示した模式的構成図で
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、必要に応じて設
けられる障壁層１０２、該障壁層１０２に直接接
触した状態に設けられている非晶質層１０３とで
構成され、該非晶質層１０３は酸素原子を含有
し、該酸素原子の分布は前記支持体１０１の表面
に略々平行な面内では実質的に均一であり、層の
厚み方向に於いては、層領域１０４，１０５，１
０６の各部に於いて異にしている。即ち、非晶質
層１０３は、酸素原子が分布量C₁で層厚方向に
実質的に一様に分布している下部層領域１０４
と、分布量C₂で層厚方向に実質的に一様に酸素
原子が分布している上部層領域１０６と、これ等
両層領域に挾持され、分布量C₃で層厚方向に実
質的に一様に酸素原子が分布している中間層領域
１０５とで構成されている。

本発明に於いて、各層領域に於ける酸素原子の
分布量C₁、C₂、C₃は、その大小関係がC₃＜C₁、
C₂となるように所望の値を取り得るものである
が、分布量C₁及びC₂の値としては上限は、通常
は66atomic％以下、好適には64atomic％以下、
最適には51atomic％以下とされるのが望ましく、
下限としては、通常は11atomic％以上、好適に
は15atomic％以上、最適には20atomic％以上と
されるのが望ましい。

分布量C₃の値としては、その上限が通常は
10atomic％以下、好適には5atomic％以下、最適
には2atomic％以下とされ、下限としては、通常
は0.01atomic％以上、好適には0.02atomic％以
上、最適には0.03atomic％以上とされるのが望ま
しい。

支持体１０１としては、導電性でも電気絶縁性
であつても良い。導電性支持体としては、例え
ば、NiCr、ステンレス、Al、Cr、Mo、Au、
Nb、Ta、Ｖ、Ti、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、セルローズ、ア
セテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド等
の合成樹脂のフイルム又はシート、ガラス、セラ
ミツク、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、該誘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、ガラスであれば、その表面に、NiCr、
Al、Cr、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、Ｖ、Ti、Pt、
Pd、In₂O₃、SnO₂、ITO（In₂O₃＋SnO₂）等から
成る薄膜を設けることによつて導電性が付与さ
れ、或いはポリエステルフイルム等の合成樹脂フ
イルムであれば、NiCr、Al、Ag、Pb、Zn、Ni、
Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、Ｖ、Ti、Pt等の金
属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタ
ー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
つて、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
持体の厚さは所望通りの光導電部材が形成される
よう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あれば可能な限り薄くさ
れる。而乍ら、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、通常は、
10μ以上とされる。

障壁層１０２は、支持体１０１の側から非晶質
層１０３側方向へのフリーキヤリアの流入を効果
的に阻止し且つ電磁波照射時に於いて電磁波の照
射によつて非晶質層１０３中に生じ、支持体１０
１の側に向かつて移動するフオトキヤリアの非晶
質層１０３の側から支持体１０１の側への通過を
容易に許す機能を有するものである。

障壁層１０２は、上記したような機能を有する
ものであるが、支持体１０１上に非晶質層１０３
を直接設けることにより、支持体１０１と非晶質
層１０３との間に形成される界面に於いて、上記
のような障壁層１０２と同様な機能が充分発揮さ
れるのであれば、本発明に於いては障壁層１０２
を強いて設ける必要はない。

又、非晶質層１０３の支持体１０１側の表面層
領域に酸素原子を充分量含有させてやることによ
つて、非晶質層１０３の一部の領域層で障壁層１
０２と同様の機能を荷わせることが出来、その際
の酸素原子の含有量としては、斯かる機能を発揮
する層領域に於いてシリコン原子に対して、通常
は39〜69atomic％、好適には42〜66atomic％、
最適には48〜66atomic％とされるのが望ましい
ものである。

障壁層１０２は、シリコン原子を母体とし、炭
素原子、窒素原子及び酸素原子の中から選択され
る原子の少なくとも一種と、必要に応じて水素原
子又はハロゲン原子の少なくともいずれか一方と
を含む非晶質材料＜これらを総称してａ−〔Six
（Ｃ、Ｎ、Ｏ）_1-x〕_y（Ｈ、Ｘ）_1-yと表記する（但
し、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）＞又は、電気絶縁
性の金属酸化物或いは電気絶縁性の有機化合物で
構成される。

本発明に於いて、ハロゲン原子（Ｘ）として好
適なのはＦ、Cl、Br、Ｉであり、殊にＦ、Clが
望ましいものである。

上記障壁層１０２を構成する非晶質材料として
本発明に於いて有効に使用されるものとして具体
的には、例えば炭素系の非晶質材料としてａ−Si_aC_1-a、ａ−（Si_bC_1-b）_cH_1-c、ａ−（Si_dC_1-d）_eX_1-e、ａ−（Si_fC_1-f）_g（Ｈ＋Ｘ）_1-g、窒素系の非晶質材料としてａ−Si_hN_1-h、ａ−（Si_iN_1-i）_jH_1-j、ａ−（Si_kN_1-k）_l、X_1-l、ａ−（Si_nN_1-n）_o（Ｈ＋Ｘ）_1-o、酸素系の非晶質材料としてａ−Si_pO_1-p、ａ−（Si_pO_1-p）_qH_1-q、ａ−（Si_rO_1-r）_sX_1-s、ａ−（Si_tO_1-t）_u（Ｈ＋Ｘ）_1-u等、更には、上記の
非晶質材料に於いて、Ｃ、Ｎ、Ｏの中の少なくと
も２種の原子を構成原子として含む非晶質材料を
挙げることが出来る（但し、０＜ａ、ｂ、ｃ、
ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、
ｏ、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕ＜１）。

これ等の非晶質材料は層構成の最適化設計に依
る障壁層１０２に要求される特性及び該障壁層１
０２上に積重される非晶質層１０３との連続的作
成の容易さ等によつて適宜最適なものが選択され
る。殊に特性面からすれば、炭素系、窒素系の非
晶質材料を選択するのがより好ましいものであ
る。

障壁層１０２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、スパツター
リング法、イオンインプランテーシヨン法、イオ
ンプレーテイング法、エレクトロンビーム法等に
よつて成される。

グロー放電法によつて障壁層１０２を形成する
には、前記非晶質材料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１０１の設置してある真空堆積用の堆積室
に導入し、導入させ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１０１
上に前記の非晶質材料を堆積させれば良い。

本発明に於いて、炭素系の非晶質材料で構成さ
れる障壁層１０２を形成する為の原料ガスとして
有効に使用されるのは、SiとＨとを構成原子とす
るSiH₄、Si₂H₆、Si₃H₈、Si₄H₁₀等のシラン
（Silane）類等の水素化硅素ガス、ＣとＨとを構
成原子とする、例えば炭素数１〜５の飽和炭化水
素、炭素数２〜５のエチレン系炭素化水素、炭素
数２〜４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（C₂H₆）、プロパン（C₃H₈）、ｎ
−ブタン（ｎ−C₄H₁₀）、ペンタン（C₅H₁₂）、エ
チレン系炭化水素としては、エチレン（C₂H₄）、
プロピレン（C₃H₆）、ブテン−１（C₄H₈）、ブテ
ン−２（C₄H₈）、イソブチレン（C₄H₈）、ペンテ
ン（C₅H₁₀）、アセチレン系炭化水素としては、
アセチレン（C₂H₂）、メチルアセチレン
（C₃H₄）、ブチン（C₄H₆）等が挙げられる。

SiとＣとＨとを構成原子とする原料ガスとして
は、Si（CH₃）₄、Si（C₂H₅）₄等のケイ化アルキルを
挙げることが出来る。これらの原料ガスの他、Ｈ
導入用の原料ガスとしては勿論H₂も有効なもの
として使用される。

障壁層１０２をハロゲン原子を含む炭素系の非
晶質材料で構成する為の層形成用の原料ガスの中
でハロゲン原子導入用の原料ガスとしては、例え
ばハロゲン単体、ハロゲン化水素、ハロゲン間化
合物、ハロゲン化硅素、ハロゲン置換水素化硅
素、水素化硅素等を挙げる事が出来る。

具体的にはハロゲン単体としては、フツ素、塩
素、臭素、ヨウ素のハロゲンガス、ハロゲン化水
素としては、FH、HI、HCl、HBr、ハロゲン間
化合物としては、BrF、ClF、ClF₃、ClF₅、
BrF₅、BrF₃、IF₃、IF₅、ICl、IBr、ハロゲン化
硅素としては、SiF₄、Si₂F₆、SiCl₄、SiCl₃Br、
SiCl₂Br₂、SiClBr₃、SiCl₃I、SiBr₄、ハロゲン置
換水素化硅素としては、SiH₂F₃、SiH₂Cl₂、
SiHCl₃、SiH₃Cl、SiH₃Br、SiH₂Br₂、SiHBr₃、
水素化硅素としては、SiH₄、Si₂H₆、Si₃H₆、
Si₃H₈、Si₄H₁₀等のシラン（silane）類、等々を
挙げることが出来る。

これ等の他に、CCl₄、CHF₃、CH₂F₂、CH₃F、
CH₃Cl、CH₃Br、CH₃I、C₂H₅Cl等のハロゲン置
換パラフイン系炭化水素、SF₄、SF₆等のフツ素
化硫黄化合物、Si（CH₃）₄、Si（C₂H₅）₄等のケイ化
アルキルやSiCl（CH₃）₃、SiCl₂（CH₃）₂、
SiCl₃CH₃等のハロゲン含有ケイ化アルキル等の
シラン誘導体も有効なものとして挙げることが出
来る。

これ等の障壁層形成物質は、形成される障壁層
中に、所定の組成比でシリコン原子、炭素原子又
び必要に応じて又はハロゲン原子及び水素原子と
が含有されるように、障壁層形成の際に所望に従
つて選択されて使用する。

例えば、シリコン原子と炭素原子と水素原子と
の含有が容易に成し得て且つ所望の特性の障壁層
が形成され得るSi（CH₃）₄とハロゲン原子を含有
させるものとしてのSiHCl₃、SiCl₄、SiH₂Cl₂、
或いはSiH₃Cl等を所定の混合比でガス状態で障
壁層形成用の装置系内に導入してグロー放電を生
起させることによつてａ−（Si_fC_1-f）_g（Ｘ＋Ｈ）_1-
_ｇから成る障壁層を形成することが出来る。

窒素系の非晶質材料で障壁層１０２を構成する
のにグロー放電法を採用する場合には、先に挙げ
た障壁層形成用の物質の中から所望に応じたもの
を選択し、それに加えて次の窒素原子導入用の原
料ガスを使用すれば良い。即ち、障壁層１０２形
成用の窒素原子導入用の原料ガスに成り得るもの
として有効に使用される出発物質は、Ｎを構成原
子とする或いはＮとＨとを構成原子とする例えば
窒素（N₂）、アンモニア（NH₃）、ヒドラジン
（H₂NNH₂）、アジ化水素（NH₃）、アジ化アンモ
ニウム（NH₄N₃）等のガス状の又はガス化し得
る窒素、窒化物及びアジ化物等の窒素化合物を挙
げることが出来る。この他に、窒素、原子の導入
に加えて、ハロゲン原子の導入も行えるという点
から、三弗化窒素（F₃N）、四弗化窒素（F₄N₂）
等のハロゲン化窒素化合物を挙げることが出来
る。

酸素系の非晶質材料で障壁層１０２を構成する
のにグロー放電法によつて層形成を行う場合に於
ける、障壁層１０２形成用の原料ガスとなる出発
物質としては、前記した障壁層形成用の出発物質
の中から所望に従つて選択されたものに酸素原子
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。

例えばSiを、構成原子とする原料ガスを使用す
る場合は、Siを構成原子とする原料ガスと、Ｏを
構成原子とする原料ガスと、必要に応じてＨ又は
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、又は、Siを構成原子と
する原料ガスと、Ｏ及びＨ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、Siを構成原子とする原料ガスと、Si、Ｏ
及びＨの３つの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。

具体的には、例えば酸素（O₂）、オゾン（O₃）、
一酸化炭素（CO）、二酸化炭素（CO₂）、一酸化
窒素（NO）、二酸化窒素（NO₂）、一二酸化窒素
（N₂O）、三二酸化窒素（N₂O₃）、四二酸化窒素
（N₂O₄）、五二酸化窒素（N₂O₅）、三酸化窒素
（NO₃）、SiとＯとＨとを構成原子とする、例えば
ジシロキサンH₃SiOSiH₃、トリシロキサン
H₃SiOSiH₂OSiH₃等の低級シロキサン等を挙げ
ることが出来る。

上記したように、グロー放電法によつて障壁層
１０２を形成する場合には、障壁層形成用の出発
物質を上記した物質の中より種々選択して使用す
ることにより、所望特性を有する所望構成材料で
構成された障壁層１０２を形成することが出来
る。障壁層１０２をグロー放電法で形成する場合
の出発物質の組合せで良好なものとして具体的に
は、例えばSi（CH₃）₄、SiCl₂（CH₃）₂等の単独ガス
又はSiH₄−N₂O系、SiH₄−O₂（−Ar）系、SiH₄
−NO₂系、SiH₄−O₂−N₂系、SiCl₄−CO₂−H₂
系、SiCl₄−NO−H₂系、SiH₄−NH₃系、SiCl₄−
NH₄系、SiH₄−N₂系、SiH₄−NH₃−NO系、Si
（CH₃）₄−SiH₄系、SiCl₂（CH₃）₂−SiH₄系等の混
合ガスを挙げることが出来る。

スパツターリング法によつて炭素系の非晶質材
料で構成される障壁層１０２を形成するには、単
結晶又は多結晶のSiウエーハー又はＣウエーハー
又はSiとＣが混合されて含有されているウエーハ
ーをターゲツトとして、これ等を種々のガス雰囲
気中でスパツターリングすることによつて行えば
良い。

例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
するのであれば、炭素原子と水素原子（Ｈ）又は
ハロゲン原子（Ｘ）を導入する為の原料ガスを、
必要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツター用
の堆積室中に導入し、これ等のガスプラズマを形
成して前記Siウエーハーをスパツターリングすれ
ば良い。

又、別には、SiとＣとは別々のターゲツトとし
て、又はSiとＣの混合した一枚のターゲツトを使
用することによつて、少なくとも水素原子（Ｈ）
又はハロゲン原子（Ｘ）を含有するガス雰囲気中
でスパツターリングすることによつて成される。

炭素原子又は水素原子或いはハロゲン原子導入
用の原料ガスとしては、先述したグロー放電の例
で示した原料ガスが、スパツターリング法の場合
にも有効なガスとして使用され得る。

スパツターリング法によつて窒素系の非晶質材
料で構成される障壁層１０２を形成するには、単
結晶又は多結晶のSiウエーハー又はSi₃N₄ウエー
ハー又はSiとSi₃N₄が混合されて含有されている
ウエーハーをターゲツトとして、これ等を種々の
ガス雰囲気中でスパツターリングすることによつ
て行えば良い。

例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
すれば、窒素原子と必要に応じて水素原子又は／
及びハロゲン原子を導入する為の原料ガス、例え
ばH₂とN₂、又はNH₃を、必要に応じて稀釈ガス
で稀釈して、スパツター用の堆積室中に導入し、
これ等のガスのガスプラズマを形成して前記Siウ
エーハーをスパツターリングすれば良い。

又、別には、SiとSi₃N₄とは別々のターゲツト
として、又はSiとSi₃N₄の混合して形成した一枚
のターゲツトを使用することによつて、スパツタ
ー用のガスとしての稀釈ガス雰囲気中で又は少な
くともＨ原子及び／又はＸ原子を含有するガス雰
囲気中でスパツターリングすることによつて成さ
れる。

Ｎ原子導入用の原料ガスと成り得るものとして
は、先述したグロー放電の例で示した障壁層形成
用の出発物質の中のＮ原子導入用の原料ガスが、
スパツターリングの場合にも有効なガスとして使
用され得る。

スパツターリング法によつて酸素系の非晶質材
料で構成される障壁層１０２を形成するには、単
結晶又は多結晶のSiウエーハー又はSiO₂ウエー
ハー又はSiとSiO₂が混合されて含有されている
ウエーハー或いはSiO₂ウエーハーをターゲツト
として、これ等を種々のガス雰囲気中でスパツタ
ーリングすることによつて行えば良い。

例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
すれば、酸素原子と必要に応じて水素原子又は／
及びハロゲン原子を導入する為の原料ガスを、必
要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツター用の
堆積室中に導入し、これ等のガスのガスプラズマ
を形成して前記Siウエーハーをスパツターリング
すれば良い。

又、別には、SiとSiO₂とは別々のターゲツト
として、又はSiとSiO₂の混合した一枚のターゲ
ツトを使用することによつて、スパツター用のガ
スとしての稀釈ガスの雰囲気中で又は少なくとも
Ｈ原子又は／及びＸ原子を構成要素として含有す
るガス雰囲気中でスパツターリングすることによ
つて成される。酸素原子導入用の原料ガスとして
は、先述したグロー放電の例で示した原料ガスの
中の酸素原子導入用の原料ガスが、スパツターリ
ングの場合にも有効なガスとして使用され得る。

本発明に於いて、障壁層１０２をグロー放電法
又はスパツ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、例えばHe、
Ne、Ar等が好適なものとして挙げることが出来
る。

本発明に於ける障壁層１０２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とＣ、Ｎ、Ｏの中の少なくとも１つ及
び必要に応じて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つて構造的には結晶から
アモルフアスまでの形態を取り、電気物性的には
導電性から半導電性、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までの間の性
質を、各々示すので、本発明に於いては、非光導
電性の非晶質材料が形成されるように、その作成
条件の選択が厳密に成される。

本発明の障壁層１０２を構成する非晶質材料は
障壁層１０２の機能が、支持体１０１側から非晶
質層１０３側へ又は非晶質層１０３側から支持体
１０１側へのフリーキヤリアの注入を阻止し、且
つ非晶質層１０３中で発生したフオトキヤリアが
移動して支持体１０１側に通過するのを容易に許
すことを果たすものであることから、電気絶縁性
的挙動を示すものとして形成される。

又、非晶質層１０３中で発生したフオトキヤリ
アが障壁層１０２中を通過する際、その通過がス
ムーズに成される程度に通過するキヤリアに対す
る易動度（mobility）の値を有するものとして障
壁層１０２が形成される。

上記のような特性を有する前記の非晶質材料か
ら成る障壁層１０２が形成される為の層作成条件
の中の重要な要素として、層作成時の支持体温度
を挙げることが出来る。

即ち、支持体１０１の表面に前記非晶質材料か
ら成る障壁層１０２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
する重要な因子であつて、本発明に於いては、目
的とする特性を有する前記非晶質材料が所望通り
に作成され得るように層形成時の支持体温度が厳
密に制御される。

本発明に於ける目的が効果的に達成される為の
障壁層１０２を形成する際の支持体温度としては
障壁層１０２の形成法に併せて適宜最適範囲が選
択されて、障壁層１０２の形成が実行されるが、
水素原子又はハロゲン原子を含む系の場合には通
常の場合、100〜300℃、好適には、150〜250℃と
され、水素原子又はハロゲン原子を含まない系の
場合には通常20〜200℃、好適には、20〜150℃さ
れるのが望ましいものである。障壁層１０２の形
成には、同一系内で障壁層１０２から非晶質層１
０３、更には必要に応じて非晶質層１０３上に形
成される第３の層まで連続的に形成することが出
来る、各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比べて比較的容易であ
る事等の為に、グロー放電法やスパツターリング
法の採用が有効であるが、これ等の層形成法で障
壁層１０２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、ガス圧が、
作成される障壁層１０２の特性を左右する重要な
因子として挙げることが出来る。

本発明に於ける目的が効果的に達成される為の
特性を有する障壁層１０２が生産性よく効果的に
作成される為の放電パワー条件としては、通常１
〜300W、好適には２〜150Wである。又、堆積室
内のガス圧は通常３×10^-3〜5Torr、好適には８
×10^-3〜0.5Torr程度とされるのが望ましい。

本発明の光導電部材に於ける障壁層１０２に含
有される炭素原子、窒素原子、酸素原子及び水素
原子、ハロゲン原子の量は、障壁層１０２の作製
条件と同様、本発明の目的を達成する所望の特性
が得られる障壁層が形成される重要な因子であ
る。

障壁層１０２をａ−Si_aC_1-aで構成する場合に
は炭素原子の含有量は、シリコン原子に対して通
常は60〜90atomic％、好適には65〜80atomic％、
最適には70〜75atomic％、ａの表示では0.1〜
0.4、好適には0.2〜0.35、最適には0.25〜0.3とさ
れ、ａ−（Si_bC_1-b）_cH_1-cで構成する場合には、炭
素原子の含有量は、通常30〜90atomic％、好適
には40〜90atomic％、最適には50〜80atomic％、
水素原子の含有量としては、通常１〜40atomic
％、好適には２〜35atomic％、最適には５〜
30atomic％、ｂ、ｃの表示で示せば、ｂが通常
は0.1〜0.5、好適には0.1〜0.35、最適には0.15〜
0.3、ｃが通常は0.60〜0.99、好適には0.65〜0.98、
最適には0.7〜0.95とされ、ａ−（Si_dC_1-d）_eX_1-e又
はａ−（Si_fC_1-f）_g（Ｈ＋Ｘ）_1-gで構成する場合に
は、炭素原子の含有量は通常は40〜90atomic％、
好適には50〜90atomic％、最適には60〜
80atomic％、ハロゲン原子又はハロゲン原子と
水素原子とを併せた含有量は通常は１〜
20atomic％、好適には１〜18atomic％、最適に
は２〜15atomic％とされ、ハロゲン原子と水素
原子の両者が含有される場合の水素原子の含有量
は、通常は19atomic％以下、好適には13atomic
％以下とされ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇの表示では、ｄ、
ｆが通常は0.1〜0.47、好適には0.1〜0.35、最適
には0.15〜0.3、ｅ、ｇが通常は0.8〜0.99、好適
には0.85〜0.99、最適には0.85〜0.98とされる。

障壁層１０２を窒素系の非晶質材料で構成する
場合、先ずａ−Si_hN_1-hの場合には、窒素原子の
含有量はシリコン原子に対して通常は43〜
60atomic％、好適には43〜50atomic％、ｈの表
示では通常は0.43〜0.57、好適には0.5〜0.57とさ
れる。

ａ−（Si_iN_1-i）_jH_1-jで構成する場合には、窒素
原子含有量としては、通常は25〜55atomic％、
好適には35〜55atomic％、水素原子の含有量と
しては、通常２〜35atomic％、好適には５〜
30atomic％とされ、ｉ、ｊで表示すれば、ｉと
しては通常0.43〜0.6、好適には0.43〜0.5、ｊと
しては通常0.65〜0.98、好適には0.7〜0.95とさ
れ、ａ−（Si_kN_1-k）_lH_1-l又はａ−（Si_nN_1-n）_o（Ｈ
＋Ｘ）_1-oで構成する場合には窒素原子の含有量
は、通常30〜60atomic％、好適には40〜
60atomic％、ハロゲン原子又は、ハロゲン原子
と水素原子とを併せた含有量は、通常１〜
20atomic％、好適には２〜15atomic％とされ、
ハロゲン原子と水素原子の両者が含有される場合
の水素原子の含有量は通常は19atomic％以下、
好適には13atomic％以下とされ、ｋ、ｌ、ｍ、
ｎの表示ではｋ、ｌが通常は0.43〜0.60、好適に
は0.43〜0.49、ｍ、ｎが通常は0.8〜0.99、好適に
は0.85〜0.98とされる。

障壁層１０２を酸素系の非晶質材料で構成する
場合には、先ず、ａ−Si_pO_1-pでは、酸素原子の
含有量は、シリコン原子に対して60〜67atomic
％、好適には63〜67atomic％とされ、Ｏの表示
では、通常0.33〜0.40、好適には0.33〜0.37とさ
れる。

ａ−（Si_pO_1-p）_qH_1-qの場合には、酸素原子の含
有量は通常39〜66atomic％、好適には42〜
64atomic％、水素原子の含有量としては、通常
は２〜35atomic％、好適には５〜30atomic％、
ｐ、ｑの表示では、ｐとして通常0.33〜0.40、好
適には0.33〜0.37、ｑとして通常0.65〜0.98、好
適には0.70〜0.95である。

ａ−（Si_rO_1-r）_sX_1-s、又はａ−（Si_tO_1-t）_u（Ｈ
＋Ｘ）_1-uで構成する場合には、酸素原子の含有量
は、通常48〜66atomic％、好適には51〜
66atomic％、ハロゲン原子又はハロゲン原子と
水素原子とを併せた含有量は、通常は１〜
20atomic％、好適には２〜15atomic％とされ、
ハロゲン原子と水素原子の両者が含有される場合
には、水素原子の含有量は通常19atomic％以下、
好適には13atomic％とされ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕの
表示では、ｒ、ｓは通常は0.33〜0.40、好適には
0.33〜0.37、ｔ、ｕとしては通常0.80〜0.99、好
適には0.85〜0.98とされる。

本発明に於いて、障壁層１０２を構成する電気
絶縁性の金属酸化物としては、TiO₂、Ce₂O₃、
ZrO₂、HfO₂、GeO₂、CaO、BeO、P₂O₅、
Y₂O₃、Cr₂O₃、Al₂O₃、MgO、MgO・Al₂O₃、
SiO₂・MgO等が好ましいものとして挙げること
が出来る。これ等は２種以上を併用して障壁層を
形成しても良いものである。

電気絶縁性の金属酸化物で構成される障壁層１
０２の形成は、真空蒸着法、CVD（Chemical
vapour deposition）法、グロー放電分解法、ス
パツターリング法、イオンインプランテーシヨン
法、イオンプレーテイング法、エレクトロンビー
ム法等によつて成される。これ等の製造法は、製
造条件、設備資本下の負荷程度、製造規模、作製
させる光導電部材に所望される特性等の要因によ
つて適宜選択されて採用される。

例えば、スパツターリング法によつて障壁層１
０２を形成するには、障壁層形成用の出発物質の
ウエーハーをターゲツトとして、He、Ne、Ar
等のスパツター用のガス雰囲気中でスパツターリ
ングすることによつて行えば良い。

エレクトロンビーム法を用いる場合には障壁層
形成用の出発物質を蒸着ボート内に入れてエレク
トロンビームを照射して蒸着すればよいが、支持
体１０１側から非晶質層１０３中へのキヤリアの
流入を阻止し、且つ非晶質層１０３中で発生した
フオトキヤリアが移動して支持体１０１側に通過
するのを容易に許すことを果たすものであること
から、電気絶縁性的挙動を示すものとして形成さ
れる。

障壁層１０２の層厚の数値範囲は、その要求さ
れる特性を効果的に得る為の重要な因子の１つで
ある。

障壁層１０２の層厚が充分過ぎる程に薄いと、
支持体１０１の側からの非晶質層１０３側方向へ
のフリーキヤリアの流入を阻止する動きが充分果
たし得なくなり、又、充分過ぎる程以上に厚い
と、非晶質層１０３中に於いて生ずるフオトキヤ
リアの支持体１０１の側への通過する確率が極め
て小さくなり、従つて、いずれの場合にも、本発
明の目的を効果的に達成され得なくなる。

上記の点に鑑みて本発明の目的を効果的に達成
する為の障壁層１０２の層厚としては、通常の場
合、30〜1000Å、好適には、50〜600Åである。

本発明に於いて、その目的を効果的に達成する
為に、障壁層１０２上に設けられる非晶質層１０
３は下記に示す半導体特性を有するａ−Si（Ｈ、
Ｘ）で構成され、その層厚方向に前記したような
分布状態を以つて酸素原子がドーピングされてい
る。

ｐ型ａ−Si（Ｈ、Ｘ）…アクセプターのみを
含むもの。或いは、ドナーとアクセプターとの
両方を含み、アクセプターの濃度（Na）が高
いもの。

p^-型ａ−Si（Ｈ、Ｘ）…のタイプに於いて
アクセプターの濃度（Na）が低い所謂ｐ型不
純物をライトリードープしたもの。

ｎ型ａ−Si（Ｈ、Ｘ）…ドナーのみを含むも
の。或いはドナーとアクセプターの両方を含
み、ドナー濃度（Nd）が高いもの。

n^-型ａ−Si（Ｈ、Ｘ）…のタイプに於いて
ドナーの濃度（Nd）が低い、所謂ノンドープ
のものか又はｎ型不純物をライトリードープし
たもの。

ｉ型ａ−Si（Ｈ、Ｘ）…NaNdＯのもの
又は、NaNdのもの。

本発明に於いて、非晶質層１０３中に含有され
るハロゲン原子（Ｘ）としては、具体的にはフツ
素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、殊にフツ
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、主としてａ−Si（Ｈ、Ｘ）で
構成される非晶質層１０３を形成するには例えば
グロー放電法、スパツターリング法、或いはイオ
ンプレーテイング法等の放電現象を利用する真空
堆積法によつて成される。例えば、グロー放電法
によつて、非晶質層を形成するには、Siを生成し
得るSi生成原料ガスと共に、水素原子導入用の又
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
てある所定の支持体表面上に、ａ−Si（Ｈ、Ｘ）
から成る層を形成させれば良い。酸素原子を形成
される層中に導入するには、層の成長に併せて、
酸素原子導入用の原料ガスを層の形成時に前記堆
積室内に導入してやれば良い。又、スパツターリ
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ベースとした混合
ガスの雰囲気中でSiで形成されたターゲツトをス
パツターリングする際、水素原子又は／及びハロ
ゲン原子導入用のガスをスパツターリング用の堆
積室に導入してやれば良い。

この際に於ける非晶質層１０３中への酸素原子
の導入法としては、層の成長に併せて、酸素原子
導入用の原料ガスを層形成時に前記堆積室中に導
入してやるか、又は、層形成時に、予め堆積室中
に設けた、酸素原子導入用のターゲツトをスパツ
ターリングしてやることが挙げられる。

本発明に於いて非晶質層１０３を形成する際に
使用されるSi生成原料ガスとしては、SiH₄、
Si₂H₆、Si₃H₈、Si₄H₁₀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、層作成作業の際
の扱い易さ、Si生成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。

本発明に於いて非晶質層１０３を形成する際に
使用されるハロゲン原子導入用原料ガスとして有
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
ゲンを含む硅素化合物も有効なものとして本発明
に於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、フツ素、塩素、臭素、
ヨウ素のハロゲンガス、BrF、ClF、ClF₃、
BrF₅、BrF₃、IF₇、IF₅、ICl、IBr等のハロゲン
間化合物を挙げることが出来る。

ハロゲンを含む硅素化合物、所謂、ハロゲンで
置換されたシラン誘導体としては、具体的には例
えばSiF₄、Si₂F₅、SiCl₄、SiBr₄等のハロゲン化
硅素が好ましいものとして挙げることが出来る。

このようなハロゲンを含む硅素化合物を採用し
てグロー放電法によつて本発明の特徴的な光導電
部材を形成する場合には、Siを生成し得る原料ガ
スとしての水素化硅素ガスを使用しなくとも、所
定の支持体上にａ−Si：Ｘから成る非晶質層を形
成する事が出来る。

グロー放電法に従つて、ハロゲン原子を含む非
晶質層１０３を製造する場合、基本的には、Si生
成用の原料ガスであるハロゲン化硅素ガスとAr、
H₂、He等のガスとを所定の混合比とガス流量に
なるようにして非晶質層を形成する堆積室内に導
入し、グロー放電を生起してこれ等のガスのプラ
ズマ雰囲気を形成することによつて、所定の支持
体上に非晶質層１０３を形成し得るものである
が、水素原子の導入を計る為にこれ等のガスに更
に水素原子を含む硅素化合物のガスも所定量混合
して層形成しても良い。

又、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で
複数種混合して使用しても差支えないものであ
る。反応スパツターリング法或いはイオンプレー
テイング法に依つてａ−Si（Ｈ、Ｘ）から成る非
晶質層を形成するには、例えばスパツターリング
法の場合にはSiから成るターゲツトを使用して、
これを所定のガスプラズマ雰囲気中でスパツター
リングし、イオンプレーテイング法の場合には、
多結晶シリコン又は単結晶シリコンを蒸発源とし
て蒸着ボードに収容し、このシリコン蒸発源を抵
抗加熱法、或いはエレクトロンビーム法（EB法）
等によつ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事が出来
る。

この際、スパツターリング法、イオンプレーテ
イング法の何れの場合にも形成される層中にハロ
ゲン原子を導入するには、前記のハロゲン化合物
又は前記のハロゲン原子を含む硅素化合物のガス
を堆積室中に導入して該ガスのプラズマ雰囲気を
形成してやれば良いものである。

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、H₂、前記したシラン
類等のガスをスパツターリング用の堆積室中に導
入して該ガスのプラズマ雰囲気を形成してやれば
良い。

形成される非晶質層中に層厚方向に所望の分布
状態を以つて含有される酸素原子は、グロー放電
法、イオンプレーテイング法或いは反応スパツタ
ーリング法によつて非晶質層を形成する場合に
は、酸素原子導入用の原料ガスを層の形成時に層
の成長に併せて所望の流量に従つて層形成用の堆
積室中に導入してやれば良い。

又、スパツターリング法によつて非晶質層を形
成する場合には、上記の他、酸素原子導入用のタ
ーゲツトを前記堆積室内に設けて置き、層の成長
に併せて前記ターゲツトをスパツターリングして
やれば良い。

本発明に於いて、酸素原子導入用の原料ガスと
して有効に使用されるものとしては、酸素
（O₂）、オゾン（O₃）、SiとＯとＨとを構成原子と
する。例えばジシロキサンH₃SiOSiH₃、トリシ
ロキサンH₃SiOSiH₂OSiH₃等の低級シロキサン
等を挙げることが出来る。又、酸素原子導入用の
ターゲツトを形成し得る材料として、本発明に於
いて有効に使用されるのは、SiO₂、SiO等であ
る。

本発明に於いては、非晶質層を形成する際に使
用されるハロゲン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硅素化
合物が有効なものとして使用されるものである
が、その他に、HF、HCl、HBr、HI等のハロゲ
ン化水素、SiH₂F₂、SiH₂Cl₂、SiHCl₃、
SiH₂Br₂、SiHBr₃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
を構成要素の１つとするハロゲン化物も有効な非
晶質層形成用の出発物質として挙げる事が出来
る。

これ等の水素原子を含むハロゲン化物は、非晶
質層形成の際に層中にハロゲン原子の導入と同時
に電気的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
適なハロゲン導入用の原料として使用される。

水素原子を非晶質層中に構造的に導入するに
は、上記の他にH₂或いはSiH₄、Si₂H₆、Si₃H₈、
Si₄H₁₀等の水素化硅素のガスをａ−Siを生成する
為のシリコン化合物と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。

例えば、反応スパツターリング法の場合には、
Siターゲツトを使用し、ハロゲン原子導入用のガ
ス及びH₂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ターゲツトをスパツターリング
する事によつて、所定の特性を有し、主としてａ
−Si（Ｈ、Ｘ）から成る非晶質層が形成される。

更には、不純物のドーピングも兼ねてB₂H₆、
PH₃、PF₃等のガスを導入してやる事も出来る。

本発明に於いて、形成される光導電部材の捨晶
質層中に含有されるＨ又はＸの量又は（Ｈ＋Ｘ）
の量は通常の場合１〜40atomic％、好適には５
〜30atomic％とされるのが望ましい。

層中に含有されるＨ又は／及びＸの量を制御す
るには、例えば堆積支持体温度又は／及びＨ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、放電々力等を制御してやれば良
い。

非晶質層をｎ型傾向又はｐ型傾向或いはｉ型と
するには、グロー放電法や反応スパツターリング
法等による層形成の際に、ｎ型不純物又はｐ型不
純物、或いは両不純物を形成される層中にその量
を制御し乍らドーピングしてやる事によつて成さ
れる。

非晶質層中にドーピングされる不純物として
は、非晶質層をｉ型又はｐ型傾向にするには、周
期律表第族Ａの元素、例えば、Ｂ、Al、Ga、
In、Tl等が好適なものとして挙げられる。

ｎ型傾向にする場合には、周期律表第族Ａの
元素、例えばＮ、Ｐ、As、Sb、Bi等が好適なも
のとして挙げられる。

本発明に於いて、所望の伝導型を有する為に非
晶質層に導入される不純物の量としては、周期律
表第族Ａの不純物の場合には３×10^-2atomic
％以下の量範囲でドーピングしてやれば良く、周
期律表第族Ａの不純物の場合には５×
10^-3atomic％以下の量範囲でドーピングしてや
れば良い。

非晶質層１０３の層厚は、非晶質層１０３中で
発生されるフオトキヤリアが効率良く輸送される
ように所望に従つて適宜決められ、通常は３〜
100μ、好適には５〜50μとされる。

実施例１完全にシールドされたクリーンルーム中に設置
された第２図に示す装置を用い、以下の如き操作
によつて電子写真用像形成部材を作製した。

表面が清浄にされた0.5mm厚10cm角のモリブデ
ン板（基板）２０９をグロー放電堆積室２０１内
の所定位置にある固定部材２０３に堅固に固定し
た。基板２０９は、固定部材２０３内の加熱ヒー
ター２０８によつて±0.5℃の精度で加熱される。
温度は、熱電対（アルメル−クロメル）によつて
基板裏面を直接測定されるようになされた。次い
で系内の全バルブが閉じられていることを確認し
てからメインバルブ２１０を全開して、室２０１
内が排気され、約５×10^-6Torrの真空度にした。
その後ヒーター２０８の入力電圧を上昇させ、モ
リブデン基板温度を検知しながら入力電圧を変化
させ、250℃の一定値になるまで安定させた。

その後補助バルブ２４１、次いで流出バルブ２
２６，２２７，２２９及び流入バルブ２２１，２
２２，２２４を全開しマスフローコントローラー
２１６，２１７，２１９内も十分脱気真空状態に
された。バルブ２２６，２２７，２２９，２２
１，２２４を閉じた後、H₂で10vol％に稀釈され
たSiH₄ガス（純度99.999％、以後SiH₄(10)／H₂と
略す）のボンベ２１１のバルブ２３１、O₂ガス
（純度99.999％）のボンベ２１４のバルブ２３４
を開け、出口圧ゲージ２３６，２３９の圧を１
Kg／cm²に調整し、流入バルブ２２１，２２４を
徐々に開けマスフローコントローラー２１６，２
１９内へSiH₄(10)／H₂ガス、O₂ガスを各々流入さ
せた。引き続いて、流出バルブ２２６，２２９を
徐々に開け、次いで補助バルブ２４１を徐々に開
けた。このときSiH₄(10)／H₂ガス流量とO₂ガス流
量の比が、10：１になるようにマスフローコント
ローラー２１６，２１９を調整した。次にピラニ
ーゲージ２４２の読みを注視しながら補助バルブ
２４１の開口を調整し、室２０１内が、１×
10^-2Torrになるまで補助バルブ２４１を開けた。

室２０１の内圧が安定してから、メインバルブ
２１０を徐々に閉じ、ピラニーゲージ２４１の指
示が0.1Torrになるまで開口を絞つた。ガス流入
が安定し、内圧が安定するのを確認し続いてシヤ
ツター（電極を兼ねる）２０５を閉にして高周波
電源２４３のスイツチをon状態にし電極２０３，
２０５間に13.56MHzの高周波電力を投入し室２
０１内にグロー放電を発生させ、3Wの入力を電
力とした。上記条件を10分間保つてモリブデン基
板上に光導電層の一部である下部層領域を600Å
の厚さに形成した後、高周波電源２４３をoff状
態とし、グロー放電を中止させた状態で、流出バ
ルブ２２９を閉じ、次にHeで0.1vol％に稀釈さ
れたO₂ガス（純度99.999％、以下O₂（0.1）／He
と略す）のボンベ２１２のバルブ２２２を通じて
１Kg／cm²のガス圧（出口圧ゲージ２３７の読み）
で流入バルブ２２２、流出バルブ２２７を徐々に
開いてマスフローコントローラ３１７にO₂
（0.1）／Heガスを流し、マスフローコントロー
ラ２１６，２１７の調整によつてO₂（0.1）／He
ガスとSiH₄(10)／H₂ガス流量比が、0.3：10になる
ように調整した。引き続き再び高周波電源２４３
をon状態にしてグロー放電を再開させた。その
ときの入力電力を10Wにした。

上記条件で５時間、光導電層の一部を構成する
中間層領域の形成を行つた後、高周波電源３４３
をoffにしてグロー放電を中止させた状態で流出
バルブ２２７を閉じ、次に再び流出バルブ２２９
を開きマスフローコントローラ２１９，２１６の
調整によつてO₂（0.1）／Heガス流量が、SiH₄
(10)／H₂ガス流量の1/10になるように安定化させ
た。引き続き再び高周波電源２４３をon状態に
して、グロー放電を再開させた。そのときの入力
電力も以前と同様3Wにした。

グロー放電を15分間持続させて上部層領域を
900Åの厚さに形成した後、加熱ヒーター２０８
をoff状態にし、高周波電源２４３もoff状態と
し、基板温度が100℃になるのを持つてから流出
バルブ２２６，２２９及び流入バルブ２２１，２
２２，２２４を閉じ、メインバルブ２１０を全開
にして、室２０１内を10^-5Torr以下にした後、
メインバルブ２１０を閉じ室２０１内をリークバ
ルブ２０６によつて大気圧として基板をとり出し
た。この場合、形成された層の全厚は約15μであ
つた。

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、5.5KV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、1.0lux・secの光量を透
過型のテストチヤ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
ヤリヤーを含む）を部材表面にカスケードするこ
とによつて、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、解像力に優れ、諧調
再現性のよい鮮明な高濃度の画像が得られた。

実施例２実施例１と同様にモリブデン基板を設置し、続
いて実施例１と同様の操作によつて堆積室２０１
内を５×10^-5Torrの真空となし、実施例１と同
様の操作によつて補助バルブ２４１、次いで流出
バルブ２２６，２２７，２２９，２３０及び流入
バルブ２２１，２２２，２２４，２２５を全開
し、マスフローコントローラ２１６，２１７，２
１９，２２０も十分脱気真空状態にされた。補助
バルブ２４１、バルブ２２６，２２７，２２９，
２３０，２１９，２２０，２２１，２２２を閉じ
た後、アルゴン（純度99.999％）ガスボンベ２１
５のバルブ２３５を開け、出口圧力計２４０の読
みが１Kg／cm²になるように調整された。その後流
入バルブ２２５が開けられ、続いて流出バルブ２
３０が徐々に開けられ、アルゴンガスを室２０１
内に流入させた。ピラニーゲージ２１１の指示が
５×10^-4Torrになるまで、流出バルブ２３０が
徐々に開けられ、この状態で流量が安定してか
ら、メインバルブ２１０が徐々に閉じられ、室内
圧が１×10^-2Torrになるまで開口が絞られた。
シヤツター２０５を開として、マスフローコント
ローラ２２０が安定するのを確認してから、高周
波電源２４３をon状態にし、多結晶高純度シリ
コン（純度99.999％）上に高純度グラフアイト
（純度99.999％）に設置した。ターゲツト２０４
および固定部材２０３間に13.56MHz、100Wの交
流電力が入力された。この条件で安定した放電を
続けるようにマツチングを取り、層を形成した。

このようにして１分間放電を続けて100Å厚の
下部障壁層を形成した。その後高周波電源２４３
をoff状態にし、放電を一旦中止させた。引き続
いて流出バルブ２３０、シヤツタ２０５を閉じ、
メインバルブ２１０を全開して室２０１内のガス
を抜き、５×10^-6Torrまで真空にした。その後
ヒーター２０８の入力電圧を上昇させ、基板温度
を検知しながら入力電圧を変化させ、200℃の一
定値になるまで安定させた。その後は、実施例１
と同様の操作、条件にて光導電層を形成した。こ
のようにして得られた像形成部材を実施例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実施例１と同様の操作、条件でモリブデン基板
上に下部層領域を形成した後、高周波電源２４３
をoff状態としグロー放電を中止させた状態で、
流出バルブ２２９を閉じた後、O₂（0.1）／Heガ
スのボンベ２１２のバルブ２３２、H₂で
50volppmに稀釈されたB₂H₆ガス（純度99.999
％、以下B₂H₆（50）／H₂と略す）のボンベ２１
３のバルブ２３３を開け、出口圧ゲージ２３７，
２３８の圧を１Kg／cm²に調整し、流入バルブ２２
２，２２３を徐々に開けてマスフローコントロー
ラー２１７，２１８内へO₂（0.1）／Heガス、
B₂H₆（50）／H₂ガスを流入させた。引き続いて
流出バルブ２２７，２２８を徐々に開け、SiH₄
(10)／H₂ガス流量とO₂（0.1）／Heガス流量の比
が、10：0.3、SiH₄(10)／H₂ガス流量とB₂H₆
（50）／H₂ガス流量の比が50：１になるようにマ
スフローコントローラ２１６，２１７，２１８を
調整した。次にピラニーゲージ２４２の読みを注
視しながら補助バルブ２４１の開口を再調整し、
室２０１内の内圧が、１×10^-2Torrになるよう
に設定した。更に、室２０１の内圧が安定してか
ら、メインバルブ２１０も再調整しピラニーゲー
ジ２４２の指示が0.1Torrになるように設定し
た。

ガス流入が安定し内圧が安定するのを確認し再
び高周波電源２４３のスイツチをon状態にして
13.56MHzの高周波電力を投入し室２０１内にグ
ロー放電を再開させ、10Wの入力電力とした。上
記条件で５時間、光導電層の一部となる中間層領
域の形成を行つた後高周波電源２４３をoffして
グロー放電を中止させた状態で流出バルブ２２
７，２２８を閉じ次に再び流出バルブ２２９を開
き、マスフローコントローラ２１９、２１６の調
整によつてO₂（0.1）／Heガス流量が、SiH₄(10)／
H₂ガス流量の1/10になるようにし安定させた。
引き続き再び高周波電源２４３をon状態にして
グロー放電を再開させた。

そのときの入力電力は、下部層領域形成時と同
様の3Wにした。

上記のようにしてグロー放電を、15分間持続さ
せて上部層領域を900Åの厚さに形成した後加熱
ヒーター２０８をoff状態にし、高周波電源２４
３もoff状態とし、基板温度が100℃になるのを待
つてから流出バルブ２２６，２２７，２２８及び
流入バルブ２２１，２２２，２２３，２２４を閉
じ、メインバルブ２１０の全開にして、室２０１
内を10^-5Torr以下にした後、メインバルブ２１
０を閉じ室２０１内にリークバルブ２０６によつ
て大気圧として基板を取り出した。この場合、形
成された層の全厚は約15μであつた。

その後直ちに、荷電性の現像剤（トナーとキ
ヤリヤーを含む）部材表面にカスケードすること
によつて、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
電で転紙上に転写した処、解像力に優れ、諧調再
現性のよい鮮明な高濃度の画像が得られた。

次に上記像形成部材に就いて、帯電露光実験装
置で6.0kVで0.2sec間のコロナ帯電を行い直ち
に1.0lux・secの光量で画像露光を行い、その後
直ちに荷電性の現像剤を部材表面にカスケード
し、次に転写紙上に転写・定着したところ極めて
鮮明な画像が得られた。

この実験と先の結果から、本実施例で得られた
電子写真用像形成部材は、帯電極性に対する依存
性がなく両極性像形成部材の特性を具備している
ことが判つた。

実施例４予め、SiH₄(10)／H₂ガスのボンベ２１１をSiF₄
ガス（純度99.999％）ボンベに代えておき、実施
例２と同様の操作と条件でモリブデン基板上に下
部障壁層を形成した。その後高周波電源２４３を
offしてグロー放電を中止させた状態で流出バル
ブ２３０、シヤツター２０５を閉とし、引き続い
てメインバルブ２１０を全開して室２０１内のガ
スを抜き、５×10^-6Torrまで真空にした。その
後ヒーター２０８の入力電圧を上昇させ、基板温
度を検知しながら入力電圧を変化させ、200℃の
一定値になるまで安定させた。その後はシヤツタ
ー２０５を閉とし、下部層領域及び上部層領域を
形成する際には、SiF₄ガス、O₂（0.1）／Heガス
を使用して、それらの流量比を１：１に設定し、
中間層領域を形成する際にはSiF₄ガス、O₂
（0.1）／Heガスを使用してそれ等の流量比を
２：１に設定し、グロー放電の入力電力を100W
にした以外は、実施例１同様の操作、条件にて光
導電層を形成した。

光導電層形成終了後、ヒーター２０８をoff状
態とし、流出バルブ２２６，２２８を閉じ再びシ
ヤツター２０５を開いた。基板温度が80℃に下つ
た時点で、引き続き光導電層に下部障壁層形成時
と同様の操作、条件で上部障壁層を形成した。

以上のように、モリブデン基板上に、下部障壁
層、光導電層、上部障壁層を形成した後、高周波
電源２４３をoff状態とし、流出バルブ２３０及
び流入バルブ２２１，２２２，２２５を閉じ、メ
インバルブ２１０を全開にして、室２０１内を
10^-5Torr以下にした後、メインバルブ２１０を
閉じ室２０１内をリークバルブ２０６によつて大
気圧として基板を取り出した。この場合、形成さ
れた層の全厚は約15μであつた。この像形成部材
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像が
得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電子写真用光導電部材の好
適な実施態様例の層構成を説明する為の模式的説
明図、第２図は本発明の電子写真用光導電部材を
作成する場合の装置の一例を説明する為の模式的
説明図である。１００……電子写真用光導電部材、１０１……
支持体、１０２……障壁層、１０３……非晶質
層、１０４……下部層領域、１０５……中間層領
域、１０６……上部層領域、１０７……自由表
面。

Claims

【特許請求の範囲】１光導電部材用の支持体と、水素原子及びハロ
ゲン原子のいずれか一方又は両者を含み、シリコ
ン原子を母体とする非晶質材料で構成され、前記
水素原子及びハロゲン原子のいずれか一方の含有
量又は両者の含有量の総和が１〜40atomic％で
あり光導電性を示す非晶質層とを有する電子写真
用光導電部材であつて、前記非晶質層には酸素原
子が含有されており、該非晶質層が、酸素原子が
分布量C₁で層厚方向に実質的に一様に分布して
いる下部層領域と、分布量C₂で層厚方向に実質
的に一様に分布している上部層領域と、これ等両
層領域の間にあつて、酸素原子が分布量C₃で層
厚方向に実質的に一様に分布している中間層領域
とを有し、前記分布量C₁乃至C₃がC₃＜C₁、C₂の
関係にあることを特徴とする電子写真用光導電部
材。２前記支持体と前記非晶質層との間に下部障壁
層を有する特許請求の範囲第１項に記載の電子写
真用光導電部材。３前記非晶質層上に、上部障壁層を有する特許
請求の範囲第１項に記載の電子写真用光導電部
材。