JPH0462071B2 - - Google Patents
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- JPH0462071B2 JPH0462071B2 JP58240022A JP24002283A JPH0462071B2 JP H0462071 B2 JPH0462071 B2 JP H0462071B2 JP 58240022 A JP58240022 A JP 58240022A JP 24002283 A JP24002283 A JP 24002283A JP H0462071 B2 JPH0462071 B2 JP H0462071B2
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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- 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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Description
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)
の様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
電材料にアモルルアスシリコン(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、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。
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、化学的、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図る必要がある
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
部材は長時間繰返し使用し続けると、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様になる或いはは、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つた。
更には、a−Si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ていないとい
う点に於いて、夫々改良される余地が残つてい
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、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つて、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、照射スポツ
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つている。
更に、a−Si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
子や隣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
によつては、形成した層の電気的或いは光導電的
特性に問題が生ずる場合がある。
即ち、例えば、形成した光導電層中に光照射に
よつて発生したフオトキヤリアの該層中での寿命
が充分でないこと、或いは暗部において、支持体
側よりの電荷の注入の阻止が充分でないこと等が
生ずる場合が少なくない。
従つて、a−Si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
アモルフアス材料、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〔以後こ
れ等の総括的表記として「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
材は実用上著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ペクトル特性に優
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、化学的、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、繰返し使用に際し
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、殊に半導体レーザとのマツチングに優
れ、且つ光応答の速い電子写真用光導電部を提供
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、画像のボ
ケのない、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比特性を有する電子写真用光導電部材を提
供することでもある。
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)光導電部材用の支持体と、
該支持体上に、1〜10×105atomic ppmのゲル
マニウム原子を含む非晶質材料で構成された層厚
30Å〜50μの第1の層領域(G)及びシリコン原
子を含む非晶質材料で構成された層厚0.5〜90μの
第2の層領域(S)とが前記支持体側より順に設
けられた層構成の光導電性を示す層厚1〜100μ
の第一の層()とシリコン原子と1×10-3〜
90atomic%の炭素原子とを含む非晶質材料で構
成された層厚0.003〜30μの第二の層()とから
成る光受容層とを有し、前記第一の層()は、
伝導性を制御する物質(C)を、層厚方向の分布
濃度の最大値が30atomic ppm以上で前記第2の
層領域(S)中にあり且つ前記第2の層領域
(S)に於いては、前記支持体側の方に前記最大
値を有する状態で含有していることを特徴とす
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、可干渉光の使用に於いても干渉を充分
防止することが出来るとともに、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つ
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、図面に従つて、本発明の光導電部材に就
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、第一の層()
102と第二の層()105とから成る光受容
層107を有し、該光受容層107は自由表面1
06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
ゲルマニウム原子と、必要に応じてシリコン原子
(Si)、水素原子(H)、ハロゲン原子(X)の少
なくとも1つを含む非晶質材料(以後「a−Ge
(Si,H,X)」と略記する)で構成された第1の
層領域G103とa−Si(H,X)で構成され、
光導電性を有する第2の層領域(S)104とが
順に積層された層構造を有する。
第一の層()102は、伝導特性を制御する
物質Cを含有し、該物質Cは、第一の層()1
02に於いては、その層厚方向の分布濃度の最大
値が第2の層領域(S)中にあり且つ第2の層領
域(S)に於いては支持体101側の方に多く分
布する状態で含有される。
第1の層領域(G)中に於けるゲルマニウム原
子は、支持体の表面と平行な面内方向に於いて
は、均一な状態で含有されるが、層厚方向には、
均一であつても不均一であつても差支えない。
又、第1の層領域(G)は103に於けるゲル
マニウム原子の分布状態が層厚方向に不均一な場
合には、その層厚方向に於ける分布濃度Cを、支
持体側或いは第2の層領域(S)104側に向つ
て、次第に、或いはステツプ状に、又は、線型的
に変化させることが望ましい。
殊に、第1の層領域(G)103中に於けるゲ
ルマニウム原子の分布状態が、全層領域にゲルマ
ニウム原子が連続的に分布し、ゲルマニウム原子
の層厚方向の分布濃度C,(G)が支持体側より
第2の層領域(S)104に向つて減少する変化
が与えられている場合には、第1の層領域(G)
103と第2の層領域(S)104との間に於け
る親和性に優れ、且つ後述する様に支持体側端部
に於いてゲルマニウム原子の分布濃度Cを極端に
大きくすることにより、半導体レーザ等を使用し
た場合の、第2の層領域(S)104では殆ど吸
収し切れない長波長側の光を第1の層領域(G)
103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
ことが出来ると共に、層領域(G)103と層領
域(S)104との界面での反射を充分押えるこ
とが出来る。
第2図乃至第10図には、本発明に於ける光導
電部材の第1の層領域(G)103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
的例が示される。
第2図乃至第10図において、横軸は、ゲルマ
ニウム原子の分布濃度(C)を、縦軸は、第1の
層領域(G)103の層厚を示し、tBは支持体側
の第1の層領域(G)103の端面の位置を、tT
は支持体側とは反対側の第1の層領域(G)10
3の端面の位置を示す。即ち、ゲルマニウム原子
の含有される第1の層領域(G)103はtB側よ
りtT側に向つて層形成がなされる。
第2図には、第1の層領域(G)103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
の第1の典型例が示される。
第2図に示される例では、ゲルマニウム原子の
含有される第1の層領域(G)103が形成され
る表面と該第1の層領域(G)103の表面とが
接する界面位置tBよりt1の位置までは、ゲルマニ
ウム原子の分布濃度CがC1なる一定の値を取り
乍らゲルマニウム原子が形成される第1の層領域
(G)103に含有され、位置t1よりは濃度C2よ
り界面位置tTに至るまで徐々に連続的に減少され
ている。界面位置tTにお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図に示される例においては、含有されるゲ
ルマニウム原子の分布濃度Cは位置tBより位置tT
に至るまで濃度C4から徐々に連続的に減少して
位置tTにおいて濃度C5となる様な分布状態を形成
している。
第4図の場合には、位置tBより位置t2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t2と位置tTとの間において、徐徐に
連続的に減少され、位置tTにおいて、分布濃度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tBより位置tTに至るまで、濃度C8より
連続的に徐々に減少され、位置tTにおいて実質的
に零とされている。
第6図に示す例においては、ゲルマニウム原子
の分布濃度Cは、位置tBと位置t3間においては、
濃度C9と一定値であり、位置tTにおいては濃度
C10とされる。位置t3と位置tTとの間では、分布濃
度Cし一次関数的に位置t3より位置tTに至るまで
減少されている。
第7図に示される例においては、分布濃度Cは
位置tBより位置t4までは濃度C11の一定値を取り、
位置t4より位置tTまでは濃度C12より濃度C13まで
一次関数的に減少する分布状態とされている。
第8図に示す例においては、位置tBより位置tT
に至るまで、ゲルマニウム原子の分布濃度Cは濃
度C14より実質的に零に至る様に一次関数的に減
少している。
第9図においては、位置tB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C16まで一次関数的に減少され、位置t5
と位置tTとの間においては、濃度C16の一定値と
された例が示されている。
第10図に示される例においては、ゲルマニウ
ム原子の分布濃度Cは位置tBにおいて濃度C17で
あり、位置t6に至るまではこの濃度C17より初め
はゆつくりと減少され、t6の位置付近において
は、急激に減少されて位置t6までは濃度C18とさ
れる。
位置t6と位置t7との間においては、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C19となり、位置t7と位置t8との間で
は、極めてゆつくりと徐々に減少されて位置t8に
おいて、濃度C20に至る。位置t8と位置tTの間にお
いては、濃度C20より実質的に零になる様に図に
示す如き形状の曲線に従つて減少されている。
以上、第2図乃至第10図により、第1の層領
域(G)103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
た様に、本発明においては、支持体側において、
ゲルマニウム原子の分布濃度Cの高い部分を有
し、界面tT側においては、前記分布濃度Cは支持
体側に較べて可成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1の層領域(G)1
03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1の層領域(G)103は好ましく
は上記した様に支持体側の方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
するのが望ましい。
本発明に於いては局在領域Aは、第2図乃至第
10図に示す記号を用いて説明すれば、界面位置
tBより5μ以内に設けられるのが望ましいものであ
る。
本発明においては、上記局在領域Aは、界面位
置tBより5μ厚までの全層領域LTとされる場合もあ
るし、又、層領域LTの一部とされる場合もある。
局在領域(A)を層領域LTの一部とするか又
は全部とするかは、形成される層に要求される特
性に従つて適宜決められる。
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態としてゲルマニウム原
子の分布濃度の最大値Cnaxがシリコン原子との和
に対して、好ましくは1000atomic ppm以上、よ
り好適には5000atomic ppm以上、最適には1×
104atomic ppm以上とされる様な分布状態とな
り得る様に層形成されるのが望ましい。
即ち、本発明においては、ゲルマニウム原子の
含有される第1の層領域(G)103は、支持体
側からの層厚で5μ以内(tBから5μ厚の層領域)に
分布濃度の最大値Cmaxが存在する様に形成され
るのが好ましいものである。
本発明において、第1の層領域(G)103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
に従つて適宜決められるが、好ましくは1〜10×
105atomie ppmより好ましくは100〜9.5×105
aoimic ppm、最適には500〜8×105atomic
ppmとされるのが望ましい。
本発明に於いて第1の層領域(G)103と第
2の層領域(S)104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の層領域(G)103の
層厚TBは、好ましくは、30Å〜50μ、より好まし
くは、40Å〜40μ、最適には、50Å〜30μとされ
るのが望ましい。
又、第2の層領域(S)104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2〜50μ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
(S)104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102全体
に要求される特性との相互間の有機的関連性に基
づいて、光導電部材100の層設計の際に所望に
従つて、適宜決定される。
本発明の光導電部材100に於いては、上記の
(TB+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B及び層厚Tとしては、好ましくは、
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。
上記の場合に於ける層厚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TB/T≦0.8なる関係が満足される様に
層厚TB及び層厚Tの値が決定されるのが望まし
い。
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1×105
atomic ppm以上の場合には、第1の層領域
(G)103の層厚TBとしては、成可く薄くされ
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20μ以下とされるのが
望ましいものである。
本発明において、光受容層を構成する第1の層
領域(G)103又は/及び第2の層領域(S)
104中に必要に応じて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、a−Ge(Si,H,X)で構成
される第1の層領域(G)103を形成するに
は、例えばグロ−放電法、スパツタリング法、或
いはイオンプレ−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
−放電法によつて、a−Ge(Si,H,X)で構成
される第1の層領域(G)103を形成するに
は、基本的にはゲルマニウム原子(Ge)を供給
し得るGe供給用の原料ガスと、必要に応じて、
シリコン原子(Si)を供給し得るSi供給用の原料
ガスと、水素原子(H)導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
部が減圧しに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てある所定の支持体表面
上に層形成すれば良い。ゲルマニウム原子を不均
一に分布させるには含有されるゲルマニウム原子
の分布濃度Cを所望の変化率曲線に従つて制御し
乍らa−Ge(Si,H,X)からなる層を形成させ
れば良い。又、スパツ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
等のガスをベ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ツト、或いは、該ターゲツト
とGeで構成されたターゲツトの二枚を使用して、
又は、SiとGeの混合されたターゲツトを使用し
て、必要に応じて、He,Ar等の稀釈ガスで稀釈
されたGe供給用の原料ガス又はSi供給用の原料
ガスを、必要に応じて、水素原子(H)又は/及
びハロゲン原子(X)導入用のガスをスパツタリ
ング用の堆積室に導入し、所望のガスのプラズマ
雰囲気を形成すると共に、前記Ge供給用の原料
ガス又は/及びSi供給用の原料ガスのガス流量を
所望の変化率曲線に従つて制御し乍ら、前記のタ
ーゲツトをスパツタリングしてやれば良い。
イオンプレ−テイング法の場合には、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
ニウム単結晶ゲルマニウムとを、夫々蒸発源とし
て蒸着ボ−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−ム法(EB法)等
によつて加熱蒸発させ、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、スパツタ
リング法の場合と同様にする事で行うことが出来
る。
本発明において使用されるSi供給用の原料ガス
と成り得る物質としては、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、層作成作業時の取扱い易さ、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供給用の原料ガスと成り得る物質としては、
GeH4,Ge2H6,Ge3H8,Ge4H10,Ge5H12,Ge6
H14,Ge7H16,Ge8H18,Ge9H20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、
GeH4,Ge2H6,Ge3H8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硅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、フツ素、塩素、臭素、
ヨウ素のハロゲンガス、BrF,ClF,ClF3,
BrF5,BrF3,IF3,IF7,ICl,IBr等のハロゲン
間化合物を挙げることが出来る。
ハロゲン原子を含む硅素化合物、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
的には例えばSiF4,Si2F6,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。
この様なハロゲン原子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、Ge供給用の原料ガ
スと共にSiを供給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、所望の支持体上にハ
ロゲン原子を含むa−SiGeから成る第1の層領
域(G)103を形成する事が出来る。
グロ−放電法に従つて、ハロゲン原子を含む第
1の層領域(G)103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
化硅素とGe供給用の原料ガスとなる水素化ゲル
マニウムとAr,H2,He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(G)
103を形成する堆積室に導入し、グロ−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、所望の支持体上に第1の層領域
(G)103を形成し得る物であるが、水素原子
の導入割合の制御を一層容易になる様に計る為に
これ等のガスに更に水素ガス又は水素原子を含む
硅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。
スパツタリング法、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、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
類をスパツ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,SiH2
I2,SiH2Cl2,SiHCl3,SiH2Br2,SiHBr3等のハ
ロゲン置換水素化硅素、及びGeHF3,GeH2F2,
GeH3F1,GeHCl3,GeH2Cl2,GeH3Cl,
GeHBr3,GeH2Br2,GeH3Br,GeHI3,GeH2
I2,GeH3I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、GeF4,GeCl4,GeBr4,GeI4,GeF2,
Gecl2,GeBr2,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(G)103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ハロゲン化物
は、第1の層領域(G)103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。
水素原子を第1の層領域(G)103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等の水素硅素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、GeH4,Ge2H6,Ge3H8,Ge4H10,Ge5
H12,Ge6H14,Ge7H16,Ge8H18,Ge2H20等の水
素化ゲルマニウムとSi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(G)103中に含有され
る水素原子(H)の量又はハロゲン原子(X)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0.01〜40atomic%、より好適に
は0.05〜30atomic%、最適には0.1〜25atomic%
とされるのが望ましい。
第1の層領域(G)103中に含有される水素
原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)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(H)、或いはハロゲン原子(X)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、放電電力を制御してやれば良い。
本発明の光導電部材100に於いては、ゲルマ
ニウム原子の含有されない第2の層領域(S)1
04、必要に応じてゲルマニウム原子の含有され
る第1の層領域(G)103には、伝導性を制御
する物質Cを含有させることにより、該第2の層
領域(S)104及び該層領域(G)104の伝
導特性を所望に従つて任意に制御することが出来
る。
この際、第2の層領域(S)104に含有され
る前記物質Cは、第1の層領域(G)104の全
領域又は一部の層領域に含有されて良いが、いず
れの場合も支持体側の方に多く分布する状態とし
て含有される必要がある。
即ち、第2の層領域(S)104に設けられる
物質Cの含有される層領域(SPN)は、第2の
層領域(S)104の全層領域として設けられる
か又は、第2の層領域(S)104の一部として
支持体側端部層領域(SE)として設けられる。
前者の全層領域として設けられる場合には、その
分布濃度Csが支持体側の方向に向つて、線型的に
又はステツプ状に、或いは曲線的に増大する様に
設けられる。
分布濃度Csが曲線的に増大する場合には、支持
体側に向つて、単調的に増大する様に伝導性を制
御する物質Cを第2の層領域(S)104中に設
けるのが望ましい。
層領域(SPN)を第2の層領域(S)104
中に、その一部として設ける場合には、層領域
(SPN)中に於ける物質Cの分布状態は支持体の
表面と平行な面内方向に於いては均一とされる
が、層厚方向に於いては均一でも不均一でも差支
えない。この場合、層領域(SPN)に於いて、
物質Cが層厚方向に不均一に分布する様に設ける
には、前記の第1の層領域(G)の全層領域に設
ける場合と同様の分布濃度線となる様に設けるの
が望ましい。
第1の層領域(G)103に伝導性を制御する
物質Cを含有させて該物質Cの含有される層領域
(GPN)を設ける場合も第2の層領域(S)10
4に層領域(SPN)を設ける場合と同様に行う
ことが出来る。
本発明に於いては、第1の層領域(G)104
及び第2の層領域(S)104のいずれにも伝導
特性を制御する物質Cを含有させる場合、両層領
域に含有される物質Cは同種でも互いに異種であ
つても良い。
而乍ら、両層領域に同種の伝導性を制御する物
質Cを含有させる場合には、該物質Cの層厚方向
に於ける最大分布濃度が第2の層領域(S)10
4にある、即ち、第2の層領域(S)104の内
部又は、第1の層領域(G)103との界面にあ
る様に設けるのが好ましい。
殊に、前記の最大分布濃度が第1の層領域
(G)103との接触界面又は、該界面近傍に設
けるのが望ましい。
本発明に於いては、上記の様に第一の層()
102中に伝導特性を制御する物質Cを含有させ
て該物質Cを含有する層領域(PN)を、第2の
層領域(S)104の少なくとも一部の層領域を
占める様に、好ましくは、第2の層領域(S)1
04の支持体側端部層領域(SE)として設ける。
層領域(PN)が第1の層領域(G)及び第2
の層領域(S)の両者に跨る様に設けられる場合
には、伝導特性を制御する物質Cの層領域
(GPN)に於ける最大分布濃度CGmaxと、層領域
(SPN)に於ける最大分布濃度CSmaxとの間には
CGmax<CSmaxなる関係式が成立する様に物質
Cが第一の層()102中に含有される。
層領域(PN)に含有される伝導性を制御する
物質C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、Si
又はGeに対して、p型伝導特性を与えるp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、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(硼
素)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)、In(イ
ンジウム)、Tl(タリウム)、等があり、殊に好適
に用いられるのは、B,Gaである。
n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、P(燐)、As(砒
素)、Sb(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。
本発明において、第一の()102中に設け
られる層領域(PN)に含有される伝導特性を制
御する物質Cの含有量は、該層領域(PN)に要
求される伝導特性、或いは該層領域(PN)が直
に接触して設けられる支持体或いは他の層領域と
の接触界面における特性との関係等、有機的関連
性において、適宜選択することが出来る。又、前
記層領域に直に接触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おける特性
との関係も考慮されて、伝導特性を制御する物質
Cの含有量が適宜選択される。
本発明において、層領域(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、
好ましく0.01〜5×104atomic ppm、より好適に
は0.5〜1×104atomic ppm、最適には1〜5×
103atomic ppmとされるのが望ましい。
本発明において、伝導特性を支配する物質Cが
含有される層領域(PN)を第1の層領域(G)
と第2の層領域(S)の接触界面に接して、或い
は層領域(PN)の一部が第1の層領域(G)の
少なくとも一部を占める様にし、且つ層領域
(PN)における該物質Cの含有量を、好ましく
は30atomic ppm以上、より好適には50atomic
ppm以上、最適には100atomic ppm以上とする
ことによつて、例えば該含有させる物質が前記の
p型不純物の場合には、光受容層の自由表面が
極性に帯電処理を受けた際に支持体側から第2の
層領域(S)中へ注入される電子の移動を効果的
に阻止することが出来、又、前記含有させる物質
が前記のn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
から第2の層領域(S)中へ注入される正孔の移
動を効果的に阻止することが出来る。
上記の様な場合には、本発明の前述した基本構
成の下に前記層領域(PN)を除いた部分の層領
域(Z)には、層領域(PN)に含有される伝導
特性を支配する物質の極性とは別の極性の伝導特
性を支配する物質を含有させても良いし、或い
は、同極性の伝導特性を支配する物質を、層領域
(PN)に含有される実際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の含有量として
は、層領域(PN)に含有される前記物質の極性
や含有量に応じて所望に従つて適宜決定されるも
のであるが、好ましくは、0.001〜1000atomic
ppm、より好適には0.05〜500atomic ppm、最適
には0.1〜200atomic ppmとされるのが望ましい。
本発明において、層領域(PN)及び層領域
(Z)に同種の伝導性を支配する物質を含有させ
る場合には、層領域(Z)における含有量として
は、好ましくは、30atomic ppm以下とするのが
望ましい。
上記した場合の他に、本発明においては、第一
の層()102中に、一方の極性を有する伝導
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。つまり、例
えば第一の層()102中に前記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
領域とを直に接触する様に設けて所謂p−n接合
を形成して、空乏層を設けることが出来る。
第11図乃至第24図には、第1の層()1
02中に含有される伝導特性を制御する物質Cの
層厚方向の分布状態の典型的例が示される。
これ等の図に於いて、横軸は物質(G)の層厚
方向の分布濃度CPNを、縦軸は第一の層()1
02の支持体側からの層厚tを示してある。tBは
第1の層領域(G)の支持体側の耐面の位置、tT
は第2の層領域(S)の支持体側とは反対の端面
の位置、tOは、層領域(G)と層領域(S)の接
触界面の位置、をそれぞれ示す。
第11図には、光受容層中に含有される伝導特
性を制御する物質(C)の層厚方向の分布状態の
第1の典型例が示される。
第11図に示される例では、物質(C)は、第
1の層領域(G)103には含有されておらず、
第2の層領域(S)104にのみ濃度C1の一定
分布濃度で含有されている。つまり、第2の層領
域(S)104はt0とt1間の端部層領域に物質
(C)が濃度C1の一定の分布濃度で含有されてい
る。
第12図の例では、第1の層領域(G)103
には、物質(C)は万偏無く含有されてはいる
が、第2の層領域(S)104には物質(C)は
含有されていない。
そして、物質(C)はt0とt2の間の層領域に
は、分布濃度がC2と一定濃度で含有され、t2とtT
の間の層領域にはC2よりは!?かに低い濃度C3の
一定濃度で含有されている。
この様な分布濃度C(PN)で物質Cを光受容層を構
成する層領域(S)に含有させることで第1の層
領域(G)103より第2の層領域(S)104
に注入される電荷の表面方向への移動を効果的に
阻止することが出来ると同時に、光感度及び暗抵
抗の向上を計ることが出来る。
第13図の例では、第1の層領域(G)103
に物質Cが万偏無く含有されているが、t0に於け
る濃度C4より上表面方向に単調的に減少してtTに
於いて濃度0となる様に分布濃度C(PN)が変化して
いる状態で物質(C)が含有されている。第1の
層領域(G)103には物質(C)は含有されて
いない。
第14図及び第15図の例の場合は、物質
(C)が第2の層領域(S)104の下部端部層
領域に偏在的に含有されている例である。即ち、
第14図及び第15図の例の場合は、第2の層領
域(S)104は、物質(C)の含有されている
層領域と、物質(C)の含有されていない層領域
とが、この順で支持体側より積層された層構造を
有する。
第14図と第15図の例の場合に於いて異なる
点は、第14図の場合が分布濃度C(PN)がt0とt3間
に於いてt0の位置での濃度C5よりt3の位置での濃
度0まで単調的に減少しているのに対して、第1
5図の場合は、t0とt4間に於いて、t0の位置での
濃度C6よりt4の位置での濃度0まで線形的に連続
して減少していることである。第14図及び第1
5図の例の場合も、第1の層領域(G)103に
は物質(C)は含有されていない。
第17図乃至第24図の例に於いては、第1の
層領域(G)103及び第2の層領域(S)10
4の両者に伝導性を制御する物質(C)が含有さ
れている場合が示される。
第17図乃至第22図の例の場合は、第2の層
領域(S)104は、物質(C)が含有されてい
る層領域と、物質(C)が含有されていない層領
域が支持体側よりこの順で積層された2層構造を
有しているのが共通している。その中で第17図
乃至第21図の例に於いては、いずれも第1の層
領域(G)103に於ける物質(C)の分布状態
は、第2の層領域(S)104との界面位置t0よ
り支持体側に向つて減少している分布濃度C(PN)の
変化状態を有していることである。
第23図及び第24図の例の場合は、第一の層
()102の全層領域に亘つて層厚方向に物質
(C)が万偏無く含有されている。
加えて第23図の場合は、第1の層領域(G)
103に於いては、tBに於ける濃度C23よりt0に於
ける濃度C22までtBよりt0に向つて線形的に増加
し、第2の層領域(S)104に於いては、t0に
於ける濃度C22よりtTに於ける濃度0までt0よりtT
に向つて単調的に連続して減少している。
第24図の場合は、tBとt13の間の層領域に於い
ては、濃度C24の一定分布濃度で物質(C)が含
有され、t13とtTの間の層領域に於いては、濃度
C25より線形的に減少して、tTにおいて0に至つ
ている。
以上第11図乃至第24図に於いて、第一の層
()102中に於ける伝導性を制御する物質
(C)の分布濃度C(PN)の変化例の代表的な場合を
説明した様に、いずれの例に於いても、物質
(C)の最大分布濃度が第2の層領域(S)10
4に存する様に物質Cが第一の層()102中
に含有される。
本発明に於いてa−Si(H,X)で構成される
第2の層領域(S)104を形成するには前記し
た第1の層領域(G)103形成用の出発物質
()の中より、G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(S)形成
用の出発物質()〕を使用して、第1の層領域
(G)103を形成する場合と同様の方法と条件
に従つて行うことが出来る。
即ち、本発明に於いて、a−Si(H,X)で構
成される第2の層領域(S)104を形成するに
は例えばグロー放電法、スパツタリング法、或い
はイオンプレーテイング法等の放電現象をりよう
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、a−Si(H,X)で構成され
る第2の層領域(S)104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されてある所定の支持表
面上にa−Si(H,X)からなる層を形成させれ
ば良い。又、スパツ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
ガスをベースとした混合ガスの雰囲気中でSiで構
成されたターゲツトをスパツタリングする際、水
素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)導入
用のガスをスパツタ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()1
02を構成する第2の層領域(S)104中に含
有される水素原子(H)の量又はハロゲン原子
(X)の量又は水素原子とハロゲン原子の量和
(H+X)は、好ましくは、1〜40atomic%、よ
り好適には5〜30atomic%、最適には5〜
25atomic%とされるのが望ましい。
第一の層()102を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
原子或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()102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り得るも
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、B2H6,B4H10,B5H9,B5H11,B6H10,
B6H12,B6H14等の水素化硼素、BF3,BCl3,
BBr3等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この
他、AlCl3,GaCl3,Ga(CH3)3,InCl3,TlCl3等
も挙げることが出来る。
第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のは、燐原子導入用とし
ては、PH3,P2H4等の水素化燐、PH4I,PF3,
PF5,PCl3,PCl5,PBr3,PIr5,PI3等のハロゲ
ン化燐が挙げられる。この他、AsH3,AsF3,As
Cl3,AsF5,SbH3,SbF3,SbF5,SbCl3,
SbCl5,BiH3,BiCl3,BiBr3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においては
第一の層()102上に形成される第二の層
()105は自由表面を有し、主に耐湿性、連
続繰返し使用特性、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為に
設けられる。
又、本発明においては、第一の層()102
と第二の層()105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、積層界面において化学的な安定性
の確保が充分成されている。
本発明における第二の層()105は、シリコ
ン原子(Si)と炭素原子(C)と、必要に応じて
水素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)と
を含む非晶質材料(以後、「a−(SixC1-x)y
(H,X)1-y」担し、0<x、y<1、と記す)
で構成される。
a−(SixC1-x)y(H,X)1-yで構成される第
二の層()の形成はグロー放電法、スパツタリ
ング法、イオ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
本投下の負荷程度、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つて適宜選択
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
易であり、シリコン原子と共に炭素原子及びハロ
ゲン原子を、作製する第二の層()105中に
導入するのが容易に行える等の利点からグロー放
電法或いはスパツターリング法が好適に採用され
る。
更に、本発明においては、グロー放電法とスパ
ツターリング法とを同一装置系内で併用して第二
の層()105を形成しても良い。
グロー放電法によつて第二の層()105を
形成するには、a−(SixC1-x)y(H,X)1-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、支持体の設置してある真
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、前記支持体上に既に形成されてある第一の層
()102上にa−(SixC1-x)y(H,X)1-yを
堆積させれば良い。
本発明において、a−(SixC1-x)y(H,X)1-
y形成用の原料ガスとしては、シリコン原子
(Si)、炭素原子(C)、水素原子(H)、ハロゲン
原子(X)、の中の少なくとも1つの構成原子と
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。
Si,C,H,Xの中の1つとしてSiを構成原子
とする原料ガスを使用する場合は、例えばSiを構
成原子とする原料ガスと、C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、C及び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、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,
C及びHの3つを構成原子とする原料ガス又は、
Si,C及びX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C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、SiとXとを構成原子とする原料ガ
スにCを構成原子とする原料ガスを混合して使用
しても良い。
本発明において、第二の層()105中に含
有されるハロゲン原子(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。
本発明において、第二の層()105を形成
するのに有効に使用される原料ガスと成り得るも
のとしては、常温常圧にお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。
本発明において、第二の層()105形成用
の原料ガスとして有効に使用されるものは、Siと
Hとを構成原子とするSiH4、Si2H6、Si3H8、Si4
H10等のシラン(Silane)類等の水素化珪素ガ
ス、CとHとを構成原子とする、例えば炭素数1
〜4の飽和炭化水素、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、ハロゲン単体、ハロゲン化水素、ハロゲン間
化合物、ハロゲン化珪素、ハロゲン置換水素化珪
素、水素化珪素等を挙げる事が出来る。
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(C3
H4)、ブチン(C4H6)、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、IF7、IF5、ICl、IBr、ハロ
ゲン化珪素としてはSiF4、Si2F6、SiCl4、SiCl3
Br、SiCl2Br2、SiClBr3、SiCl3I、SiBr4、ハロ
ゲン置換水素化珪素としては、SiH2F2、SiH2
Cl2、SiHCl3、SiH3Cl、SiH3Br、SiH2Br2、
SiHBr3、水素化珪素としては、SiH4、Si2H8、
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、CF4、CCl4、CBr4、CHF3、
CH2F2、CH3F、CH3Cl、CH3Br、CH3I、C2
H5Cl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。
これ等の第二の層()105形成物質は、形
成される第二の層()105中に、所定の組成
比でシリコン原子、炭素原子及びハロゲン原子と
必要に応じて水素原子とが含有される様に、第二
の層()105の形成の際に所望に従つて選択
されて使用される。
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、SiH2Cl2、SiCl4或い
はSiH3Cl等を所定の混合比にしてガス状態で第
二の層()105形成用の装置内に導入してグ
ロー放電を生起させることによつてa−(Six
C1-x)y(Cl+H)1-yから成る第二の層()1
05を形成することが出来る。
スパツターリング法によつて第二の層()1
05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、
これ等を必要に応じてハロゲン原子又は/及び水
素原子を構成要素として含む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、CとH又は/及び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、必要に応じて水素原子又
は/及びハロゲン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。
C、H及びXの導入用の原料ガスとなる物質とし
ては前述したグロー放電の例で示した第二の層
()105形成用の物質がスパツターリング法
の場合にも有効な物質として使用され得る。
本発明において、第二の層()105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。
本発明における第二の層()105は、その
要求される特性が所望通りに与えられる様に注意
深く形成される。
即ち、Si、C、必要に応じてH又は/及びXを
構成原子とする物質は、その作製条件によつて構
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
電的性質までの間の性質を、各々示すので本発明
においては、目的に応じた所望の特性を有する
a−(SixC1-x)y(H,X)1-yが形成される様に、
所望に従つてその作製条件の選択が厳密に成され
る。例えば、第二の層()105を電気的耐圧
性の向上を主な目的として設けるにはa−(Six
C1-x)y(H,X)1-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。
又、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二の層()105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てある程度の感
度を有する非晶質材料としてa−(SixC1-x)y
(H,X)1-yが作成される。
第一の層()102の表面にa−(SixC1-x)
y(H,X)1-yから成る第二の層()105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、本発明においては、目的とする特性を有する
a−(SixC1-x)y(H,X)1-yが所望通りに作成
され得る様に層作成時の所望体温度が厳密に制御
されるのが望ましい。
本発明における、所望の目的が効果的に達成さ
れる為の第二の層()105の形成法に併せて
適宜最適範囲が選択されて、第二の層()10
5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
℃とされるのが望ましいものである。第二の層
()105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為に、グロー放電法や
スパツ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()105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−(SixC1-x)yX1-y
の特性を左右する重要な因子の1つである。
本発明における目的が達成される為の特性を有
するa−(SixC1-x)yX1-yが生産性良く効果的に
作成される為の放電パワー条件としては好ましく
は10〜300W、より好適には20〜250W、最適には
50〜200Wとされるのが望ましいものである。
堆積室内のガス圧は好ましくは0.01〜1Torr、
より好適には、0.1〜0.5Torr程度とされるのが望
ましい。
本発明においては第二の層()105を作成
する為の支持体温度、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が、これ
等の層作成フアクターは、独立的に別々に決めら
れものではなく、所望特性のa−(SixC1-x)y
(H,X)1-yから成る第二の層()105が形
成される様に相互的有機的関連性に基づいて各層
作成フアクターの最適値が決められのが望まし
い。
本発明の光導電部材における第二の層()1
05に含有される炭素原子の量は、第二の層1
05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()105が形
成される重要な因子である。本発明における第二
の層()105に含有される炭素原子の量は、
第二の層()105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−(SixC1-x)y(H,X)1-
yで示される非晶質材料は、大別すると、シリコ
ン原子と炭素原子しで構成される非晶質材料(以
後、「a−SiaC1-a」と記す。但し、0<a<1)、
シリコン原子と炭素原子と水素原子とで構成され
る非晶質材料(以後、「a−(SibC1−b)cH1-c」
と記す。但し、0<b、c<1)、シリコン原子
と炭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−(Sid
C1-d)e(H,X)1-e」と記す、但し0<d、e<
1)に分類される。
本発明において、第二の層()105がa−
SiaC1-aで構成される場合、第二の層105に
含有される炭素原子の量は好ましくは、1×10-3
〜90atomic%、より好適には1〜80atomic%、
最適には10〜75atomic%とされるのが望ましい
ものである。即ち、先のa−SiaC1-aのaの表示
で行えば、aが好ましくは0.1〜0.99999、より好
適には0.2〜0.99、最適には0.25〜0.9である。
本発明において、第二の層()105がa−
(SibC1-b)cH1-cで構成される場合、第二の層
()105に含有される炭素原子の量は、好ま
しくは1×10-3〜90atomic%とされ、より好ま
しくは1〜90atomic%、最適には10〜80atomic
%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1〜40atomic%、
より好ましくは2〜35atomic%、最適には5〜
30atomic%とされるのが望ましく、これ等の範
囲に水素含有量が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−(SibC1-b)eH1-cの表示で行えば
bが好ましくは0.1〜0.99999、より好適には0.1〜
0.99、最適0.15〜0.9、cが好ましくは0.6〜0.99、
より好適には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105が、a−(SidC1-d)e(H,
X)1-eで構成される場合には、第二の層105
中に含有される炭素原子の含有量としては、好ま
しくは1×10-3〜90atomic%、より好適には1
〜90atomic%、最適には10〜80atomic%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1〜20atomic%、より
好適には1〜18atomic%、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19atomic%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−(SidC1-d)e(H,X)1-eのd、
eの表示で行えば、dが好ましくは0.1〜
0.99999、より好適には0.1〜0.99、最適には0.15
〜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。
本発明における第二の層()105の層厚の
数範囲は、本発明の目的を効果的に達成する為の
重要な因子の1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つて決められる。
又、第二の層()105の層厚は、該層中
に含有される炭素原子の量や第一の層()10
2の層厚との関係においても、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
に従つ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。
本発明における第二の層()105の層厚と
しては、好ましくは0.003〜30μ、より好適には
0.004〜20μ、最適には0.005〜10μ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、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
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
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あれば可能な限り薄くされ
る。而乍ら、この様な場合支持体の製造上及び取
扱て上、機械的強度等の点から、通常は、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概
略について説明する。
第25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た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SiH4ガス(純度99.999%、以下
SiH4/Heと略す。)ボンベ、203はHeで稀釈
されたGeH4ガス(純度99.999%、以下GeH4/
Heと略す。)ボンベ、204はHeで稀釈された
SiF4ガス(純度99.99%、以下SiF4/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、B2H6/Heと略す。)ボンベ、
206はH2ガス(純度99.999%)ボンベである。
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のバルブ222〜22
6、リークバルブ235が閉じられていることを
確認し、又、流入バルブ212〜216、流出バ
ルブ217〜221、補助バルブ232〜233
が開かれていることを確認して、先ずメインバル
ブ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×
10-6torrになつた時点で補助バルブ232,23
3、流出バルブ217〜221を閉じる。
次にシリンダ−状基体237上に光受容層を形
成する場合の1例をあげると、ガスボンベ202
よりSiH4/Heガス、ガスボンベ203より
GeH4/Heガスを、バルブ222,223を夫々
開いて出口圧ゲージ227,228の圧を1Kg/
cm2に調整し、流入バルブ212,213を徐々に
開けて、マスフロコントローラ207,208内
に夫々を流入させる。引き続いて流出バルブ21
7,218、補助バルブ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SiH4/Heガス流量とGeH4/Heガス流量と
の比が所望の値になるように流出バルブ217,
218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
らメインバルブ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させて基体2
37上に第1の層領域(G)103を形成する。
所望の層厚に第1の層領域(G)103が形成さ
れた時点に於いて、流出バルブ218を完全に閉
じること及びガスボンベ205よりB2H6/Heガ
スを前記SiH4/Heガスと同様なバルブ操作によ
り反応室201内に導き所望のドーピング曲線に
したがつてマスフロコントローラ210を制御す
る、又、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つて、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)103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)104を形成
することが出来る。
この様にして、第1の層領域(G)103と第
2の層領域(S)104とで構成された第一の層
()102が基体237上に形成される。
上記の様にして所望層厚に形成された第一の層
()102上に第二の層()105を形成す
るには、第一の層()102の形成の際と同様
なバルブ操作によつて、例えばSiH4ガス、C2H4
ガスの夫々を必要に応じてHe等の稀釈ガスで稀
釈して、所望の条件に従つて、グロー放電を生起
させることによつて成される。
第二の層()105中にハロゲン原子を含有
させるには、例えばSiF4ガスとC2H4ガス、或い
はこれにSiH2ガスを加えて上記と同様にして第
二の層()105を形成することによつて成さ
れる。
夫々の層を形勢する際に必要なガスの流出バル
ブ以外の流出バルブ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、流出バルブ21
7〜221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21
7〜221を閉じ、補助バルブ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必要に応じて行う。
第二の層()105中に含有される炭素原子
の量は例えば、グロー放電による場合はDiH4ガ
スと、C2H4ガスの反応室201内に導入される
流量比を所望に従つて変えるか、或いは、スパツ
ターリングで層形成する場合には、ターゲツトを
形成する際シリコンウエハとグラフアイトウエハ
のスパツタ面積比率を変えるか、又はシリコン粉
末とグラフアイト粉末の混合比率を変えてターゲ
ツトを成型することによつて所望に応じて制御す
ることが出来る。第二の層()105中に含有
されるハロゲン原子(X)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20
1内に導入される際の流量を調整することによつ
て成される。
又、層形成を行つている間は層形成の均一化を
計るため基体237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25図に示した製造装置により、シリンダー
状のAl基体上に第1表に示す条件で電子写真用
像形成部材としての各試料を形成した(第2表参
照)。
第2の層領域(S)の形成の際、B2H6ガス及
びPH3ガスの流量比を予め設計された変化率線に
従つて変化させることによつて、第26図に示す
分布濃度を夫々各試料に就て形成した。
The present invention relates to light (here, light in a broad sense, including ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, X-rays, γ-rays, etc.)
The present invention relates to photoconductive members for electrophotography that are sensitive to electromagnetic waves such as. As a photoconductive material for forming a photoconductive layer in a solid-state imaging device, an electrophotographic image forming member in the image forming field, or a document reading device, it is highly sensitive,
Must have a high signal-to-noise ratio [photocurrent (Ip)/dark current (Id)], have absorption spectral characteristics that match the spectral characteristics of the irradiated electromagnetic waves, have fast photoresponsiveness, and have the desired dark resistance value. At times, solid-state imaging devices are required to have characteristics such as being non-polluting to the human body and being able to easily process afterimages within a predetermined time.
Particularly in the case of an electrophotographic image forming member incorporated into an electrophotographic apparatus used in an office as a business machine, the above-mentioned non-polluting property during use is an important point. Based on these points, amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) is a photoconductive material that has recently attracted attention. As a photographic image forming member, application to a photoelectric conversion reader is described in DE 2933411. However, conventional photoconductive members having a photoconductive layer composed of a-Si have poor electrical, chemical, and photoconductive properties such as dark resistance, photosensitivity, and photoresponsiveness, as well as moisture resistance. The reality is that there is a need to improve overall characteristics in terms of usage environment characteristics and stability over time, and there are areas that can be further improved. For example, when applied to an electrophotographic image forming member, when trying to achieve high photosensitivity and high dark resistance at the same time, in the past, it has often been observed that residual potential remains during use, and this type of When a conductive member is used repeatedly for a long period of time, fatigue accumulates due to repeated use, resulting in the so-called ghost phenomenon that causes afterimages, or when used repeatedly at high speeds, responsiveness gradually decreases. There were many cases where spots appeared. Furthermore, a-Si has a relatively smaller absorption coefficient in the long wavelength region than in the short wavelength region of the visible light region, which makes it difficult to match with semiconductor lasers currently in practical use. However, when the commonly used halogen lamps and fluorescent lamps are used as light sources, there remains room for improvement in that they cannot effectively use light on the long wavelength side. Additionally, if the irradiated light is not absorbed sufficiently in the photoconductive layer and the amount of light reaching the support increases, the support itself will reflect the light that has passed through the photoconductive layer. When the ratio is high, interference due to multiple reflections occurs within the photoconductive layer, which is one of the causes of "blurring" of images. This effect becomes greater as the irradiation spot is made smaller in order to increase the resolution, and is a major problem especially when a semiconductor laser is used as the light source. Furthermore, when the photoconductive layer is composed of a-Si material, hydrogen atoms, halogen atoms such as fluorine atoms, chlorine atoms, etc., and electrically conductive type Boron atoms, neighboring atoms, etc. are included for control purposes, or other atoms are included as constituent atoms in the photoconductive layer for the purpose of improving properties. In this case, problems may arise in the electrical or photoconductive properties of the formed layer. That is, for example, the lifetime of photocarriers generated by light irradiation in the formed photoconductive layer is not sufficient, or the injection of charge from the support side is not sufficiently prevented in dark areas, etc. This often occurs. Therefore, while efforts are being made to improve the properties of the a-Si material itself, it is necessary to take measures to solve all of the above-mentioned problems when designing photoconductive members. The present invention has been made in view of the above points, and includes a
-As a result of intensive research and study on Si from the viewpoint of its applicability and applicability as a photoconductive member used in electrophotographic image forming members, we found that silicon atoms are used as a matrix and hydrogen atoms (H ) or a halogen atom (X), so-called hydrogenated amorphous silicon, halogenated amorphous silicon [hereinafter referred to as "a-Si(H,X)" as a general notation for these] A photoconductive member designed and produced with the layer structure of a photoconductive member composed of [used] and having a photoreceptive layer exhibiting photoconductivity as explained hereinafter is extremely superior in practical use. It not only shows excellent characteristics, but also surpasses conventional photoconductive materials in every respect, especially as a photoconductive material for electrophotography, and has long wavelength characteristics. This is based on the discovery that the absorption spectrum characteristics of the side are excellent. The present invention has stable electrical, chemical, and photoconductive properties at all times, is suitable for all environments with almost no restrictions on usage environments, and has excellent photosensitivity on the long wavelength side and is extremely resistant to light fatigue. The main object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography that has a long lifespan, does not cause any deterioration phenomenon even after repeated use, and has no or almost no residual potential observed. Another object of the present invention is to provide a photoconductive part for electrophotography which has high photosensitivity in the entire visible light range, has excellent matching with semiconductor lasers in particular, and has fast photoresponse. Another object of the present invention is to maintain charge retention during charging processing for electrostatic image formation to such an extent that ordinary electrophotography can be applied very effectively when applied as an image forming member for electrophotography. It is an object of the present invention to provide a photoconductive member for electrophotography that has sufficient performance. Still another object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography that can easily produce high-quality images with high density, clear halftones, and high resolution without image blur. It is to be. Yet another object of the present invention is high photosensitivity,
Another object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography having high signal-to-noise ratio characteristics. A support for a photoconductive member for electrophotography (hereinafter simply referred to as "photoconductive member") of the present invention,
A layer thickness of an amorphous material containing 1 to 10×10 5 atomic ppm of germanium atoms is provided on the support.
A layer in which a first layer region (G) with a thickness of 30 Å to 50 μ and a second layer region (S) with a thickness of 0.5 to 90 μ made of an amorphous material containing silicon atoms are provided in order from the support side. Layer thickness 1 to 100μ indicating the photoconductivity of the composition
The first layer of () and silicon atoms and 1×10 -3 ~
a second layer () with a layer thickness of 0.003 to 30μ made of an amorphous material containing 90 atomic% of carbon atoms;
A substance (C) for controlling conductivity is present in the second layer region (S) with a maximum distribution concentration in the layer thickness direction of 30 atomic ppm or more, and in the second layer region (S). is characterized in that it is contained in a state where it has the maximum value on the side of the support. The photoconductive member of the present invention designed to have the above-described layer structure can solve all of the problems described above, and has extremely excellent electrical, optical, and photoconductive properties. Indicates pressure resistance and usage environment characteristics. In particular, when applied as an image forming member for electrophotography, it is possible to sufficiently prevent interference even when using coherent light, and there is no influence of residual potential on image formation, and the electrical It has stable optical characteristics, high sensitivity, and high signal-to-noise ratio, and has good resistance to light fatigue and repeated use, and has high density, clear halftones, and high resolution. Images can be stably and repeatedly obtained. Further, the photoconductive member of the present invention has high photosensitivity in the entire visible light range, is particularly excellent in matching with semiconductor lasers, and has fast photoresponse. Hereinafter, the photoconductive member of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic structural diagram schematically shown to explain the layer structure of the photoconductive member of the present invention. The photoconductive member 100 shown in FIG.
102 and a second layer () 105, the photoreceptive layer 107 comprises a free surface 1
06 on one end face. The first layer ( ) 102 is made of an amorphous material ( ) containing germanium atoms and, if necessary, at least one of silicon atoms (Si), hydrogen atoms (H), and halogen atoms (X), from the support 101 side. From now on, “a-Ge
(abbreviated as “Si, H, X)”) and a-Si (H, X),
It has a layer structure in which a second layer region (S) 104 having photoconductivity is laminated in order. The first layer ( ) 102 contains a substance C that controls the conduction properties, and the substance C controls the conduction properties of the first layer ( ) 1
In 02, the maximum value of the distribution concentration in the layer thickness direction is in the second layer region (S), and in the second layer region (S), the concentration is more distributed toward the support 101 side. It is contained in a state where The germanium atoms in the first layer region (G) are contained uniformly in the in-plane direction parallel to the surface of the support, but in the layer thickness direction,
It may be uniform or non-uniform. In addition, if the distribution state of germanium atoms in the first layer region (G) 103 is non-uniform in the layer thickness direction, the distribution concentration C in the layer thickness direction may be changed to the support side or the second layer region (G). It is desirable to change it gradually, stepwise, or linearly toward the layer region (S) 104 side. In particular, the distribution state of germanium atoms in the first layer region (G) 103 is such that germanium atoms are continuously distributed in the entire layer region, and the distribution concentration of germanium atoms in the layer thickness direction C, (G) is given a change that decreases from the support side toward the second layer region (S) 104, the first layer region (G)
103 and the second layer region (S) 104, and by extremely increasing the distribution concentration C of germanium atoms at the support side end as described later, the semiconductor laser etc., the light on the longer wavelength side that is hardly absorbed by the second layer region (S) 104 is transferred to the first layer region (G).
103, it is possible to substantially completely absorb and prevent interference due to reflection from the support surface, as well as to prevent reflection at the interface between layer region (G) 103 and layer region (S) 104. can be held down sufficiently. 2 to 10 show typical examples of the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region (G) 103 of the photoconductive member in the present invention in the layer thickness direction. 2 to 10, the horizontal axis represents the distribution concentration (C) of germanium atoms, the vertical axis represents the layer thickness of the first layer region (G) 103, and tB represents the first layer region (G) on the support side. The position of the end face of the layer region (G) 103 is t T
is the first layer region (G) 10 on the side opposite to the support side
The position of the end face of No. 3 is shown. That is, in the first layer region (G) 103 containing germanium atoms, layers are formed from the t B side toward the t T side. FIG. 2 shows a first typical example of the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region (G) 103 in the layer thickness direction. In the example shown in FIG. 2, from the interface position t B where the surface where the first layer region (G) 103 containing germanium atoms is formed and the surface of the first layer region (G) 103 are in contact with each other. Up to the position t 1 , the distribution concentration C of germanium atoms takes a constant value C 1 and is contained in the first layer region (G) 103 where germanium atoms are formed, and from the position t 1 the concentration C 2 , it is gradually and continuously decreased up to the interface position tT . At the interface position tT , the distribution concentration C of germanium atoms is C3 . In the example shown in FIG. 3, the distribution concentration C of the germanium atoms contained is from the position t B to the position t T
A distribution state is formed in which the concentration gradually and continuously decreases from C 4 until reaching C 5 at position t T . In the case of Fig. 4, the distribution concentration C of germanium atoms is constant at a concentration C6 from position t B to position t 2 , and gradually and continuously between position t 2 and position t T. At position t T , the distribution concentration C
is substantially zero (substantially zero here means less than the detection limit amount). In the case of Fig. 5, the distribution concentration C of germanium atoms is gradually decreased continuously from the concentration C 8 from position t B to position t T , and becomes substantially zero at position t T. . In the example shown in FIG. 6, the distribution concentration C of germanium atoms between position t B and position t 3 is as follows:
The concentration C is a constant value of 9 , and at the position t T the concentration
It is said to be C 10 . Between position t3 and position tT , the distribution density C is linearly decreased from position t3 to position tT . In the example shown in FIG. 7, the distribution concentration C takes a constant value of concentration C 11 from position t B to position t 4 ,
From position t4 to position tT , the distribution state is such that the concentration decreases linearly from C12 to C13 . In the example shown in FIG. 8, from position t B to position t T
Up to , the distribution concentration C of germanium atoms decreases linearly from the concentration C 14 to substantially zero. In FIG. 9, the distribution concentration C of germanium atoms from position t B to position t 5 is the concentration C 15
The concentration C is linearly decreased to 16 , and the position t 5
An example is shown in which the concentration C 16 is kept at a constant value between and the position t T . In the example shown in FIG. 10, the distribution concentration C of germanium atoms is a concentration C 17 at the position t B , and is gradually decreased from this concentration C 17 until reaching the position t 6 , and then at t 6 . Near the position, the concentration decreases rapidly and reaches the concentration C18 up to the position t6 . Between position t 6 and position t 7 , the concentration is decreased rapidly at first, then slowly and gradually decreased to reach C 19 at position t 7 , and then between position t 7 and position t 8 Then, it is gradually decreased very slowly to reach the concentration C 20 at position t 8 . Between position t8 and position tT , the concentration is reduced from C20 to substantially zero according to a curve shaped as shown in the figure. As described above with reference to FIGS. 2 to 10, some typical examples of the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region (G) 103 in the layer thickness direction, in the present invention, , on the support side,
The distribution state of germanium atoms is such that the first layer region ( G)1
03. The first layer region (G) 103 constituting the photoreceptive layer constituting the photoconductive member in the present invention preferably contains germanium atoms at a relatively high concentration on the support side as described above. It is desirable to have a localized area A. In the present invention, the localized region A is defined as the interface position by using the symbols shown in FIGS. 2 to 10.
It is desirable that it be provided within 5μ from tB . In the present invention, the localized region A may be the entire layer region L T up to 5 μm thick from the interface position t B , or may be a part of the layer region L T. Whether the localized region (A) is a part or all of the layer region L T is determined as appropriate depending on the characteristics required of the layer to be formed. The localized region A has a distribution state of germanium atoms contained therein in the layer thickness direction, and the maximum distribution concentration C nax of germanium atoms is preferably 1000 atomic ppm or more, more preferably 1000 atomic ppm or more with respect to the sum of the germanium atoms and silicon atoms. is more than 5000 atomic ppm, optimally 1×
It is desirable to form a layer so that a distribution state of 10 4 atomic ppm or more can be achieved. That is, in the present invention, the first layer region (G) 103 containing germanium atoms has the maximum distribution concentration Cmax within 5 μm in layer thickness from the support side (layer region 5 μ thick from t B ). It is preferable that it be formed so that there is. In the present invention, the content of germanium atoms contained in the first layer region (G) 103 is appropriately determined as desired so as to effectively achieve the object of the present invention, but is preferably 1~10×
105 atomie ppm more preferably 100-9.5× 105
aoimic ppm, optimally 500 to 8×10 5 atomic
Preferably in ppm. In the present invention, the layer thickness of the first layer region (G) 103 and the second layer region (S) 104 is one of the important factors for effectively achieving the object of the present invention. Therefore, great care must be taken in designing the photoconductive member so that the photoconductive member formed has sufficient desired properties. In the present invention, the layer thickness T B of the first layer region (G) 103 is preferably 30 Å to 50 μ, more preferably 40 Å to 40 μ, and optimally 50 Å to 30 μ. . Further, the layer thickness T of the second layer region (S) 104 is preferably 0.5 to 90μ, more preferably 1 to 80μ,
The optimum thickness is preferably 2 to 50μ. The sum (T B +T) of the layer thickness T B of the first layer region (G) and the layer thickness T of the second layer region (S) 104 is:
Based on the mutual organic relationship between the characteristics required for both layer regions and the characteristics required for the entire first layer 102, it is determined as desired when designing the layers of the photoconductive member 100. be done. In the photoconductive member 100 of the present invention, the above numerical value range of (T B +T) is preferably 1 to 1.
100μ, more preferably 1-80μ, optimally 2-50μ
It is desirable that this is done. In a more preferred embodiment of the present invention,
The above layer thickness B and layer thickness T are preferably as follows:
When satisfying the relationship T B /T≦1, it is desirable that appropriate numerical values be selected for each. In selecting the numerical values of the layer thickness T B and the layer thickness T in the above case, it is more preferable that T B /T≦0.9,
Optimally, it is desirable that the values of layer thickness T B and layer thickness T be determined so that the relationship T B /T≦0.8 is satisfied. In the present invention, the content of germanium atoms contained in the first layer region (G) is 1×10 5
In the case of atomic ppm or more, the layer thickness T B of the first layer region (G) 103 is desirably as thin as possible, preferably 30μ or less, more preferably 25μ or less, and optimally 20μ. The following is desirable. In the present invention, the first layer region (G) 103 and/or the second layer region (S) constituting the photoreceptive layer
Specifically, the halogen atom (X) contained in 104 as necessary includes fluorine, chlorine, bromine,
Examples include iodine, and particularly preferred are fluorine and chlorine. In the present invention, in order to form the first layer region (G) 103 composed of a-Ge (Si, H, This is done by a vacuum deposition method that utilizes this phenomenon. For example, to form the first layer region (G) 103 made of a-Ge (Si, H, X) by glow discharge method, germanium atoms (Ge) are basically supplied. possible raw material gas for Ge supply and, if necessary,
A source gas for Si supply that can supply silicon atoms (Si) and a source gas for introducing hydrogen atoms (H) or/
and introducing a raw material gas for introducing halogen atoms (X) into the deposition chamber at a desired gas pressure to reduce the internal pressure, thereby generating a glow discharge within the deposition chamber;
The layer may be formed on the surface of a predetermined support that has been placed in advance at a predetermined position. In order to non-uniformly distribute germanium atoms, the distribution concentration C of the contained germanium atoms can be controlled according to a desired rate of change curve, and a layer made of a-Ge (Si, H, X) can be formed. good. In addition, when forming by sputtering method, for example, Si is formed in an atmosphere of an inert gas such as Ar or He or a mixed gas based on these gases.
Using a target composed of Ge, or two targets composed of this target and Ge,
Alternatively, using a mixed target of Si and Ge, if necessary, use a raw material gas for Ge supply or a raw material gas for Si supply diluted with a diluent gas such as He or Ar. , a gas for introducing hydrogen atoms (H) or/and halogen atoms (X) is introduced into the deposition chamber for sputtering to form a plasma atmosphere of the desired gas, and at the same time, a gas for introducing hydrogen atoms (H) or/and halogen atoms (X) is introduced into the deposition chamber for sputtering to form a plasma atmosphere of the desired gas, and at the same time The target may be sputtered while controlling the gas flow rate of the raw material gas for supply according to a desired rate of change curve. In the case of the ion plating method, for example, polycrystalline silicon or single crystal silicon and polycrystalline germanium or single crystal germanium are housed in a deposition boat as evaporation sources, and these evaporation sources are heated using a resistance heating method or an electron beam heating method. It can be carried out in the same manner as in the sputtering method, except that heating and evaporation is performed by a beam method (EB method) or the like, and the flying evaporated material is passed through a desired gas plasma atmosphere. Substances that can be used as raw material gas for supplying Si used in the present invention include SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 ,
Gaseous or gasifiable silicon hydride (silanes) such as Si 4 H 10 can be effectively used, especially because of its ease of handling during layer creation work and good Si supply efficiency. In this respect, SiH 4 and Si 2 H 6 are preferred. Substances that can be used as raw material gas for Ge supply include:
GeH4 , Ge2H6 , Ge3H8 , Ge4H10 , Ge5H12 , Ge6
Germanium hydride in a gaseous state or which can be gasified, such as H 14 , Ge 7 H 16 , Ge 8 H 18 , Ge 9 H 20 , etc., can be mentioned as one that can be effectively used, and in particular, it is easy to handle during layer formation work. In terms of Ge supply efficiency, etc.
Preferred examples include GeH 4 , Ge 2 H 6 and Ge 3 H 8 . Effective raw material gases for introducing halogen atoms used in the present invention include many halogen compounds, such as halogen gases, halides, interhalogen compounds, halogen-substituted silane derivatives, etc. in gaseous or gasified form. Preferred examples include the halogen compounds obtained. Further, a silicon hydride compound containing a halogen atom, which is in a gaseous state or can be gasified and whose constituent elements are a silicon atom and a halogen atom, can also be mentioned as an effective compound in the present invention. Specifically, halogen compounds that can be suitably used in the present invention include fluorine, chlorine, bromine,
Iodine halogen gas, BrF, ClF, ClF 3 ,
Examples include interhalogen compounds such as BrF 5 , BrF 3 , IF 3 , IF 7 , ICl, and IBr. Preferred examples of silicon compounds containing halogen atoms, so-called silane derivatives substituted with halogen atoms, include silicon halides such as SiF 4 , Si 2 F 6 , SiCl 4 , and SiBr 4 . I can do it. When forming the characteristic photoconductive member of the present invention using a glow discharge method using such a silicon compound containing a halogen atom, the material gas that can supply Si together with the material gas for supplying Ge is used. The first layer region (G) 103 made of a-SiGe containing halogen atoms can be formed on a desired support without using silicon hydride gas. When creating the first layer region (G) 103 containing halogen atoms according to the glow discharge method, basically, for example, silicon halide, which serves as a raw material gas for supplying Si, and raw material gas, which supplies Ge. Germanium hydride and gases such as Ar, H 2 , He, etc. are mixed at a predetermined mixing ratio and gas flow rate to form the first layer region (G).
A first layer region (G) 103 is formed on the desired support by introducing the gas into a deposition chamber in which a gas is formed and generating a glow discharge to form a plasma atmosphere of these gases. However, in order to make it easier to control the ratio of hydrogen atoms introduced, a desired amount of hydrogen gas or a silicon compound gas containing hydrogen atoms is further mixed with these gases to form a layer. Also good. Moreover, each gas may be used not only as a single species but also as a mixture of multiple species at a predetermined mixing ratio. In order to introduce halogen atoms into the layer formed by either the sputtering method or the ion plating method, a gas of the above-mentioned halogen compound or a silicon compound containing the above-mentioned halogen atoms is introduced into the deposition chamber. It is sufficient to form a plasma atmosphere of the gas. In addition, when introducing hydrogen atoms, a raw material gas for introducing hydrogen atoms, for example, H 2 or gases such as the above-mentioned silanes and/or germanium hydride, is introduced into the deposition chamber for sputtering. It is sufficient to form a plasma atmosphere of the gases. In the present invention, the above-mentioned halogen compounds or halogen-containing silicon compounds are effectively used as raw material gases for introducing halogen atoms, but in addition, HF, HCl,
Hydrogen halides such as HBr, HI, SiH 2 F 2 , SiH 2
Halogen-substituted silicon hydrides such as I 2 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiH 2 Br 2 , SiHBr 3 , and GeHF 3 , GeH 2 F 2 ,
GeH 3 F 1 , GeHCl 3 , GeH 2 Cl 2 , GeH 3 Cl,
GeHBr 3 , GeH 2 Br 2 , GeH 3 Br, GeHI 3 , GeH 2
Germanium hydrogenated halides such as I 2 , GeH 3 I,
Halides containing hydrogen atoms as one of their constituent elements, such as GeF 4 , GeCl 4 , GeBr 4 , GeI 4 , GeF 2 ,
Germanium halides such as Gecl 2 , GeBr 2 , GeI 2 and other gaseous or gasifiable substances can also be mentioned as useful starting materials for forming the first layer region (G) 103 . Halides containing hydrogen atoms in these substances are hydrogen atoms that are extremely effective for controlling electrical or photoelectric characteristics at the same time as introducing halogen atoms into the layer when forming the first layer region (G) 103. Since halogen is also introduced, it is used as a suitable raw material for halogen introduction in the present invention. In order to structurally introduce hydrogen atoms into the first layer region (G) 103, in addition to the above, H 2 or SiH 4 ,
Germanium or a germanium compound for supplying hydrogen silicon Ge such as Si 2 H 6 , Si 3 H 8 , Si 4 H 10 ,
Or GeH 4 , Ge 2 H 6 , Ge 3 H 8 , Ge 4 H 10 , Ge 5
Germanium hydride such as H 12 , Ge 6 H 14 , Ge 7 H 16 , Ge 8 H 18 , Ge 2 H 20 , etc. and silicon or a silicon compound for supplying Si are made to coexist in a deposition chamber to generate a discharge. It can also be done by causing it to occur. In a preferred example of the present invention, the amount of hydrogen atoms (H) or the amount of halogen atoms (X) contained in the first layer region (G) 103 of the photoconductive member to be formed, or the amount of hydrogen atoms and halogen atoms Sum of quantities (H+
X) is preferably 0.01 to 40 atomic%, more preferably 0.05 to 30 atomic%, optimally 0.1 to 25 atomic%
It is desirable that this is done. In order to control the amount of hydrogen atoms (H) and/or halogen atoms (X) contained in the first layer region (G) 103, for example, the support temperature or/and the amount of hydrogen atoms (H) or halogen atoms can be controlled. What is necessary is to control the amount of the starting material used to incorporate the atoms (X) into the deposition system and the discharge power. In the photoconductive member 100 of the present invention, the second layer region (S) 1 which does not contain germanium atoms
04. If necessary, the first layer region (G) 103 containing germanium atoms may contain a substance C that controls conductivity, thereby improving the second layer region (S) 104 and the layer. The conduction properties of region (G) 104 can be controlled as desired. At this time, the substance C contained in the second layer region (S) 104 may be contained in the entire region or a part of the first layer region (G) 104, but in either case, It needs to be contained in a state where it is distributed more toward the support side. That is, the layer region (SPN) containing the substance C provided in the second layer region (S) 104 is provided as the entire layer region of the second layer region (S) 104, or is provided in the second layer region (S) 104. It is provided as a support side end layer region (SE) as a part of the region (S) 104.
In the former case where it is provided as a full-layer region, it is provided so that its distribution concentration C s increases linearly, stepwise, or curved toward the support side. When the distribution concentration C s increases in a curved manner, it is desirable to provide the substance C that controls the conductivity in the second layer region (S) 104 so that it monotonically increases toward the support side. . layer region (SPN) to second layer region (S) 104
When provided as a part of the support, the distribution state of the substance C in the layer region (SPN) is uniform in the in-plane direction parallel to the surface of the support, but in the layer thickness direction. It does not matter if it is uniform or non-uniform. In this case, in the layer region (SPN),
In order to provide the substance C so as to be distributed non-uniformly in the layer thickness direction, it is desirable to provide the substance C so as to form a distribution concentration line similar to that in the case where the substance C is provided in the entire layer region of the first layer region (G). Even when the first layer region (G) 103 contains a substance C that controls conductivity to provide a layer region (GPN) containing the substance C, the second layer region (S) 10
This can be done in the same way as when providing a layer region (SPN) in 4. In the present invention, the first layer region (G) 104
When both of the second layer region (S) 104 contain a substance C that controls conduction characteristics, the substances C contained in both layer regions may be the same type or different types. However, when both layer regions contain the same kind of substance C that controls conductivity, the maximum distribution concentration of the substance C in the layer thickness direction is equal to 10 in the second layer region (S).
4, that is, inside the second layer region (S) 104 or at the interface with the first layer region (G) 103. In particular, it is desirable that the maximum distribution concentration is provided at or near the contact interface with the first layer region (G) 103. In the present invention, as described above, the first layer ()
Preferably, a layer region (PN) containing a substance C that controls conduction properties is contained in the second layer region (S) 102 and occupies at least a part of the layer region of the second layer region (S) 104. , second layer region (S) 1
It is provided as the support side end layer region (SE) of 04. The layer region (PN) is the first layer region (G) and the second layer region (G).
When the material C is provided so as to straddle both the layer regions (S), the maximum distributed concentration C G max in the layer region (GPN) of the substance C controlling the conduction characteristics and the Between the maximum distribution concentration C S max is
The substance C is contained in the first layer ( ) 102 so that the relational expression C G max<C S max holds true. As the substance C that controls conductivity contained in the layer region (PN), so-called impurities in the semiconductor field can be mentioned, and in the present invention, Si
Alternatively, for Ge, p-type impurities that give p-type conductivity characteristics and n-type impurities that give n-type conductivity characteristics can be mentioned. Specifically, p-type impurities include atoms belonging to a group of the periodic table (group atoms), such as B (boron), Al (aluminum), Ga (gallium), In (indium), and Tl (thallium). , etc., and B and Ga are particularly preferably used. Examples of n-type impurities include atoms belonging to a group of the periodic table (group atoms), such as P (phosphorus), As (arsenic), Sb (antimony), Bi (bismuth), etc.
In particular, P and As are preferably used. In the present invention, the content of the substance C that controls the conduction properties contained in the layer region (PN) provided in the first () 102 is determined by the conduction properties required for the layer region (PN) or The layer region (PN) can be appropriately selected depending on the organic relationship, such as the relationship with the support provided in direct contact with the support or the characteristics at the contact interface with other layer regions. In addition, the content of the substance C that controls the conduction characteristics is determined by taking into consideration the characteristics of other layer regions provided in direct contact with the layer region and the relationship with the characteristics at the contact interface with the other layer regions. is selected as appropriate. In the present invention, the content of the substance C that controls conduction properties contained in the layer region (PN) is as follows:
Preferably 0.01 to 5×10 4 atomic ppm, more preferably 0.5 to 1×10 4 atomic ppm, optimally 1 to 5×
It is desirable to set it to 10 3 atomic ppm. In the present invention, the layer region (PN) containing the substance C that controls conduction properties is referred to as the first layer region (G).
and the second layer region (S), or a part of the layer region (PN) occupies at least a part of the first layer region (G), and in the layer region (PN) The content of the substance C is preferably 30 atomic ppm or more, more preferably 50 atomic ppm or more.
ppm or more, optimally 100 atomic ppm or more, for example, when the substance to be contained is the above-mentioned p-type impurity, when the free surface of the photoreceptive layer is subjected to polar charging treatment, the support side It is possible to effectively prevent the movement of electrons injected into the second layer region (S) from When subjected to polar charging treatment, the movement of holes injected from the support side into the second layer region (S) can be effectively prevented. In the above case, under the above-mentioned basic structure of the present invention, the layer region (Z) excluding the layer region (PN) has a layer region (Z) that controls the conductive properties contained in the layer region (PN). It is also possible to contain a substance that controls conduction properties of a polarity different from that of the substance to be used, or a substance that controls conduction properties of the same polarity may be contained in a smaller amount than the actual amount contained in the layer region (PN). It may also be contained in a much smaller amount. In such a case, the content of the substance controlling the conduction characteristics contained in the layer region (Z) may be determined as desired depending on the polarity and content of the substance contained in the layer region (PN). Therefore, it should be determined appropriately, but preferably 0.001 to 1000 atomic
ppm, more preferably 0.05 to 500 atomic ppm, optimally 0.1 to 200 atomic ppm. In the present invention, when the layer region (PN) and the layer region (Z) contain the same type of substance that controls conductivity, the content in the layer region (Z) is preferably 30 atomic ppm or less. is desirable. In addition to the above-described case, in the present invention, the first layer ( ) 102 includes a layer region containing a substance that controls conductivity having one polarity, and a layer region that controls conductivity having the other polarity. It is also possible to provide a layer region containing a substance in direct contact with a layer region, and to provide a so-called depletion layer in this contact region. That is, for example, the layer region containing the p-type impurity and the layer region containing the n-type impurity are provided in the first layer ( ) 102 so as to be in direct contact with each other to form a so-called p-n junction. Thus, a depletion layer can be provided. 11 to 24, the first layer () 1
A typical example of the distribution state of the substance C contained in 02 in the layer thickness direction that controls the conduction properties is shown. In these figures, the horizontal axis is the distribution concentration CPN of the substance (G) in the layer thickness direction, and the vertical axis is the first layer ()1
The layer thickness t from the support side of 02 is shown. t B is the position of the resistant surface on the support side of the first layer region (G), t T
represents the position of the end surface of the second layer region (S) opposite to the support side, and t O represents the position of the contact interface between the layer region (G) and the layer region (S), respectively. FIG. 11 shows a first typical example of the distribution state of the substance (C) that controls the conduction properties contained in the photoreceptive layer in the layer thickness direction. In the example shown in FIG. 11, the substance (C) is not contained in the first layer region (G) 103,
It is contained only in the second layer region (S) 104 at a constant distribution concentration of C1 . That is, in the second layer region (S) 104, the substance (C) is contained in the end layer region between t 0 and t 1 at a constant distributed concentration of C 1 . In the example of FIG. 12, the first layer region (G) 103
Although the substance (C) is evenly contained in the second layer region (S) 104, the substance (C) is not contained in the second layer region (S) 104. The substance (C) is contained in the layer region between t 0 and t 2 at a constant distribution concentration of C 2 , and between t 2 and t T
In the layer region between them, C3 is contained at a constant concentration, which is much lower than C2 ! By containing the substance C in the layer region (S) constituting the photoreceptive layer at such a distributed concentration C (PN) , the second layer region (S) 104 from the first layer region (G) 103
It is possible to effectively prevent charges injected into the surface from moving toward the surface, and at the same time, it is possible to improve photosensitivity and dark resistance. In the example of FIG. 13, the first layer region (G) 103
The distribution concentration C (PN) is such that the concentration C (PN) monotonically decreases toward the upper surface from the concentration C 4 at t 0 and reaches 0 at t T. Substance (C) is contained in a changed state. The first layer region (G) 103 does not contain the substance (C). In the examples shown in FIGS. 14 and 15, the substance (C) is unevenly contained in the lower end layer region of the second layer region (S) 104. That is,
In the case of the examples shown in FIGS. 14 and 15, the second layer region (S) 104 has a layer region containing the substance (C) and a layer region not containing the substance (C). , has a layered structure in which the layers are stacked in this order from the support side. The difference between the examples in Figures 14 and 15 is that in the case of Figure 14, the distribution concentration C (PN) is greater than the concentration C 5 at position t 0 between t 0 and t 3 . While the concentration decreases monotonically to 0 at the position of t 3 , the concentration at the first
In the case of FIG. 5, between t 0 and t 4 , the concentration decreases linearly and continuously from the concentration C 6 at the t 0 position to the concentration 0 at the t 4 position. Figure 14 and 1
In the case of the example shown in FIG. 5 as well, the first layer region (G) 103 does not contain the substance (C). In the examples shown in FIGS. 17 to 24, the first layer region (G) 103 and the second layer region (S) 10
A case is shown in which both of No. 4 contain a substance (C) that controls conductivity. In the case of the examples shown in FIGS. 17 to 22, the second layer region (S) 104 is supported by a layer region containing the substance (C) and a layer region not containing the substance (C). They commonly have a two-layer structure in which the layers are stacked in this order from the body side. In the examples shown in FIGS. 17 to 21, the distribution state of the substance (C) in the first layer region (G) 103 is different from that in the second layer region (S) 104. The distribution concentration C (PN) decreases from the interface position t 0 toward the support. In the examples shown in FIGS. 23 and 24, the substance (C) is evenly contained in the layer thickness direction over the entire layer region of the first layer ( ) 102. In addition, in the case of FIG. 23, the first layer region (G)
103, the concentration increases linearly from t B to t 0 from C 23 at t B to C 22 at t 0 , and in the second layer region (S) 104. is from the concentration C 22 at t 0 to the concentration 0 at t T from t 0 to t T
It decreases monotonically and continuously towards . In the case of Fig. 24, the layer region between t B and t 13 contains the substance (C) at a constant distribution concentration of C 24 , and the layer region between t 13 and t T contains the substance (C). The concentration
It decreases linearly from C 25 and reaches 0 at t T. In the above, in FIGS. 11 to 24, typical cases of changes in the distribution concentration C (PN) of the substance (C) that controls conductivity in the first layer ( ) 102 have been explained. Similarly, in each example, the maximum distribution concentration of the substance (C) is in the second layer region (S) 10
4, substance C is contained in the first layer () 102. In the present invention, in order to form the second layer region (S) 104 composed of a-Si (H, The first layer region (G) 103 is formed using the starting material [starting material for forming the second layer region (S) ()] excluding the starting material that becomes the raw material gas for supplying G from inside. It can be carried out according to the same method and conditions as in the case of forming. That is, in the present invention, to form the second layer region (S) 104 made of a-Si(H,X), a discharge method such as a glow discharge method, a sputtering method, or an ion plating method is used. It is made by a vacuum deposition method that takes advantage of this phenomenon. For example, in order to form the second layer region (S) 104 made of a-Si (H,
Along with the raw material gas for supply, a raw material gas for introducing hydrogen atoms (H) and/or for introducing halogen atoms (X) as needed is introduced into a deposition chamber whose interior can be reduced in pressure, and What is necessary is to generate a glow discharge and form a layer made of a-Si (H, In addition, when forming by sputtering, hydrogen atoms (H ) or/and a gas for introducing halogen atoms (X) may be introduced into the deposition chamber for sputtering. In the present invention, the first layer () 1 to be formed
The amount of hydrogen atoms (H) or the amount of halogen atoms (X) or the sum of the amounts of hydrogen atoms and halogen atoms (H+X) contained in the second layer region (S) 104 constituting 02 is preferably, 1 to 40 atomic%, more preferably 5 to 30 atomic%, optimally 5 to 30 atomic%
It is desirable to set it to 25 atomic%. In the layer region constituting the first layer () 102,
In order to form a layer region (PN) containing the substance (C) by structurally introducing a substance (C) that controls conduction properties, for example, a group group atom or a group group atom, during layer formation. First, the starting material for introducing the group atom or the starting material for introducing the group atom may be introduced in a gaseous state into the deposition chamber together with other starting materials for forming the first layer ( ) 102 . As a starting material for introducing such group atoms, it is desirable to employ a material that is gaseous at room temperature and pressure, or that can be easily gasified at least under layer-forming conditions. Specifically, starting materials for introducing such group group atoms include B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 9 , B 5 H 11 , B 6 H 10 ,
Boron hydride such as B 6 H 12 , B 6 H 14 , BF 3 , BCl 3 ,
Examples include boron halides such as BBr3 . Other examples include AlCl 3 , GaCl 3 , Ga(CH 3 ) 3 , InCl 3 and TlCl 3 . In the present invention, starting materials for introducing group atoms that are effectively used include hydrogenated phosphorus such as PH 3 , P 2 H 4 , PH 4 I, PF 3 ,
Examples include phosphorus halides such as PF 5 , PCl 3 , PCl 5 , PBr 3 , PIr 5 and PI 3 . In addition, As H 3 , As F 3 , As
Cl3 , AsF5 , SbH3 , SbF3 , SbF5 , SbCl3 ,
SbCl 5 , BiH 3 , BiCl 3 , BiBr 3 and the like can also be mentioned as effective starting materials for the introduction of group atoms. In the photoconductive member 100 shown in FIG. 1, the second layer ( ) 105 formed on the first layer ( ) 102 has a free surface and mainly has moisture resistance, continuous repeated use characteristics, and electrical resistance. This is provided in order to achieve the objectives of the present invention in terms of pressure resistance, usage environment characteristics, and durability. Further, in the present invention, the first layer ( ) 102
Since each of the amorphous materials constituting the first layer and the second layer ( ) 105 has a common constituent element of silicon atoms, chemical stability is sufficiently ensured at the laminated interface. The second layer ( ) 105 in the present invention is an amorphous material ( Hereafter, “a−(Si x C 1-x )y
(H,X) 1-y '', written as 0<x, y<1)
Consists of. The formation of the second layer ( ) composed of a-(Si x C 1-x )y(H,X) 1-y can be performed by glow discharge method, sputtering method, ion plantation method, ion plating method, This is done by an electron beam method or the like. These manufacturing methods are selected and adopted as appropriate depending on factors such as manufacturing conditions, amount of equipment capital investment, manufacturing scale, and desired characteristics of the photoconductive member to be manufactured. It is relatively easy to control the manufacturing conditions for manufacturing a photoconductive member, and it is easy to introduce carbon atoms and halogen atoms together with silicon atoms into the second layer ( ) 105 to be manufactured. Due to their advantages, the glow discharge method or the sputtering method is preferably employed. Furthermore, in the present invention, the second layer ( ) 105 may be formed by using a glow discharge method and a sputtering method in the same apparatus system. To form the second layer ( ) 105 by the glow discharge method, the raw material gas for forming a-(Si x C 1-x )y(H,X) 1-y is diluted as necessary. The mixture is mixed with gas at a predetermined mixing ratio and introduced into a deposition chamber for vacuum deposition where a support is installed, and the introduced gas is
A glow discharge is generated to turn the gas into plasma, and a-(Si x C 1-x )y(H,X) 1-y is applied onto the first layer ( ) 102 already formed on the support. All you have to do is deposit it. In the present invention, a-(Si x C 1-x )y(H,X) 1-
The raw material gas for forming y is a gaseous substance or a gasified substance having at least one constituent atom among silicon atoms (Si), carbon atoms (C), hydrogen atoms (H), and halogen atoms (X). Most of the gasified materials available can be used. When using a raw material gas containing Si as one of Si, C, H, and X, for example, a raw material gas containing Si and a raw material gas containing C, as necessary. Depending on the situation, a raw material gas containing H as a constituent atom and/or a raw material gas containing X as a constituent atom may be mixed at a desired mixing ratio, or a raw material gas containing Si and C and H may be used. The raw material gas containing constituent atoms and/or the raw material gas containing X as constituent atoms are also mixed at a desired mixing ratio, or the raw material gas containing Si and/or X as constituent atoms are mixed, or the raw material gas containing Si and/or
A raw material gas containing three constituent atoms of C and H, or
It is possible to use a mixture of a raw material gas containing the three constituent atoms of Si, C, and X. Alternatively, a raw material gas containing Si and H as constituent atoms may be mixed with a raw material gas containing C as constituent atoms, or a raw material gas containing Si and X as constituent atoms may be mixed with C. Raw material gases serving as constituent atoms may be mixed and used. In the present invention, F, Cl, Br, and I are preferable as the halogen atoms (X) contained in the second layer ( ) 105, and F and Cl are particularly preferable. In the present invention, raw material gases that can be effectively used to form the second layer ( ) 105 include gaseous substances or substances that can be easily gasified at normal temperature and normal pressure. . In the present invention, gases that are effectively used as raw material gases for forming the second layer ( ) 105 include SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 , and Si 4 whose constituent atoms are Si and H.
Silicon hydride gas such as silanes such as H 10 , whose constituent atoms are C and H, for example, carbon number 1
~4 saturated hydrocarbons, ethylene hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms, acetylenic hydrocarbons having 2 to 3 carbon atoms, simple halogens, hydrogen halides, interhalogen compounds, silicon halides, halogen-substituted silicon hydrides, Examples include silicon hydride. Specifically, saturated hydrocarbons include methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), propane (C 3 H 8 ), n
-Butane (n - C4H10 ) , pentane ( C5H12 ), ethylene hydrocarbons include ethylene ( C2H4 ),
Propylene (C 3 H 6 ), 1-butene (C 4 H 8 ), 2-butene (C 4 H 8 ), isobutylene (C 4 H 8 ), pentene (C 5 H 10 ), and acetylenic hydrocarbons. ,
Acetylene (C 2 H 2 ), Methylacetylene (C 3
H 4 ), butyne (C 4 H 6 ), and halogen alone:
Halogen gases such as fluorine, chlorine, bromine, and iodine, and hydrogen halides include FH, HI, HCl, HBr,
Interhalogen compounds include BrF, ClF, ClF 3 ,
ClF 5 , BrF 5 , BrF 3 , IF 7 , IF 5 , ICl, IBr, silicon halides include SiF 4 , Si 2 F 6 , SiCl 4 , SiCl 3
Br, SiCl 2 Br 2 , SiClBr 3 , SiCl 3 I, SiBr 4 , halogen-substituted silicon hydrides include SiH 2 F 2 , SiH 2
Cl2 , SiHCl3 , SiH3Cl , SiH3Br , SiH2Br2 ,
SiHBr 3 , as silicon hydride, SiH 4 , Si 2 H 8 ,
Silanes such as Si 4 H 10 , etc. can be mentioned. In addition to these, CF 4 , CCl 4 , CBr 4 , CHF 3 ,
CH2F2 , CH3F , CH3Cl , CH3Br , CH3I , C2
Halogen-substituted paraffinic hydrocarbons such as H 5 Cl,
Fluorinated sulfur compounds such as SF 4 and SF 6 , Si(CH 3 ) 4 ,
Alkyl silicides such as Si(C 2 H 5 ) 4 and SiCl(CH 3 ) 3 ,
Silane derivatives such as halogen-containing alkyl silicides such as SiCl 2 (CH 3 ) 2 and SiCl 3 CH 3 can also be mentioned as effective. These second layer ( ) 105 forming substances contain silicon atoms, carbon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms as necessary in a predetermined composition ratio in the second layer ( ) 105 to be formed. They are selected and used as desired when forming the second layer ( ) 105, as shown in FIG. For example, Si(CH 3 ) 4 can easily contain silicon atoms, carbon atoms, and hydrogen atoms and can form a layer with desired characteristics, and SiHCl 3 and SiH can contain halogen atoms. A- ( Si _ x
The second layer consisting of C 1-x )y(Cl+H) 1-y ()1
05 can be formed. Second layer ()1 by sputtering method
To form 05, target a single crystal or polycrystalline Si wafer or C wafer or a wafer containing a mixture of Si and C,
These may be performed by sputtering in various gas atmospheres containing halogen atoms and/or hydrogen atoms as constituent elements, if necessary. For example, if a Si wafer is used as a target, the raw material gas for introducing C and H or/and The Si wafer may be sputtered by forming a gas plasma of the above gas. Separately, by using Si and C as separate targets, or by using a single mixed target of Si and C, a gas containing hydrogen atoms and/or halogen atoms can be prepared as necessary. This is done by sputtering in an atmosphere.
As a material serving as a raw material gas for introducing C, H, and can be done. In the present invention, so-called rare gases such as He, Ne, Ar, etc. are preferably used as the diluting gas when forming the second layer ( ) 105 by the glow discharge method or the sputtering method. I can list them. The second layer ( ) 105 in the present invention is carefully formed to provide the desired properties. In other words, substances containing Si, C, and optionally H or/and In the present invention, a- (Si x C 1-x )y(H,X) 1-y is formed,
The preparation conditions are strictly selected according to the desired conditions. For example, in order to provide the second layer ( ) 105 with the main purpose of improving electrical withstand voltage, a-(Si x
C 1-x ) y (H, In addition, when the second layer ( ) 105 is provided with the main purpose of improving the characteristics of continuous repeated use and the characteristics of the usage environment, the degree of electrical insulation described above is relaxed to a certain extent, and it has a certain degree of resistance to the irradiated light. As an amorphous material with sensitivity, a-(Si x C 1-x )y
(H,X) 1-y is created. a-(Si x C 1-x ) on the surface of the first layer ( ) 102
When forming the second layer ( ) 105 consisting of y (H , In the present invention, the temperature of the desired body at the time of layer creation is strictly controlled so that a-(Si x C 1-x )y(H,X) 1-y having the desired properties can be created as desired. It is desirable that In the present invention, an optimal range is selected as appropriate in accordance with the method of forming the second layer (205) in order to effectively achieve the desired purpose, and the second layer (105) is formed.
5 formations are carried out, but preferably 20 to 400
°C, more preferably 50-350 °C, optimally 100-300
It is preferable to set the temperature to ℃. The glow discharge method is used to form the second layer ( ) 105 because it is relatively easy to finely control the composition ratio of atoms constituting the layer and control the layer thickness compared to other methods. However, when forming the second layer ( ) 105 using these layer forming methods, the discharge power during layer formation, as well as the support temperature described above, is advantageous. Created a−(Si x C 1-x )yX 1-y
It is one of the important factors that influences the characteristics of The discharge power conditions for effectively producing a-(Si x C 1-x )yX 1-y with the characteristics for achieving the purpose of the present invention with good productivity are preferably 10 to 300 W; More preferably 20-250W, optimally
It is desirable that the power be 50 to 200W. The gas pressure in the deposition chamber is preferably 0.01 to 1 Torr,
More preferably, it is about 0.1 to 0.5 Torr. In the present invention, the values of the support temperature and discharge power for forming the second layer ( ) 105 are preferably in the ranges described above, but these layer forming factors are determined independently and separately. a−(Si x C 1-x )y of desired characteristics rather than fixed ones
It is desirable that the optimum value of each layer forming factor be determined based on the mutual organic relationship so that the second layer ( ) 105 consisting of (H,X) 1-y is formed. Second layer () 1 in the photoconductive member of the present invention
The amount of carbon atoms contained in 05 is the same as that of the second layer 1
Similar to the conditions for forming 05, this is an important factor in forming the second layer ( ) 105 that provides the desired properties to achieve the object of the present invention. The amount of carbon atoms contained in the second layer () 105 in the present invention is:
It can be determined as desired depending on the type of amorphous material constituting the second layer ( ) 105 and its characteristics. That is, the general formula a-(Si x C 1-x )y(H,X) 1-
The amorphous material indicated by y can be broadly classified as an amorphous material composed of silicon atoms and carbon atoms (hereinafter referred to as "a-SiaC 1-a ", where 0<a<1). ,
An amorphous material composed of silicon atoms, carbon atoms, and hydrogen atoms (hereinafter referred to as "a-(Si b C 1 -b) c H 1-c ")
It is written as However, 0<b, c<1), an amorphous material composed of silicon atoms, carbon atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms as necessary (hereinafter referred to as "a-(Si d
C 1-d ) e (H,X) 1-e '', where 0<d, e<
It is classified as 1). In the present invention, the second layer ( ) 105 is a-
When composed of Si a C 1-a , the amount of carbon atoms contained in the second layer 105 is preferably 1×10 −3
~90 atomic%, more preferably 1-80 atomic%,
Optimally, it is desirable to set it to 10 to 75 atomic%. That is, if expressed as a in a-Si a C 1-a above, a is preferably 0.1 to 0.99999, more preferably 0.2 to 0.99, and optimally 0.25 to 0.9. In the present invention, the second layer ( ) 105 is a-
When composed of (Si b C 1-b )cH 1-c , the amount of carbon atoms contained in the second layer () 105 is preferably 1×10 −3 to 90 atomic%, more preferably is 1 to 90 atomic%, optimally 10 to 80 atomic%
% is preferable. The content of hydrogen atoms is preferably 1 to 40 atomic%,
More preferably 2 to 35 atomic%, optimally 5 to 35 atomic%
It is desirable that the hydrogen content be 30 atomic %, and photoconductive members formed with a hydrogen content in this range are excellent in practical applications and can be sufficiently applied. That is, if expressed as a-(Si b C 1-b ) e H 1-c above, b is preferably 0.1 to 0.99999, more preferably 0.1 to
0.99, optimal 0.15-0.9, c preferably 0.6-0.99,
It is more preferably 0.65 to 0.98, most preferably 0.7 to 0.95. The second layer 105 has a-(Si d C 1-d )e(H,
X) When composed of 1-e , the second layer 105
The content of carbon atoms contained therein is preferably 1×10 -3 to 90 atomic%, more preferably 1
It is desirable that it be ~90 atomic%, optimally 10-80 atomic%. The content of halogen atoms is preferably 1 to 20 atomic%, more preferably 1 to 18 atomic%, and optimally 2 to 20 atomic%.
It is preferable that the halogen atom content be 15 atomic %, and photoconductive members prepared when the halogen atom content is within this range can be sufficiently applied in practice. The content of hydrogen atoms, which may be included as necessary, is preferably 19 atomic % or less, more preferably 13 atomic % or less. That is, d of the previous a-(Si d C 1-d )e(H,X) 1-e ,
If expressed as e, d is preferably 0.1~
0.99999, more preferably 0.1-0.99, optimally 0.15
~0.9, e is preferably 0.8~0.99, more preferably
It is desirable that it be between 0.82 and 0.99, most preferably between 0.85 and 0.98. The number range of the layer thickness of the second layer ( ) 105 in the present invention is one of the important factors for effectively achieving the object of the present invention. In order to effectively achieve the object of the present invention, it can be determined as desired depending on the intended purpose. Further, the layer thickness of the second layer ( ) 105 depends on the amount of carbon atoms contained in the layer and the first layer ( ) 10
The relationship with layer thickness No. 2 also needs to be determined as desired based on the organic relationship depending on the characteristics required for each layer region. In addition, it is desirable to consider the economical aspects including productivity and mass production. The layer thickness of the second layer ( ) 105 in the present invention is preferably 0.003 to 30μ, more preferably
It is desirable that the thickness be 0.004 to 20μ, most preferably 0.005 to 10μ. The support used in the present invention may be electrically conductive or electrically insulating. Examples of the conductive support include NiCr, stainless steel, Al,
Examples include metals such as Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd, and alloys thereof. As the electrically insulating support, films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, glass, ceramic, paper, etc. are usually used. Preferably, at least one surface of these electrically insulating supports is conductively treated, and another layer is preferably provided on the conductively treated surface side. For example, if it is glass, NiCr,
Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt,
Conductivity can be imparted by providing a thin film made of Pd, In 2 O 3 , SnO 2 , ITO (In 2 O 3 +SnO 2 ), etc., or if it is a synthetic resin film such as polyester film, NiCr, Al , Ag, Pb, Zn, Ni,
A thin film of metal such as Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, etc. is provided on the surface by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, etc., or the surface is laminated with the metal, Conductivity is imparted to the surface. The shape of the support may be any shape such as a cylinder, a belt, or a plate, and the shape is determined as desired. For example, the photoconductive member 100 in FIG. If it is used as a forming member, it is preferably in the form of an endless belt or a cylinder in the case of continuous high-speed copying. The thickness of the support is determined appropriately so that a desired photoconductive member is formed, but if flexibility is required as a photoconductive member, the support can sufficiently function as a support. It is made as thin as possible within this range. However, in such cases, the thickness is usually set to 10μ or more in view of manufacturing and handling of the support, mechanical strength, etc. Next, an outline of an example of the method for manufacturing a photoconductive member of the present invention will be explained. FIG. 25 shows an example of a photoconductive member manufacturing apparatus. In the gas cylinders 202 to 206 in the figure, raw material gas for forming the photoconductive member of the present invention is sealed.
SiH4 gas diluted with He (purity 99.999% or less)
Abbreviated as SiH 4 /He. ) cylinder, 203 is GeH 4 gas diluted with He (99.999% purity, hereinafter GeH 4 /
Abbreviated as He. ) cylinder, 204 diluted with He
SiF 4 gas (99.99% purity, hereinafter abbreviated as SiF 4 /He)
cylinder, 205 is a B 2 H 6 gas diluted with He (purity 99.999%, hereinafter abbreviated as B 2 H 6 /He);
206 is a H 2 gas (purity 99.999%) cylinder. In order to flow these gases into the reaction chamber 201, the valves 222 to 22 of the gas cylinders 202 to 206 are used.
6. Check that the leak valve 235 is closed, and also check the inflow valves 212 to 216, the outflow valves 217 to 221, and the auxiliary valves 232 to 233.
After confirming that the main valve 234 is opened, the reaction chamber 201 and each gas pipe are evacuated by opening the main valve 234. Next, the reading on the vacuum gauge 236 is approximately 5×
When the temperature reaches 10 -6 torr, the auxiliary valves 232 and 23
3. Close the outflow valves 217-221. Next, to give an example of forming a light-receiving layer on the cylindrical substrate 237, the gas cylinder 202
From SiH 4 /He gas, gas cylinder 203
Open the valves 222, 223 and increase the pressure of the outlet pressure gauges 227 , 228 to 1 kg/He gas.
cm 2 and gradually open the inflow valves 212 and 213 to flow into the mass flow controllers 207 and 208, respectively. Subsequently, the outflow valve 21
7, 218, the auxiliary valve 232 is gradually opened to allow each gas to flow into the reaction chamber 201. At this time, the outflow valve 217 ,
218 and the opening of the main valve 234 while checking the reading on the vacuum gauge 236 so that the pressure inside the reaction chamber 201 reaches the desired value. Then, the temperature of the base 237 is raised to 50°C by the heating heater 238.
After confirming that the temperature is set in the range of ~400°C, the power source 240 is set to the desired power to generate glow discharge in the reaction chamber 201 and the substrate 2 is heated.
A first layer region (G) 103 is formed on the layer 37.
At the time when the first layer region (G) 103 is formed to a desired layer thickness, the outflow valve 218 is completely closed and the B 2 H 6 /He gas is mixed with the SiH 4 /He gas from the gas cylinder 205. Following the same conditions and procedures, except for controlling the mass flow controller 210 according to the desired doping curve by guiding the material into the reaction chamber 201 by the same valve operation, and changing the discharge conditions as necessary. By maintaining the glow discharge for a desired period of time, a second layer region (S) 104 substantially free of germanium atoms can be formed on the first layer region (G) 103. In this way, the first layer ( ) 102 composed of the first layer region (G) 103 and the second layer region (S) 104 is formed on the base body 237. To form the second layer ( ) 105 on the first layer ( ) 102 formed to the desired thickness as described above, the same valve operation as in the formation of the first layer ( ) 102 is performed. For example, SiH 4 gas, C 2 H 4
This is accomplished by diluting each of the gases with a diluent gas such as He as necessary to generate glow discharge according to desired conditions. In order to contain halogen atoms in the second layer ( ) 105, for example, SiF 4 gas and C 2 H 4 gas, or by adding SiH 2 gas thereto, form the second layer ( ) 105 in the same manner as above. It is done by forming. Needless to say, all the outflow valves other than those required for forming each layer are closed, and when forming each layer, the gas used to form the previous layer is not allowed to flow out of the reaction chamber 201. valve 21
In order to avoid gas remaining in the gas piping leading from 7 to 221 into the reaction chamber 201, the outflow valve 21
7 to 221, open the auxiliary valves 232 and 233, and fully open the main valve 234 to temporarily evacuate the system to a high vacuum, as necessary. The amount of carbon atoms contained in the second layer ( ) 105 is determined by, for example, adjusting the flow rate ratio of DiH 4 gas and C 2 H 4 gas introduced into the reaction chamber 201 in the case of glow discharge. Alternatively, when forming a layer by sputtering, change the sputter area ratio of the silicon wafer and graphite wafer when forming the target, or change the mixing ratio of silicon powder and graphite powder to form the target. By molding, it can be controlled as desired. The amount of halogen atoms (X) contained in the second layer ( ) 105 is determined by the amount of halogen atoms (X) contained in the reaction chamber 20 when the raw material gas for introducing halogen atoms, for example SiF 4 gas
This is done by adjusting the flow rate when introduced into the 1. Further, during layer formation, it is desirable that the base body 237 be rotated at a constant speed by a motor 239 in order to ensure uniform layer formation. Examples will be described below. Example 1 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 25, each sample as an electrophotographic image forming member was formed on a cylindrical Al substrate under the conditions shown in Table 1 (see Table 2). When forming the second layer region (S), by changing the flow rate ratio of B 2 H 6 gas and PH 3 gas according to a pre-designed change rate line, the distributed concentration shown in FIG. were formed for each sample.
【表】
こうして得られた各試料を、帯電露光実験装置
に設置し5.0kV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、2lux・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
ヤリアーを含む)を各試料の光受容層表面をカス
ケ−ドすることによつて、光受容層表面上に良好
なトナ−画像を得た。光受容層上のトナ−画像
を、5.0kVのコロナ帯電で転写紙上に転写した
所、各試料ともに解像力に優れ、階調再現法のよ
い鮮明な高濃度の画像が得られた。
上記に於いて、光源をタングステンランプの代
わりに810nmのGaAs系半導体レーザ(10mW)
を用いて、静電像の形成を行つた以外は、上記と
同様にして、各試料に就いてトナ−転写画像の画
質評価を行つたところ、各試料とも解像力に優
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 2
第25図に示した製造装置により、シリンダー
状のAl基体上に第3表に示す条件で電子写真用
像形成部材としての各試料を形成した(第4表参
照)。
第1の層領域(G)及び第2の層領域(S)の
形成の際にB2H6ガス及びPH3ガスの流量比を予
め設計された変化率線に従つて変化させることに
よつて、第27図に示す分布濃度を夫々、各試料
に就て形成した。
これ等の試料の夫々に就て、実施例1と同様の
画像評価テストを行つたところ、いずれの試料も
高品質のトナ−転写画像を与えた、又、各試料に
就て38℃、80%RHの環境に於いて20万回の繰返
し使用テストを行つたところ、いずれの試料も画
像品質の低下は見られなかつた。[Table] Each sample thus obtained was placed in a charging exposure experimental device and corona charged at 5.0 kV for 0.3 seconds.
A light image was immediately irradiated. The optical image was generated using a tungsten lamp light source, and a light intensity of 2 lux·sec was irradiated through a transmission type test chart. Immediately thereafter, a good toner image was obtained on the photoreceptive layer surface by cascading a charged developer (including toner and carrier) over the photoreceptive layer surface of each sample. When the toner image on the photoreceptive layer was transferred onto transfer paper by corona charging at 5.0 kV, each sample had excellent resolution and a clear, high-density image with good gradation reproduction was obtained. In the above, the light source is an 810nm GaAs semiconductor laser (10mW) instead of a tungsten lamp.
The image quality of the toner-transferred image was evaluated for each sample in the same manner as above, except that the electrostatic image was formed using Good, clear, high-quality images were obtained. Example 2 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 25, each sample as an electrophotographic image forming member was formed on a cylindrical Al substrate under the conditions shown in Table 3 (see Table 4). By changing the flow rate ratio of B 2 H 6 gas and PH 3 gas according to a pre-designed rate of change line when forming the first layer region (G) and the second layer region (S). Then, the distribution concentration shown in FIG. 27 was formed for each sample. When each of these samples was subjected to image evaluation tests similar to those in Example 1, all samples gave high-quality toner-transfer images. When tested 200,000 times in a %RH environment, no deterioration in image quality was observed for any of the samples.
【表】
実施例 3
第25図に示した製造装置により、シリンダー
状のAl基体上に第5表に示す条件で電子写真用
像形成部材としての試料(試料No.31−1〜37−
12)を夫々作成した(第6表)。
各試料に於けるゲルマニウム原子の含有分布濃
度は第28図に、又、不純物原子の含有分布濃度
は第26及び第27図に示される。
これ等の試料の夫々に就て、実施例1と同様の
画像評価テストを行つたところ、いずれの試料も
高品質のトナ−転写画像を与えた。又、各試料に
就て38℃、80%RHの環境に於いて20万回の繰返
し使用テストを行つたところ、いずれの試料も画
像品質の低下は見られなかつた。
実施例 4
第二の層()105の作成条件を第7表に示
す各条件にした以外は、実施例1の試料No.1−
1,1−2,1−3と同様の条件と手順に従つて
第8表に示す電子写真用像形成部材の夫々(試料
No.1−1−1〜1−1−8、2−1−1〜2−1
−8、3−1−1〜3−1−8の24個の試料)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、各実施例に記載
したのと同様の条件によつて、各実施例に対応し
た電子写真用像形成部材の夫々について、転写画
像の総合画質評価と繰り返し連続使用による耐久
性の評価を行つた。
各試料の転写画像の総合画質評価と、繰り返し
連続使用による耐久性の評価の結果を第8表に示
す。
実施例 5
第二の層()105の形成時、シリコンウエ
ハとグラフアイトのターゲツト面積比を変えて、
第二の層()105におけるシリコン原子と炭
素原子の含有量比を変化させる以外は、実施例2
の試料No.2−1と全く同様な方法によつて像形成
部材の夫々を作成した。こうして得られた像形成
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5万回繰り返
した後、画像評価を行つたところ第9表の如き結
果を得た。
実施例 6
第二の層()105の層の形成時、SiH4ガ
スとC2H4ガスの流量比を変えて、第二の層()
105におけるシリコン原子と炭素原子の含有量
比を変化させる以外は実施例2の試料No.2−1と
全く同様な方法によつ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
繰り返した後、画像評価を行つたところ、第10表
の如き結果を得た。
実施例 7
第二の層()105の層の形成時、SiH4ガ
ス、SiF4ガス、C2H4ガスの流量比を変えて、第
二の層()105におけるシリコン原子と炭素
原子の含有量比を変化させる以外は、実施例3の
試料No.31−1と全く同様な方法によつて像形成部
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5万回繰り返した後、画像
評価を行つたところ第11表の如き結果を得た。
実施例 8
第二の層()105の層厚を変える以外は、
実施例3の試料No.31−1と全く同様な方法によつ
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、クリーニングの工程を繰り
返し第12表の結果を得た。[Table] Example 3 Samples (sample Nos. 31-1 to 37-
12) respectively (Table 6). The concentration distribution of germanium atoms in each sample is shown in FIG. 28, and the distribution concentration of impurity atoms in each sample is shown in FIGS. 26 and 27. When each of these samples was subjected to image evaluation tests similar to those in Example 1, all samples provided high quality toner-transfer images. Furthermore, when each sample was tested for repeated use 200,000 times in an environment of 38°C and 80% RH, no deterioration in image quality was observed in any of the samples. Example 4 Sample No. 1- of Example 1 except that the conditions for creating the second layer ( ) 105 were as shown in Table 7.
Each of the electrophotographic imaging members shown in Table 8 (sample
No.1-1-1 to 1-1-8, 2-1-1 to 2-1
-8, 24 samples from 3-1-1 to 3-1-8) were created. Each of the electrophotographic image forming members thus obtained was individually installed in a copying machine, and the electrophotographic image forming members corresponding to each example were prepared under the same conditions as described in each example. For each, the overall image quality of the transferred image was evaluated and the durability was evaluated through repeated and continuous use. Table 8 shows the results of the overall image quality evaluation of the transferred image of each sample and the durability evaluation after repeated and continuous use. Example 5 When forming the second layer ( ) 105, the target area ratio of silicon wafer and graphite was changed,
Example 2 except that the content ratio of silicon atoms and carbon atoms in the second layer ( ) 105 was changed.
Each of the image forming members was prepared in exactly the same manner as Sample No. 2-1. After repeating the steps of image formation, development, and cleaning approximately 50,000 times as described in Example 1 for each of the image forming members thus obtained, image evaluation was performed, and the results shown in Table 9 were obtained. Ta. Example 6 When forming the second layer () 105, the flow rate ratio of SiH 4 gas and C 2 H 4 gas was changed to form the second layer () 105.
Each of the image forming members was prepared in exactly the same manner as Sample No. 2-1 of Example 2, except that the content ratio of silicon atoms to carbon atoms in Sample No. 105 was changed. For each of the image forming members thus obtained, the steps up to transfer were repeated approximately 50,000 times using the method described in Example 1, and then image evaluation was performed, and the results shown in Table 10 were obtained. Example 7 When forming the second layer ( ) 105, the flow rate ratio of SiH 4 gas, SiF 4 gas, and C 2 H 4 gas was changed to increase the concentration of silicon atoms and carbon atoms in the second layer ( ) 105. Each of the image forming members was prepared in exactly the same manner as Sample No. 31-1 of Example 3, except that the content ratio was changed. After repeating the image forming, developing and cleaning steps as described in Example 1 approximately 50,000 times for each of the image forming members thus obtained, image evaluation was performed and the results shown in Table 11 were obtained. Example 8 Except for changing the layer thickness of the second layer ( ) 105,
Each of the image forming members was prepared in exactly the same manner as Sample No. 31-1 of Example 3. The image forming, developing and cleaning steps as described in Example 1 were repeated to obtain the results shown in Table 12.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】
評価基準:◎…優良
○…良好
[Table] Evaluation criteria: ◎…Excellent
○…Good
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】
以上の本発明の実施例にお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℃
ゲルマニウム原子(Ge)非含有層
……約250℃
放電周波数:13.56MHz
反応時反応室内圧:0.3Torr[Table] Common layer forming conditions in the above embodiments of the present invention are shown below. Substrate temperature: germanium atom (Ge) containing layer
...About 200℃ Germanium atom (Ge)-free layer
...Approx. 250℃ Discharge frequency: 13.56MHz Reaction chamber pressure during reaction: 0.3Torr
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図乃至第10図は
夫々層領域(G)中のゲルマニウム原子の分布状
態を説明する為の説明図、第11図乃至第24図
は、夫々、第一の層()中の不純物原子の分布
状態を説明する為の説明図、第25図は本発明で
使用された装置の模式的説明図で第26図乃至第
28図は夫々本発明の実施例に於ける各原子の分
布状態を示す説明図である。
100……光導電部材、101……支持体、1
02……第一の層()、105……第二の層
()、107……光受容層。
FIG. 1 is a schematic layer structure diagram for explaining the layer structure of the photoconductive member of the present invention, and FIGS. 2 to 10 are for explaining the distribution state of germanium atoms in the layer region (G), respectively. FIGS. 11 to 24 are explanatory diagrams for explaining the distribution state of impurity atoms in the first layer (), and FIG. 25 is a schematic diagram of the device used in the present invention. FIGS. 26 to 28 are explanatory diagrams each showing the distribution state of each atom in the embodiment of the present invention. 100...Photoconductive member, 101...Support, 1
02...First layer (), 105...Second layer (), 107...Photoreceptive layer.
Claims (1)
体上に、1〜10×105atomic ppmのゲルマニウ
ム原子を含む非晶質材料で構成された層厚30〓〜
50μの第1の層領域(G)及びシリコン原子を含
む非晶質材料で構成された層厚0.5〜90μの第2の
層領域(S)とが前記支持体側より順に設けられ
た層構成の光導電性を示す層厚1〜100μの第一
の層()とシリコン原子と1×10-3〜
90atomic%の炭素原子とを含む非晶質材料で構
成された層厚0.003〜30μの第二の層()とから
成る光受容層とを有し、前記第一の層()は、
伝導性を制御する物質(C)を、層厚方向の分布
濃度の最大値が30atomic ppm以上で前記第2の
層領域(S)中にあり且つ前記第2の層領域
(S)に於いては、前記支持体側の方に前記最大
値を有する状態で含有していることを特徴とする
電子写真用光導電部材。 2 第1の層領域(G)中にシリコン原子が含有
されてい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 第1の層領域(G)中に於けるゲルマニウム
原子の分布状態が層厚方向に不均一である特許請
求の範囲第1項に記載の電子写真用光導電部材。 4 第1の層領域(G)中に於けるゲルマニウム
原子の分布状態が層厚方向に均一である特許請求
の範囲第1項に記載の電子写真用光導電部材。 5 第1の層領域(G)及び第2の層領域(S)
の少なくともいずれか一方に水素原子が含有され
てい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。 6 第1の層領域(G)及び第2の層領域(S)
の少なくともいずれか一方にハロゲン原子が含有
されている特許請求の範囲第1項及び第5項に記
載の電子写真用光導電部材。 7 第1の層領域(G)中におけるゲルマニウム
原子の分布状態が前記支持体側の方に多く分布す
る分布状態である特許請求の範囲第2項に記載の
電子写真用光導電部材。 8 伝導性を支配する物質(C)が周期律表第
族に属する原子であ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。 9 伝導性を支配する物質(C)が周期律表第
族に属する原子であ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。[Scope of Claims] 1. A support for a photoconductive member for electrophotography, and a layer having a thickness of 30 mm on the support, comprising an amorphous material containing germanium atoms in an amount of 1 to 10×10 5 atomic ppm. ~
A layer structure in which a first layer region (G) with a thickness of 50μ and a second layer region (S) with a layer thickness of 0.5 to 90μ made of an amorphous material containing silicon atoms are provided in order from the support side. A first layer () exhibiting photoconductivity with a thickness of 1 to 100μ, silicon atoms and 1×10 -3 to
a second layer () with a layer thickness of 0.003 to 30μ made of an amorphous material containing 90 atomic% of carbon atoms;
A substance (C) for controlling conductivity is present in the second layer region (S) with a maximum distribution concentration in the layer thickness direction of 30 atomic ppm or more, and in the second layer region (S). A photoconductive member for electrophotography, characterized in that the above-described maximum value is contained on the side of the support. 2. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the first layer region (G) contains silicon atoms. 3. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the distribution state of germanium atoms in the first layer region (G) is non-uniform in the layer thickness direction. 4. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the distribution state of germanium atoms in the first layer region (G) is uniform in the layer thickness direction. 5 First layer region (G) and second layer region (S)
The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein at least one of the above contains a hydrogen atom. 6 First layer region (G) and second layer region (S)
The photoconductive member for electrophotography according to claims 1 and 5, wherein at least one of the halogen atoms contains a halogen atom. 7. The photoconductive member for electrophotography according to claim 2, wherein the distribution state of germanium atoms in the first layer region (G) is such that more germanium atoms are distributed toward the support side. 8. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the substance (C) that controls conductivity is an atom belonging to Group 3 of the periodic table. 9. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the substance (C) that controls conductivity is an atom belonging to Group 3 of the periodic table.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58240022A JPS60131540A (en) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | Photoconductive member |
| US06/643,441 US4609604A (en) | 1983-08-26 | 1984-08-23 | Photoconductive member having a germanium silicon photoconductor |
| FR848413190A FR2551229B1 (en) | 1983-08-26 | 1984-08-24 | PHOTOCONDUCTIVE ELEMENT FOR ELECTROPHOTOGRAPHY |
| DE3431450A DE3431450A1 (en) | 1983-08-26 | 1984-08-27 | PHOTO-CONDUCTIVE RECORDING MATERIAL |
| GB08421686A GB2148019B (en) | 1983-08-26 | 1984-08-28 | Photoconductive member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58240022A JPS60131540A (en) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | Photoconductive member |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60131540A JPS60131540A (en) | 1985-07-13 |
| JPH0462071B2 true JPH0462071B2 (en) | 1992-10-05 |
Family
ID=17053297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58240022A Granted JPS60131540A (en) | 1983-08-26 | 1983-12-20 | Photoconductive member |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60131540A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62186268A (en) * | 1986-02-13 | 1987-08-14 | Canon Inc | Light receptive member |
| JPH087449B2 (en) * | 1986-12-18 | 1996-01-29 | 京セラ株式会社 | Manufacturing method of electrophotographic photoreceptor |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58171053A (en) * | 1982-03-31 | 1983-10-07 | Minolta Camera Co Ltd | Photoreceptor |
-
1983
- 1983-12-20 JP JP58240022A patent/JPS60131540A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60131540A (en) | 1985-07-13 |