JPH0548466B2 - - Google Patents
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- JPH0548466B2 JPH0548466B2 JP58243347A JP24334783A JPH0548466B2 JP H0548466 B2 JPH0548466 B2 JP H0548466B2 JP 58243347 A JP58243347 A JP 58243347A JP 24334783 A JP24334783 A JP 24334783A JP H0548466 B2 JPH0548466 B2 JP H0548466B2
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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- 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線を指す)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害性は重要な点で
ある。
この様な点に立脚して最近注目されている光導
電材料にアモルフアスシリコン(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
材への応用が、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、光学的、光導電的特性、及び耐湿
性等の使用環境特性の点、更には経時的安定性の
点において、結合的な特性向上を図るには更に改
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、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、または、通
常使用されているハロゲンランプや螢光灯を光源
とする場合に長波長側の光を有効に使用し得ない
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
や燐原子等、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、或いは
ハロゲン含有水素化アモルフアスシリコン〔以後
これ等の総称的表記として「a−Si(H,X)」を
使用する〕から構成され、光導電性を示す光受容
層を有する光導電部材であつて層構成を以後に説
明される様に特定化して設計され作成された光導
電部材は、実用上著しく優れた特性を示すばかり
でなく、従来の光導電部材をあらゆる点において
浚駕していること、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
ることを見出したことに基いている。
本発明は電気的、光学的、光導電的特性が常時
安定していて、殆んど使用環境に制限を受けない
全環境型であり、長波長側の光感度特性に優れる
と共に耐光疲労に著しく長け、繰返し使用に際し
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材を提
供することである。
本発明の他の目的は、電子写真用の像形成部材
として使用した場合、通常の電子写真法が極めて
有効に適用され得る程度に、静電像形成の為の帯
電処理の際の電荷保持能が充分ある電子写真用光
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は(以下単に
「光導電部材」と称する)は、電子写真用光導電
部材用の支持体と、該支持体上に、1〜10×105
atomic 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の層領域(G)
と、シリコン原子を含む(ゲルマニウム原子を含
まない)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〜
60atomic%の窒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、0.001〜
50atomic%の酸素原子を含有すると共に、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事を特徴とする。
上記した様な層構成を取る様にして設計された
本発明の光導電部材は、前記した諸問題の総てを
解決し得、極めて優れた電気的、光学的、光導電
的特性、電気的耐圧性及び使用環境特性を示す。
殊に、電子写真用像形成部材として適用した場
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(G)103と、a−Si(H,X)で構成
され光導電層を有する第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、酸素原子を含有する
と共に、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()102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)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)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)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が支持体側より第2の層領域
(S)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)と第2の層領域
(S)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)では殆んど吸収し切れない長波長側の光を、
第1の層領域(G)に於いて実質的に完全に吸収
することが出来、支持体面からの反射による干渉
を防止することが出来ると共に、第1の層領域
(G)と第2の層領域(S)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、本発明における光導
電部材の第1の層領域(G)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)の層厚を示し、tBは支持体側の第1の層領
域(G)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)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)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)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)が形成される表面
と該第1の層領域(G)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)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、徐々に
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される。位置t3と位置tTとの間では、分布濃度
Cは一次関数的に位置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)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は支持体側の
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)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第一の層
()を構成する第1の層領域(G)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Cmax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。
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)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。
本発明において、第1の層領域(G)中に含有
されるゲルマニウム原子の含有量は、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1〜10×105atomic
ppm、より好ましくは100〜9.5×105atomic
ppm、最適には500〜8×105atomic ppmとされ
る。
本発明に於いて第1の層領域(G)と第2の層
領域(S)との層厚は、本発明の目的を効果的に
達成させる為の重要な因子の1つであるので、形
成される光導電部材に所望の特性が充分与えられ
る様に、光導電部材の設計の際に充分なる注意が
払われる必要がある。
本発明に於いて、第1の層領域(G)の層厚
TBは、好ましくは30Å〜50μ、より好ましくは40
Å〜40μ、最適には50Å〜30μとされる。
又、第2の層領域(S)の層厚Tは、好ましく
は0.5〜90μ、より好ましくは1〜80μ、最適には
2〜50μとされる。
第1の層領域(G)の層厚TBと第2の層領域
(S)の層厚Tの和(TB+T)は、両層領域に要
求される特性と光受容層全体に要求される特性と
の相互間の有機的関連性に基いて、光導電部材の
層設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に於いては、上記の(TB
+T)の数値範囲は、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。
本発明のより好ましい実施態様例に於いては、
上記の層厚TB及び層厚Tとしては、好ましくは
TB/T≦1なる関係を満足する様に、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。
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)の層厚TB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。
本発明において、第一の層()を構成する第
1の層領域(G)又は/及び第2の層領域(S)
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)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利用する真空
堆積法によつて成される。例えば、グロー放電法
によつて、a−Ge(Si,H,X)で構成される第
1の層領域(G)を形成するには、基本的にはゲ
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、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、内部が減圧にし得る
堆積室内に所望のガス圧状態で導入して、該堆積
室内にグロー放電を生起させ、予め所定位置に設
置され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。
イオンプレー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
ニウム又は単結晶ゲルマニウムとを、夫々蒸発源
として蒸着ボートに収容し、この蒸発源を抵抗加
熱法、或いはエレクトロンビーム法(EB法)等
によつて加熱蒸発させ、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
とな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な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、ハロゲンで置換された
シラン誘導体等のガス状態の又はガス化し得るハ
ロゲン化合物が好ましく挙げられる。
又、更には、シリコン原子とハロゲン原子とを
構成要素とするガス状態の又はガス化し得るハロ
ゲン原子を含む水素化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)を形成する事が出来る。
グロー放電法に従つて、ハロゲン原子を含む第
1の層領域(G)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)を形成す
る堆積室に導入し、グロー放電を生起してこれ等
のガス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)を形成
し得るものであるが、水素原子の導入割合の制御
を一層容易になる様に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。
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。
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,
GeH3F,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)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)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)中に構造的に導
入するには、上記の他にH2、或いはSiH4,Si2
H6,Si3H8,Si4H10等の水素化硅素をGeを供給
する為のゲルマニウム又はゲルマニウム化合物
と、或いは、GeH4,Ge2H6,Ge3H8,Ge4H10,
Ge5H12,Ge6H14,Ge7H16,Ge8H18,Ge9H20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)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〜
30atomi%、最適には0.1〜25atomic%とされる。
第1の層領域(G)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、放電々力等を制御してやれば良い。
本発明の光導電部材に於いては、ゲルマニウム
原子の含有されない第2の層領域(S)、ゲルマ
ニウム原子の含有される第1の層領域(G)には
伝導特性を制御する物質(C)を含有させること
により、該第2の層領域(S)及び該第1の層領
域(G)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)に含有される前記
物質(C)は、第1の層領域(G)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)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)の全層領域として設けら
れるか又は、第2の層領域(S)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C(S)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C(S)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)中に
設けるのが望ましい。
層領域(SPN)を第2の層領域(S)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)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)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)及び第
2の層領域(S)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)にある、即ち、第2の層領域(S)
の内部又は、第1の層領域(G)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)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()
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)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)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C(G)maxと、
層領域(SPN)に於ける最大分布濃度C(S)
maxとの間には、C(G)max<C(S)maxな
る関係式が成立する様に物質(C)が第一の層
()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、半導体分野で言われ
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、第一の層()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)の含有量は、好
ましくは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。
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。
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)における含有量は、好
ましくは30atomic ppm以下とする。上記した場
合の他に、本発明においては、第一の層()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()
中に、前記の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、第一の層()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典型的例が示される。
これ等の図に於いて、横軸は物質(C)の層厚
方向の分布濃度C(PN)を、縦軸は第一の層
()の支持体側からの層厚tを示してある。tB
は支持体と層領域(G)との界面の位置、t0は層
領域(G)と層領域(S)の接触界面の位置、tT
は層領域(S)の端面の位置を示す。
第11図には、第一の層()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)
には含有されておらず、第2の層領域(S)にの
み、濃度C1の一定分布濃度で含有されている。
詰り、第2の層領域(S)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)には、
物質(C)は万偏無く含有されていはいるが、第
2の層領域(S)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、遥かに低い濃
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)を第
一の層()を構成する第2の層領域(S)に含
有させることで、第1の層領域(G)より第2の
層領域(S)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)に物質
(C)が万偏無く含有されてはいるが、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)には物質(C)は含有されて
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)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)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15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
的に連続に減少していることである。第14図及
び第15図の例の場合も、層領域(G)には、物
質(C)は含有されてない。
第17図乃至第24図の例に於いては、第1の
層領域(G)及び第2の層領域(S)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)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2
1図の例に於いては、いずれも第1の層領域
(G)に於ける物質(C)の分布状態は第2の層
領域(S)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
()の全層領域に亘つて層厚方向に物質(C)
が万偏無くが含有されている。加えて第23図の
場合は、第1の層領域(G)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)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に於いて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
()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)に有する様
に物質(C)が第一の層()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)を形成するには前記した第
1の層領域(G)形成用の出発物質()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)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)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利用する真空
堆積法によつて成される。例えば、グロー放電法
によつて、a−Si(H,X)で構成される第2の
層領域(S)を形成するには、基本的には前記し
たシリコン原子(Si)を供給し得るSi供給用の原
料ガスと共に、必要に応じて水素原子(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体表面上に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()を
構成する第2の層領域(S)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1〜40atomic%、より好適には5〜
30atomic%、最適には5〜25atomic%とされる。
第一の層()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()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,PBr5,PI3等のハロゲ
ン化燐が挙げられる。この他、AsH3,AsF3,
AsCl3,AsBr3,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。
本発明の光導電部材に於いては、高光感度化と
高暗抵抗化、更には、支持体と第一の層()と
の間の密着性の改良を計る目的の為に、第一の層
()中には、酸素原子が含有される。第一の層
()中に含有される酸素原子は、第一の層()
の全層領域に万偏なく含有されても良いし、或い
は、第一の層()の一部の層領域のみに含有さ
せて偏在させても良い。
又、酸素原子の分布状態は分布濃度C(O)が
第一の層()の層厚方向に於いては、均一であ
つても、分布濃度C(O)が層厚方向には不均一
であつても良い。
本発明に於いて、第一の層()に設けられる
酸素原子の含有されている層領域(O)は、光感
度と暗抵抗の向上を主たる目的とする場合には、
第一の層()の全層領域を占める様に設けら
れ、支持体と第一の層()又は第1の層領域
(G)と第2の層領域(S)との間の密着性の強
化を計るのを主たる目的とする場合には、第一の
層()の支持体側端部層領域または、第1と第
2の層領域界面近傍の領域を占める様に設けられ
る。
前者の場合、層領域(O)中に含有される酸素
原子の含有量は、高光感度を維持する為に比較的
少なくされ、後者の場合には、層間の密着性の強
化を確実に計る為に比較的多くされるのが望まし
い。
又、前者と後者の両方を同時に達成する目的の
為には、支持体側に於いて比較的高濃度に分布さ
せ、第一の層()の自由表面側に於いて比較的
低濃度に分布させるか、或いは、第一の層()
の自由表面側の表層領域には、酸素原子を積極的
には含有させない様な酸素原子の分布状態を層領
域(O)中に形成すれば良い。
又、さらに支持体または第1の層領域(G)か
ら第2の層領域(S)への電荷の注入を防止して
見掛け上抵抗を上げることを目的とする場合は、
第1の層領域(G)の支持体側端部に高濃度に酸
素原子を分布させるか第1の層領域と第2の層領
域の界面近傍を高濃度に酸素原子を分布させる。
第25図乃至第40図には、第一の層()全
体としての酸素原子の分布状態の典型的例が示さ
れる。尚、これ等の図の説明に当つて断わること
なく使用される記号は、第2図乃至第10図に於
いて使用したのと同様の意味を持つ。
第25図に示される例では、位置tBより位置t1
までは酸素原子分布濃度はC1と一定値とされ、
位置t1から位置tTまで酸素原子分布濃度はC2と一
定とされている。
第26図で示される例では、位置tBより位置t2
までは酸素原子分布濃度はC3と一定値とされ、
位置t2より位置t3までは酸素原子分布濃度はC4と
され、位置t3から位置tTまでは酸素原子分布濃度
はC5とされて3段階で酸素原子分布濃度を減少
させている。
第27図の例では、位置tBより位置t4まで酸素
原子分布濃度はC6とし、位置t4から位置tTまで酸
素原子分布濃度はC7とされている。
第28図の例では、位置tBより位置t5まで酸素
原子分布濃度はC8とし、位置t5から位置t6まで酸
素原子分布濃度はC9とし、位置t6から位置tTまで
酸素原子分布濃度はC10としている。このように
3段階で酸素原子分布濃度を増加している。
第29図の例では、位置tBより位置t7まで酸素
原子分布濃度はC11とし、位置t7から位置t8まで酸
素原子分布濃度はC12とし、位置t8から位置tTまで
酸素原子分布濃度はC13としている。支持体側お
よび自由表面側で酸素原子分布濃度が高くなるよ
うにしてある。
第30図に示される例では、位置tBより位置t9
までは酸素原子分布濃度はC14とされ、位置t9か
ら位置t10まで酸素原子分布濃度をC15とし、位置
t10から位置tTまで酸素原子分布濃度はC14として
いる。
第31図に示される例では、位置tBから位置t11
まで酸素原子分布濃度はC16とし位置t11から位置
t12まで酸素原子分布濃度はC17と段階状に増加さ
せ、位置t12から位置tTまで酸素原子分布濃度は
C17と減少させている。
第32図の例では、位置tBから位置t13まで酸素
原子分布濃度はC19とし、位置t13から位置t14まで
酸素原子分布濃度をC20と段階状に増加させ、位
置t14から位置tTまで酸素原子分布濃度を初期の濃
度よりも少ない濃度C21としている。
第33図に示される例では、位置tBから位置t15
まで酸素原子分布濃度はC22とし、位置t15から位
置t16まで酸素原子分布濃度をC23に減少させ、位
置t16から位置t17まで酸素原子分布濃度C24と段階
状に増加させ、位置t18から位置tTまで酸素原子分
布濃度をC23まで減少させている。
第34図に示される例では、酸素原子の分布濃
度C(O)は、位置tBより位置tTに至つて分布濃
度0からC25まで連続的に単調増加している。
第35図に示される例では、酸素原子の分布濃
度C(O)は、位置tBに於いて、分布濃度C26で、
該分布濃度C26より、位置t18に至るまでは単調的
に連続して減少し、位置t18で分布濃度C27となつ
ている。位置t18より位置tTの間に於いては、酸素
原子の分布濃度C(O)は、位置t18より連続して
単調的に増加し、位置tTに於いて分布濃度C28と
なつている。
第36図の例に於いては、第35図の例と比較
的類似しているが、異なるのは、位置t19と位置
t20に於いて、酸素原子が含有されてないことで
ある。
位置tBと位置t19の間では、位置tBに於ける分布
濃度C29より位置t19に於ける分布濃度0まで連続
的に単調減少し、位置t20と位置tTの間では、位置
t20に於ける分布濃度0より位置tBに於ける分布濃
度C30まで連続的に単調増加している。
本発明の光導電部材に於いては、第34図乃至
第36図にその典型例が示される様に、第一の層
()の下部表面又は/及び上部表面側により多
く酸素原子を含有させ且つ第一の層()の内部
に向つてはより少なく酸素原子を含有させると共
に、酸素原子の層厚方向への分布濃度C(O)を
連続的に変化させることで、例えば第一の層
()の高光感度化、高暗抵抗化を図つている。
その他、第34図乃至第36図に於いては、酸
素原子の分布濃度C(O)を、連続的に変化させ
ることで酸素原子の含有による層厚方向に於ける
屈折率の変化を緩やおにしてレーザ光等の可干渉
光によつて生ずる干渉を効果的に防止している。
第37図に示される例では、位置tBより位置t21
までは酸素原子濃度はC31とされ、位置t21から位
置t22まで増加し位置t21で酸素原子濃度はピーク
値C32になる。位置t22から位置t23まで酸素原子濃
度は減少し位置tTで酸素原子濃度C31となる。
第38図に示される例では、位置tBから位置t24
までは酸素原子濃度はC33とされ位置t24から位置
t25まで急激に増加し位置t25で酸素原子濃度はピ
ーク値C34をとり、位置t25から位置tTまで酸素原
子濃度がほとんど零になるまで減少する。
第39図に示される例では、位置tBから位置t26
まで酸素原子濃度がC35からC36までゆるやかに増
加し、位置t26で酸素原子濃度はピーク値C36とな
る。位置t26から位置tTまで酸素原子濃度は急激に
減少して位置tTで酸素原子濃度C35となる。
第40図に示される例では、位置tBで酸素原子
濃度C37で位置t29まで酸素原子濃度は減少し酸素
原子濃度C38となる位置t29から位置t28まで酸素原
子濃度C28で一定である。位置t28から位置t29まで
酸素原子濃度は増加し、位置t29で酸素原子濃度
はピーク値C39をとる。位置t29から位置tTまで酸
素原子濃度は減少し位置tTで酸素原子濃度C38と
なる。
本発明に於いて、層領域(O)が第一の層
()の全域を占めるか、或いは、第一の層()
の全域を占めなくとも、層領域(O)の層厚T0
の第一の層()の層厚Tに占める割合が充分多
い場合には、層領域(O)に含有される酸素原子
の含有量の上限は、前記の値より充分少なくされ
るのが望ましい。
本発明の場合には、層領域(O)の層厚T0が
第一の層()の層厚Tに対して占める割合が5
分の2以上となる様な場合には、層領域(O)中
に含有される酸素原子の量の上限としては、シリ
コン原子、ゲルマニウム原子、酸素原子の3者の
和(以後「T(SiGeO)」と記す)に対しては、好
ましくは30atomic%以下、より好ましくは
20atomic%以下、最適には10atomic%以下とさ
れる。
本発明において、第一の層()を構成する酸
素原子の含有される層領域(O)は、上記した様
に支持体側及び自由表面近傍の方に酸素原子が比
較的高濃度で含有されている局在領域(B)を有
するものとして設けられるのが望ましく、前者の
場合には、支持体と第一の層()との間の密着
性をより一層向上させること及び受容電位の向上
を計ることが出来る。
上記局在領域(B)は、第25図乃至第40図
に示す記号を用いて説明すれば、界面位置tBまた
は自由表面tTより5μ以内に設けられるのが望まし
い。
本発明においては、上記局在領域(B)は、界
面位置tBまたは自由表面tT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(B)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(B)は、その中に含有される酸素原
子の層厚方向の分布状態として酸素原子の分布濃
度の最大値Cmaxが、好ましくは500atomic ppm
以上、より好適には800atomic ppm以上、最適
には1000atomic 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。
即ち、本発明においては、酸素原子の含有され
る層領域(O)は、支持体側または自由表面から
の層厚で5μ以内(tBまたはtT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
れるのが望ましい。
本発明に於いては、本発明の目的をより効果的
に達成する為に層領域(O)に於ける酸素原子の
層厚方向に於ける分布濃度線は、全領域に於いて
滑らかであつて且つ連続している様に層領域
(O)中に酸素原子が含有されるのが望ましい。
又、前記分布濃度線が、その最大分布濃度Cmax
を第一の層()の内部に存在する様に設計され
ることにより、後述される効果が顕著に発揮され
る。
本発明に於いては、前記の最大分布濃度Cmax
は、好ましくは、第一の層()の支持体とは反
対の表面(第1図では自由表面側)の近傍に設け
られるのが望ましい。この場合、最大分布濃度
Cmaxを適当に選ぶことで光受容層の自由表面側
より帯電処理を受けた際に該表面から光受容層内
部に電荷が注入されるのを効果的に阻止すること
が出来る。
又、前記自由表面近傍に於いては、酸素原子の
分布濃度が自由表面に向つて最大分布濃度Cmax
より急峻に減少する様に酸素原子を第一の層に含
有されることにより、多湿雰囲気中での耐久性を
一層向上させることが出来る。
酸素原子の分布濃度曲線を最大分布濃度Cmax
を第一の層()の内部に有する場合には、更に
分布濃度の極大値が支持体側の方に存する様に分
布濃度曲線を設計して、酸素原子を含有させるこ
とにより支持体と第一の層との間の密着性と電荷
注入阻止を向上させることが出来る。
本発明に於いて、酸素原子は、第一の層()
の中央部層領域に於いては、暗抵抗の増大を努め
るも光感度を低下させない程度の量範囲で含有さ
せることが望ましい。
本発明に於いて、酸素原子の最大分布濃度
Cmaxは、T(SiGeO)に対して、好ましくは
67atomic%以下、より好ましくは50atomic%以
下、最適には40atomic%以下とされる。
本発明に於いて、第一の層()に設けられる
層領域(O)に含有される酸素原子の含有量は、
層領域(O)自体に要求される特性、或いは該層
領域(O)が支持体に直に接触して設けられる場
合には、該支持体との接触界面に於ける特性との
関係等、有機的関連性に於いて、適宜選択するこ
とが出来る。
又、前記層領域(O)に直に接触して他の層領
域が設けられる場合には、該他の層領域の特性
や、該他の層領域との接触界面に於ける特性との
関係も考慮されて、酸素原子の含有量が適宜選択
される。
層領域(O)中に含有される酸素原子の量は、
形成される光導電部材に要求される特性に応じて
所望に従つて適宜決められるが、T(SiGeO)に
対して好ましくは0.001〜50atomic%、より好ま
しくは0.002〜40atomic%、最適には0.003〜
30atomic%とされる。
本発明に於いて、第一の層()に酸素原子の
含有された層領域(O)を設けるには、第一の層
()の形成の際に酸素原子導入用の出発物質を
第一の層()形成用の出発物質と共に使用し
て、形成される層中にその量を制御し乍ら含有し
てやれば良い。
層領域(O)を形成するのにグロー放電法を用
いる場合には、第一の層()形成用の出発物質
の中から所望に従つて選択されたものに酸素原子
導入用の出発物質が加えられる。その様な酸素原
子導入用の出発物質としては、少なくとも酸素原
子を構成原子とするガス状の物質又はガス化し得
る物質をガス化したものの中の大概のものが使用
され得る。
例えばシリコン原子(Si)を構成原子とする原
料ガスと、酸素原子(O)を構成原子とする原料
ガスと、必要に応じて水素原子(H)又は及びハ
ロゲン原子(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、シリ
コン原子(Si)を構成原子とする原料ガスと、酸
素原子(O)及び水素原子(H)を構成原子とす
る原料ガスとを、これも又所望の混合比で混合す
るか、或いは、シリコン原子(Si)を構成原子と
する原料ガスと、シリコン原子(Si)、酸素原子
(O)及び水素原子(H)の3つを構成原子とす
る原料ガスとを混合して使用することが出来る。
又、別には、シリコン原子(Si)と水素原子
(H)とを構成原子とする原料ガスに酸素原子
(O)を構成原子とする原料ガスを混合して使用
しても良い。
具体的には、例えば酸素(O2)、オゾン(O3)、
−酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO2)、一二酸
化窒素(N2O)、三二酸化窒素(N2O3)、四二酸
化窒素(N2O4)、五二酸化窒素(N2O5)、三酸化
窒素(NO3)、シリコン原子(Si)と酸素原子
(O)と水素原子(H)とを構成原子とする、例
えば、ジシロキサン(H3SiOSiH3)、トリシロキ
サン(H3SiOSiH2OSiH3)等の低級シロキサン
等を挙げることが出来る。
スパツタリング法によつて、酸素原子を含有す
る層領域(O)を形成するには単結晶又は多結晶
のSiウエーハー又はSiO2ウエーハー、又はSiと
SiO3が混合されて含有されているウエーハーを
ターゲツトとして、これ等を種々のガス雰囲気中
でスパツタリングすることによつて行えば良い。
例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
すれば、酸素原子と必要に応じて水素原子又は/
及びハロゲン原子を導入する為の原料ガスを、必
要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツター用の
堆積室中に導入し、これ等のガスのガスプラズマ
を形成して前記Siウエーハーをスパツタリングす
れば良い。
又、別には、SiとSiO2とは別々のターゲツト
として、又はSiとSiO2の混合した一枚のターゲ
ツトを使用することによつて、スパツター用のガ
スとしての稀釈ガスの雰囲気中で又は少なくとも
水素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)を
構成原子として含有するガス雰囲気中でスパツタ
リングすることによつて成される。酸素原子導入
用の原料ガスとしては、先述したグロー放電の例
で示した原料ガスの中の酸素原子導入用の原料ガ
スが、スパツタリングの場合にも有効なガスとし
て使用され得る。
本発明に於いて、第一の層()の形成の際
に、酸素原子の含有される層領域(O)を設ける
場合、該層領域(O)に含有される酸素原子の分
布濃度C(O)を層厚方向に変化させて所望の層
厚方向の分布状態(depth profile)を有する層
領域(O)を形成するには、グロー放電の場合に
は、分布濃度C(O)を変化させるべき酸素原子
導入用の出発物質のガスを、そのガス流量を所望
の変化率曲線に従つて適宜変化させ乍ら、堆積室
内に導入することによつて成される。例えば手動
あるいは外部駆動モータ等の通常用いられている
何らかの方法により、ガス流路系の途中に設けら
れた所定のニードルバルブの開口を漸次変化させ
る操作を行えば良い。このとき、流量の変化率は
線型である必要はなく、例えばマイコン等を用い
て、あらかじめ設計された変化率曲線に従つて流
量を制御し、所望の含有率曲線を得ることもでき
る。
層領域(O)をスパツタリング法によつて形成
する場合、酸素原子の層厚方向の分布濃度C(O)
を層厚方向で変化させて酸素原子の層厚方向の所
望の分布状態(depth profile)を形成するには、
第一には、グロー放電法による場合と同様に、酸
素原子導入用の出発物質をガス状態で使用し、該
ガスを堆積室中へ導入する際のガス流量を所望に
従つて適宜変化させることによつて成される。
第二には、スパツタリング用のターゲツトを、
例えばSiとSiO2との混合されたターゲツトを使
用するのであれば、SiとSiO2との混合比を、タ
ーゲツトの層厚方向に於いて、予め変化させてお
くことによつて成される。
第1図に示される光導電部材100に於いては
第一の層()102上に形成される第二の層
()105は自由表面106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、耐久性に於いて本発明の目的を達成する
為に設けられる。
又、本発明に於いては、第一の層()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、積層界面に於いて化学的な安定性
の確保が充分成されている。
本発明に於ける第二の層()は、シリコン原
子(Si)と窒素原子(N)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−(SixN1-x)y(H,X)
1-y」と記す。但し、0<x,y<1)で構成さ
れる。
a−(SixN1-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、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
を製造するための作製条件の制御が比較的容易で
ある、シリコン原子と共に窒素原子及びハロゲン
原子を、作製する第二の層()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、本発明に於いては、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()を形成してもよい。
グロー放電法によつて第二の層()を形成す
るにはa−(SixN1-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で
混合して、支持体の設置してある真空堆積室に導
入し、導入されたガスを、グロー放電を生起させ
ることでガスプラズマ化して、前記支持体上に既
に形成されてある第一の層()上にa−(Six
N1-x)y(H,X)1-yを堆積させれば良い。
本発明に於いて、a−(SixN1-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)、
窒素原子(N)、水素原子(H)、ハロゲン原子
(X)の中の少なくとも一つを構成原子とするガ
ス状の物質又はガス化し得る物質をガス化したも
のの中の大概のものが使用され得る。
Si,N,H,Xの中の一つとして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、N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、N及びHを構成原子と
する原料ガス又は/及びN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,N及びHの3つを構成原子とする原料ガ
ス又は、Si,N及びXの3つを構成原子とする原
料ガスとを混合して使用することができる。
又、別には、SiとHとを構成原子とする原料ガ
スにN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Nを構成原子とする原料ガスを混合して使用
しても良い。
本発明に於いて、第二の層()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。
本発明に於いて、第二の層()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、常温常圧に於いてガス状態のもの又は容易
にガス化し得る物質を挙げることができる。
スパツタリング法で第二の層()を形成する
場合には、例えば次の様にされる。
第一には、例えばAr,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、窒素原子(N)導入用の原料ガスを、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)導入用の原料ガスと共にスパツタ
リングを行う真空堆積室内に導入してやれば良
い。
第二には、スパツタリング用のターゲツトとし
てSi3N4で構成されたターゲツトか、或いはSiで
構成されたターゲツトとSi3N4で構成されたター
ゲツトの二枚か、又はSiとSi3N4とで構成された
ターゲツトを使用することで形成される第二の層
()中へ窒素原子(N)を導入することが出来
る。この際、前記の窒素原子(N)導入用の原料
ガスを併せて使用すればその流量を制御すること
第二の層()中に導入される窒素原子(N)の
量を任意に制御することが容易である。
第二の層()中へ導入される窒素原子(N)
の含有量は、窒素原子(N)導入用の原料ガスが
堆積室中へ導入される際の流量を制御するか、又
は窒素原子(N)導入用のターゲツト中に含有さ
れる窒素原子(N)の割合を、該ターゲツトを作
成する際に調整するか、或いは、この両者を行う
ことによつて、所望に従つて任意に制御すること
が出来る。
本発明において使用されるSi供給用の原料ガス
となる出発物質としては、SiH4,Si2H6,Si3H8,
Si4H10等のガス状態の又はガス化し得る水素化硅
素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙
げられ、殊に、層作成作業の扱い易さ、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。
これ等の出発物質を使用すれば、層形成条件を
適切に選択することによつて形成される第二の層
()中にSiと共にHも導入し得る。
Si供給用の原料ガスとなる有効な出発物質とし
ては、上記の水素化硅素の他に、ハロゲン原子
(X)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、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。
更には、SiH2F2,SiH2I2,SiH2Cl2,SiHCl3,
SiH2Br2,SiHBr3等のハロゲン置換水素化硅素、
等々のガス状態の或いはガス化し得る、水素原子
を構成要素の1つとするハロゲン化物も有効な第
二の層()の形成の為のSi供給用の出発物質と
して挙げる事が出来る。
これ等のハロゲン原子(X)を含む硅素化合物
を使用する場合にも前述した様に層形成条件の適
切な選択によつて、形成される第二の層()中
にSiと共にXを導入することが出来る。
上記した出発物質の中水素原子を含むハロゲン
化硅素化合物は、第二の層()の形成の際に層
中にハロゲン原子(X)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
(H)も導入されるので、本発明においては好適
なハロゲン原子(X)導入用の出発物質として使
用される。
本発明において第二の層()を形成する際に
使用されるハロゲン原子(X)導入用の原料ガス
となる有効な出発物質としては、上記したものの
他に、例えば、フツ素、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、HF,
HCl,HBr,HI等のハロゲン化水素を挙げるこ
とが出来る。
第二の層()を形成する際に使用される窒素
原子(N)導入用の原料ガスに成り得るものとし
て有効に使用される出発物質は、Nを構成原子と
する或いはNとHとを構成原子とする例えば窒素
(N2)、アンモニア(NH3)、ヒドラジン(H2
NNH2)、アジ化水素(HN3)、アジ化アンモニ
ウム(NH4N3)等のガス状の又はガス化し得る
窒素、窒化物及びアジ化物等の窒素化合物を挙げ
ることが出来る。この他に、窒素原子(N)の導
入に加えて、ハロゲン原子(X)の導入も行える
という点から、三弗化窒素(F3N)、四弗化窒素
(F4N2)等のハロゲン化窒素化合物を挙げること
が出来る。
本発明に於いて、第二の層()をグロー放電
法又はスパツターリング法で形成する際に使用さ
れる稀釈ガスとしては、所謂、希ガス、例えば
He,Ne,Ar等が好適なものとして挙げること
が出来る。
本発明に於ける第二の層()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,N、必要に応じてH又は/及びXを
構成原子とする物質は、その作成条件によつて構
造的には結晶からアモルフアスまでの形態を取
り、電気物性的には、導電性から半導体性、絶縁
性までの間の性質を、又光導電的性質から非光導
電的性質を、各々示すので本発明に於いては、目
的に応じた所望の特性を有するa−(SixN1-x)y
(H,X)1-yが形成される様に、所望に従つてそ
の作成条件の選択が厳密に成される。例えば、第
二の層()を電気的耐圧性の向上を主な目的と
して設けるにはa−(SixN1-x)y(H,X)1-yは使
用環境に於いて電気絶縁性的挙動の顕著な非晶質
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()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−(SixN1-x)y(H,X)1
−yが作成される。
第一の層()の表面にa−(SixN1-x)y(H,
X)1-yから成る第二の層()を形成する際、層
形成中の支持体温度は、形成される層の構造及び
特性を左右する重要な因子であつて、本発明に於
いては、目的とする特性を有するa−(SixN1-x)y
(H,X)1-yが所望通りに作成され得る様に層作
成時の支持体温度が厳密に制御されるのが望まし
い。
本発明に於ける、所望の目的が効果的に達成さ
れるための第二の層()の形成法に併せて適宜
最適温度範囲が選択されて、第二の層()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。第二の層()の形成には、層を構成する
原子の組成比の微妙な制御や層厚の制御が他の方
法に較べて比較的容易である事等のために、グロ
ー放電法やスパ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()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−(SixN1-x)y
(H,X)1-yの特性を左右する重要な因子の一つ
である。
本発明に於ける目的が達成されるための特性を
有するa−(SixN1-x)y(H,X)1-yが生産性良く
効果的に作成されるための放電パワー条件として
は好ましくは1.0〜300W、より好適には2.0〜
250W、最適には5.0〜200W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。
本発明に於いては第二の層()を作成するた
めの支持体温度、放電パワーの望ましい数値範囲
として前記した範囲の値が挙げられるが、これ等
の層作成フアクターは、独立的に別々に決められ
るものではなく、所望特性のa−(SixN1-x)y
(H,X)1-yから成る、第二の層()が形成さ
れる様に相互的有機的関連性に基づいて各層作成
フアクターの最適値が決められるのが望ましい。
本発明の光導電部材に於ける第二の層()に
含有される窒素原子の量は、第二の層()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()が形成される重要な
因子である。
本発明に於ける第二の層()に含有される窒
素原子の量は、第二の層()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−(SixN1-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
原子と窒素原子とで構成される非晶質材料(以
後、「a−SiaN1-a」と記す。但し、0<a<1)、
シリコン原子と窒素原子と水素原子とで構成され
る非晶質材料(以後、「a−(SibN1-b)cH1-c」と
記す。但し、0<b,c<1)、シリコン原子と
窒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
N1-d)e(H,X)1-e」と記す。但し0<d,e<
1)、に分類される。
本発明に於いて、第二の層()がa−Sia
N1-aで構成される場合、第二の層()に含有
される窒素原子の量は好ましくは、1×10-3〜
60atomic%、より好適には1〜50atomic%、最
適には10〜45atomic%とされるのが望ましいも
のである。即ち、先のa−SiaN1-aのaの表示で
行えば、aが好ましくは0.4〜0.99999、より好適
には0.5〜0.99、最適には0.55〜0.9である。
本発明に於いて、第二の層()がa−(Sib
N1-bcH1-cで構成される場合、第二の層()に
含有される窒素原子の量は、好ましくは1×10-3
〜55atomic%とされ、より好ましくは1〜
55atomic%、最適には10〜55atomic%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原子
含有量がある場合に形成される光導電部材は、実
際面に於いて優れたものとして充分適用させ得
る。
即ち、先のa−(SibN1-b)cH1-cの表示で行えば
bが好ましくは0.45〜0.99999、より好適には0.45
〜0.99、最適には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()が、a−(SidN1-d)e(H,X)1
−eで構成される場合には、第二の層()中に含
有される窒素原子の含有量は、好ましくは1×
10-3〜60atomic%、より好適には1〜60atomic
%、最適には10〜55atomic%とされる。ハロゲ
ン原子の含有量は、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。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−(SidN1-d)e(H,X)1-eのd,
eの表示で行えばdが好ましくは0.4〜0.99999、
より好適には0.4〜0.99、最適には0.45〜0.9,e
が好ましくは0.8〜0.99、より好適には0.82〜
0.99、最適には0.85〜0.98であるのが望ましい。
本発明に於ける第二の層()の層厚の数範囲
は、本発明の目的を効果的に達成するための重要
な因子の一つである。
本発明の目的を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()の層厚は、該層()中に
含有される窒素原子の量や第一の層()の層厚
との関係に於いても、各々の層領域に要求される
特性に応じた有機的な関連性の下に所望に従つて
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
済性の点に於いても考慮されるのが望ましい。
本発明に於ける第二の層()の層厚は、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。
本発明において使用される支持体は、導電性で
も電気絶縁性であつても良い。導電性支持体とし
ては、例えば、NiCr、ステンレス、Al,Cr,
Mo,Au,Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pd等の金属
又はこれ等の合金が挙げられる。
電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポ
リエチレン、ポリカーボネート、セルローズアセ
テート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ
塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド等の
合成樹脂のフイルム又はシート、ガラス、セラミ
ツク、紙等が通常使用される。これ等の電気絶縁
性支持体は、好適には少なくともその一方の表面
を導電処理され、該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
扱い上、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41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、その一例としてたとえば202は、
Heで稀釈されたSiF4ガス(純度99.999%、以下
SiF4/Heと略す。)ボンベ、203はHeで稀釈
されたGeF4ガス(純度99.999%、以下GeF4/He
と略す。)ボンベ、204はNOガス(純度99.99
%、以下NO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。
次にシリンダー状基体237上に光受容層を形
成する場合の一例をあげると、ガスボンベ202
よりSiF4/Heガス、ガスボンベ203より
GeF4/Heガス、ガスボンベ204よりNOガス、
ガスボンベ206よりH2を、バルブ222,2
23,224,226を夫々開いて出口圧ゲージ
227,228,229,231の圧を1Kg/cm2
に調整し、流入バルブ212,213,214,
216を徐々に開けることにより、マスフロコン
トローラ207,208,209,211内に
夫々を流入させる。引き続いて流出バルブ21
7,218,219,221、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SiF4/Heガス流量とGeF4/
Heガス流量とNOガス流量とH2ガス流量との比
が所望の値になるように流出バルブ217,21
8,219,221、を調整し、又、反応室20
1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2
38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237上に第1の層領域(G)を形成す
る。所望の層厚に第1の層領域(G)が形成され
た時点に於いてすべてのバルブを完全に閉じる。
SiF4/HeガスボンベをSiH4/He(SiH4純度
99.999%)ボンベにかえて、SiH4/Heガスボン
ベライン、B2H6/Heガスボンベライン、NOガ
スボンベラインを使用して第1の層領域(G)の
形成と同様なバルブ操作を行つて所望のグロー放
電条件に設定して、所望時間グロー放電を維持す
ることで、前記の第1の層領域(G)上にゲルマ
ニウム原子が実質的に含有されていない第2の層
領域(S)を形成することができる。
この様にして、第1の層領域(G)と第2の層
領域(S)とで構成された第一の層()が基体
237上に形成される。
上記の様にして所定層厚に形成された第一の層
()上に第二の層()を形成するには、第一
の層()の形成の際と同様なバルブ操作によつ
て、例えばSiH4ガス、NH3の夫々を必要に応じ
てHe等の稀釈して、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()中にハロゲン原子を含有させるには、
例えばSiF4ガスとNH3ガス、或いは、これに
SiH4ガスを加えて上記と同様にして第二の層
()を形成することによつて成される。
夫々の層を形成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()中に含有される窒素原子量は例
えば、グロー放電による場合はSiH4ガスと、
NH3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窒化シリコン板のスパツタ
面積比率を変えるか、又はシリコン粉末と窒化シ
リコン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()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が反応室201内に導入される際
の流量を調整することによつて成される。
又、層形成を行つている間は層形成の均一化を
図るため基体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41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試料(試料No.1−1〜6−
13)を夫々作成した(第2表)。
各試料に於ける不純物原子(B又はP)の含有
分布濃度は第42図に、又、酸素原子の含有分布
濃度は第43A図及び第43B図に示される。各
原子の分布濃度は各対応する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
つて制御した。
こうして得られた各試料材を、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。光源はタングステンラン
プ光源を用い、21ux・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、電荷性の現像剤(トナーとキ
ヤリアーを含む)を各試料の光受容層表面にカス
ケードすることによつて、光受容層表面上に良好
なトナー画像を得た。光受容層上のトナー画像
を、5.0kVのコロナ帯電で転写紙上に転写した
所、各試料ともに解像力に優れ、階調再現性のよ
い鮮明な高濃度の画像が得られた。
上記1に於いて光源をタングステンランプの代
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
にして各試料に就してトナー転写画像の画質評価
を行つたところ、いずれの試料も解像力に優れ、
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41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試料(試料No.21−1〜26−
10)を夫々作成した(第4表)。
各試料に於ける不純物原子の含有分布濃度は第
42図に、又、酸素原子の含有分布濃度は第44
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
高品質のトナー転写画像を与えた。又、各試料に
就て38℃,80%RH相対湿度の環境に於いて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 3
第41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.31−1〜36−
16)を夫々作成した(第6表)。
各試料に於ける不純物原子の含有分布濃度は第
42図に、又、酸素原子の含有分布濃度は第43
A図、第43B図及び第44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
高品質のトナー転写画像を与えた。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41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7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.41−1〜46−
16)を夫々作成した(第8表)。
第1の層領域(G)の形成時のGeH4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
て第45図に示すGe分布濃度となる様に層領域
(G)を形成し、また第2の層領域(S)の形成
時の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て第42図に示
す不純物分布濃度となる様に第2の層領域(S)
を形成した。
又、第1の層領域(G)の形成時のNO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
せて第43A図及び第43B図に示すO分布濃度
となる様に第1の層領域(G)を形成した。
これ等の試料の夫々に就て実施例1と同様の画
像評価を行つたところ、いずれの試料も高品質の
画像を得ることが出来る。
実施例 5
第41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8表に示す条件で実施例1と
同様に各ガス流量比を制御して電子写真用像形成
部材としての試料(試料No.51−1〜56−12)を
夫々作成した(第10表)。
各試料に於ける不純物原子の含有分布濃度は第
42図に、又、酸素原子の含有分布濃度は第44
図に、ゲルマニウム原子の含有分布濃度は第45
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
高品質のトナー転写画像を与えた。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 6
第41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11表に示す条件で実施例1と
同様に各ガスの流量比を制御して電子写真用像形
成部材としての試料(試料No.61−1〜610−13)
を夫々作成した(第12表)。
各試料に於ける不純物原子の含有分布濃度は第
42図に、又、酸素原子の含有分布濃度は第43
A図、第43B図及び第44図に示され、ゲルマ
ニウム原子の含有分布濃度は第45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
高品質のトナー転写画像を与えた。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 7
第二の層()の作成条件を第13表に示す各条
件にした以外は、実施例1の試料No.11−1,12−
1,13−1と同様の条件と手順に従つて、電子写
真用像形成部材の夫々(試料No.11−1−1〜11−
1−8,12−1−1〜12−1−8,13−1−1〜
13−1−8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、5kVで0.2sec間コロナ帯電
を行い、光像を照射した。光源はタングステンラ
ンプを用い、光量は1.0lux・secとした。潜像は
電荷性の現像剤(トナーとキヤリヤを含む)に
よつて現像され、通常の紙に転写された。転写画
像は、極めて良好なものであつた。転写されない
で電子写真用像形成部材上に残つたトナーは、ゴ
ムプレードによつてクリーニングされた。このよ
うな工程を繰り返し10万回以上行つても、いずれ
の場合も画像の劣化は見られなかつた。
各、試料の転写画像の総合画質評価と繰返し連
続使用による耐久性の評価の結果を第14表に示
す。
実施例 8
第二の層()の形成時、ArとNH3の混合ガ
スとシリコンウエハと窒化シリコンのターゲツト
面積化を変えて、第二の層()に於けるシリコ
ン原子と窒素原子の含有量比を変化させる以外
は、実施例1の試料No.11−2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15表
の如き結果を得た。
実施例 9
第二の層()の層の形成時、SiH4ガスと
MH3ガスの流量比を変えて、第二の層()に
於けるシリコン原子と窒素原子の含有量比を変化
させる以外は実施例1の試料No.11−3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16表の如
き結果を得た。
実施例 10
第二の層()の層の形成時、SiH4ガス、
SiF4ガス、NH3ガスの流量比を変えて、第二の
層()に於けるシリコン原子と窒素原子の含有
量比を変化させる以外は、実施例1の試料No.11−
4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17表の如き結果を得た。
実施例 11
第二の層()の層厚を変える以外は、実施例
1の試料No.11−5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18表の結果を得た。
The present invention is based on light (here, light in a broad sense, ultraviolet light).
rays, visible rays, infrared rays, X-rays, and gamma rays).
Photoconductive materials for electrophotography that are sensitive to various types of electromagnetic waves
Regarding.
Solid-state imaging devices or electronics in the image forming field
Photoconductivity in photographic image forming members and document reading devices
As a photoconductive material forming a layer, it has high sensitivity and
High signal-to-noise ratio [photocurrent (Ip)/dark current (Id)]
Matched to the spectral characteristics of the emitted electromagnetic waves
It has absorption spectrum characteristics and fast photoresponsiveness.
It must have a desired dark resistance value, and it must have a desired dark resistance value.
It is harmless to the human body, and solid-state imaging
In the device, afterimages can be easily processed within a predetermined time.
Characteristics such as being able to do the following are required. Special
Electronic photography used in offices as business machines
In the case of an electrophotographic image forming member incorporated into a device
The above-mentioned non-hazardous aspects of use are important.
be.
Based on these points, light guide has recently been attracting attention.
Amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) is used as an electrical material.
For example, German Publication No. 2746967
Publication No. 2855718 describes an image forming unit for electrophotography.
German publication number 2933411 describes its application to wood.
Application to electrical conversion and reading devices is described.
However, the conventional photoconductive layer composed of a-Si
The photoconductive member has dark resistance, photosensitivity, and photoresponse.
electrical, optical, photoconductive properties such as properties, and moisture resistance
In terms of usage environment characteristics such as durability, and stability over time,
In this respect, further improvements are needed to improve the bonding characteristics.
The reality is that there are things that can be improved.
For example, when applied to an electrophotographic imaging member
Attempts were made to achieve high light sensitivity and high dark resistance at the same time.
Conventionally, when using the product, there is no residual
Cases where a potential remains are often observed, indicating that this type of photoconductivity
If parts are used repeatedly for a long time, they will
Accumulation of fatigue due to
starts to emit a flash phenomenon or repeatedly occurs at high speed.
Inconveniences such as a gradual decrease in responsiveness when used
There were many cases where problems occurred.
Furthermore, compared to the short wavelength side of the visible light region, a-Si
Therefore, the absorption in the wavelength region longer than the wavelength region on the long wavelength side is
It has a relatively small absorption coefficient and is currently in practical use.
In matching with a conductor laser, or
The light source is a commonly used halogen lamp or fluorescent lamp.
In this case, it is not possible to effectively use light on the long wavelength side.
In this respect, there is still room for improvement.
There is.
In addition, if the irradiated light is in the photoconductive layer,
The amount of light that reaches the support is large.
The support itself passes through the photoconductive layer.
When the reflectance of light is high, the photoconductive layer contains
Interference due to multiple reflections occurs in the image, causing
This is one of the factors that causes this.
This effect is due to the fact that the illumination spot is
The smaller the size, the larger the size, especially for semiconductor lasers.
This is a big problem when using the light source as a light source.
Furthermore, when the photoconductive layer is composed of a-Si material,
in order to improve its electrical and photoconductive properties.
Hydrogen atoms, fluorine atoms, chlorine atoms, etc.
and boron atoms for control of electrical conduction type.
, phosphorus atoms, etc., or other properties to improve properties.
are contained in the photoconductive layer as constituent atoms, respectively.
However, how these constituent atoms are contained
Therefore, the electrical or photoconductive properties of the formed layer may
Sexual problems may occur.
That is, for example, when a formed photoconductive layer is exposed to light,
The lifespan of the resulting photocarrier in this layer is
Insufficient or dark areas, the support side
This may occur due to insufficient prevention of charge injection.
There are many cases of cheating.
Therefore, efforts have been made to improve the properties of the a-Si material itself.
On the other hand, when designing photoconductive materials, the above-mentioned
It is necessary to devise ways to solve all of these problems.
be.
The present invention has been made in view of the above points, and includes a
- Light used in electrophotographic imaging members for Si
Applicability as a conductive member and its applicability perspective
As a result of comprehensive and intensive research studies, we found that silico
hydrogen atom (H) or halogen atom
Contains at least one of atoms (X)
Amorphous amorphous material, so-called hydrogenated amorphous silica
silicon, halogenated amorphous silicon, or
Halogen-containing hydrogenated amorphous silicon [hereinafter
“a-Si(H,X)” is used as a generic notation for these.
A photoreceptor that exhibits photoconductivity and is composed of
A photoconductive member having layers, the layer structure of which will be explained later.
A light guide specifically designed and created to
Electrical components have shown extremely superior properties in practical use.
rather than traditional photoconductive materials in every respect.
Dredging, especially photoconductive materials for electrophotography
It has extremely excellent properties as
Excellent absorption spectrum characteristics on the long wavelength side
It is based on the discovery that
The present invention always has electrical, optical, and photoconductive properties.
Stable and almost unrestricted by usage environment
Compatible with all environments and has excellent photosensitivity characteristics on the long wavelength side
In addition, it has excellent resistance to light fatigue, and can withstand repeated use.
No deterioration phenomenon occurs even when the product is used, and there is no or almost no residual potential.
To provide a photoconductive member for electrophotography that is not observed
The main purpose is to
Another object of the present invention is to provide light sensitivity in the entire visible light range.
It has a high degree of accuracy and is especially good for matching with semiconductor lasers.
We propose a photoconductive member for electrophotography that has a fast photoresponse.
It is to provide.
Another object of the invention is to provide an imaging member for electrophotography.
When used as a
Bands for electrostatic imaging to the extent that they can be effectively applied.
Electrophotographic light with sufficient charge retention ability during electrophotographic processing
An object of the present invention is to provide a conductive member.
Still another object of the present invention is to
Blurred images with clear tones and high resolution
Electronic technology that makes it easy to obtain high-quality images without
An object of the present invention is to provide a photoconductive member for photography.
Yet another object of the present invention is high photosensitivity,
Providing a photoconductive member for electrophotography with high signal-to-noise ratio characteristics.
It is also about offering.
The electrophotographic photoconductive member of the present invention (hereinafter simply referred to as
(referred to as "photoconductive member") is a photoconductive material for electrophotography.
A support for the member, and on the support, 1 to 10 × 10Five
Amorphous material containing atomic ppm germanium atoms
Layer region (G) with a layer thickness of 30 Å to 50 μ made of material
contains silicon atoms (contains germanium atoms)
layer thickness 0.5~90μ composed of amorphous material
A second layer region (S) is provided in order from the support side.
Layer thickness of 1 to 100μ showing photoconductivity of eclipsed layer structure
the first layer of silicon atoms and 1×10-3~
It is made of an amorphous material containing 60 atomic% of nitrogen atoms.
and a second layer with a layer thickness of 0.003 to 30μ.
and a receptor layer, and the first layer has a 0.001~
Contains 50 atomic% oxygen atoms and conducts
The distribution concentration of the substance (C) that controls properties in the layer thickness direction
When the maximum value of is 30 atomic ppm or more, the second layer region
in the second layer region (S) and in the second layer region (S).
In this case, the maximum value is on the support side.
It is characterized by containing in the state.
It was designed to have the layer structure described above.
The photoconductive member of the present invention overcomes all of the above-mentioned problems.
Excellent electrical, optical, and photoconductive solutions
Indicates physical characteristics, electrical voltage resistance, and usage environment characteristics.
Especially when applied as an electrophotographic imaging member.
In some cases, interference must be sufficiently prevented even when using coherent light.
In addition to being able to prevent residuals from forming images,
It is completely unaffected by potential and its electrical characteristics are stable.
It is highly sensitive and has a high signal-to-noise ratio.
It has excellent light fatigue resistance, repeated use characteristics, and high concentration.
Clear halftones and high resolution
High-quality images can be obtained stably and repeatedly.
Ru.
Furthermore, the photoconductive member of the present invention is transparent in the entire visible light range.
It has high photosensitivity and is especially compatible with semiconductor lasers.
It has excellent optical performance and fast photoresponse.
Hereinafter, according to the drawings, the photoconductive member of the present invention will be explained.
This will be explained in detail.
FIG. 1 illustrates the layer structure of the photoconductive member of the present invention.
FIG.
The photoconductive member 100 shown in FIG.
On top of the support 101 for use, a first layer ()
102 and a second layer ( ) 105
layer 107, the light-receiving layer 107 has a free surface 1
06 on one end face.
The first layer ( ) 102 is formed from the support 101 side.
Germanium atoms and optionally silicon atoms
(Si), hydrogen atoms (H), and halogen atoms (X).
Amorphous materials containing at least one (hereinafter referred to as “a-Ge
(Si, H, X))
Consists of layer region (G) 103 and a-Si (H,X)
second layer region (S) 104 having a photoconductive layer
It has a layered structure in which these are laminated in order.
The first layer ( ) 102 contains oxygen atoms
Contains a substance (C) that controls conduction properties.
However, the substance (C) is present in the first layer () 102.
, the maximum value of the distribution concentration in the layer thickness direction is the second
in the layer region (S) and in the second layer region (S)
In the case of
Contained in the form of
Germanium source in the first layer region (G)
In the in-plane direction parallel to the surface of the support
is contained in a uniform state, but in the layer thickness direction,
It may be uniform or non-uniform.
Also, germanium in the first layer region (G)
When the distribution state of atoms is non-uniform in the layer thickness direction,
The distribution concentration C in the layer thickness direction is determined from the support side or
or gradually toward the second layer region (S) side, or
or stepwise or linearly.
is desirable.
In particular, germanium in the first layer region (G)
The distribution state of umium atoms is germanium in the entire layer region.
Atoms are continuously distributed, and the layer thickness of germanium atoms is
Distribution concentration C in the direction is from the support side to the second layer region
If a decreasing change toward (S) is given,
In this case, the first layer region (G) and the second layer region
(S) and has excellent affinity with
As shown in the figure, germanium atoms are formed at the end of the support.
By extremely increasing the distribution concentration C, semiconductor
Second layer region when using a body laser etc.
(S) absorbs almost no light on the long wavelength side,
Substantially complete absorption in the first layer region (G)
interference due to reflection from the support surface.
In addition to being able to prevent
Reflection at the interface between (G) and the second layer region (S)
I can hold it down enough.
FIG. 2 to FIG. 10 show the light guide in the present invention.
Gel contained in the first layer region (G) of the electrical member
A typical example of the distribution state of manium atoms in the layer thickness direction is
shown.
In Figures 2 to 10, the horizontal axis is germanium.
The vertical axis represents the distribution concentration C of umium atoms in the first layer region.
Indicates the layer thickness of (G), tBis the first layer region on the support side
The position of the end face of area (G) is tTis opposite to the support side
The position of the end face of the first layer region (G) on the side is shown. Immediately
First, the first layer region containing germanium atoms
(G) is tBT from the sideTLayering takes place towards the sides.
In FIG. 2, the content contained in the first layer region (G) is shown.
The first distribution state of germanium atoms in the layer thickness direction
A typical example is shown.
In the example shown in Figure 2, the germanium atom
Surface on which the first layer region (G) containing is formed
and the surface of the first layer region (G) are in contact with each other.
PlacementBMoret1Up to the position of the germanium atom,
Cloth density C is C1germanium while taking a certain value
Contained in the first layer region (G) where umium atoms are formed
and position t1Rather than concentration C2The interface position tTleading to
has been gradually and continuously reduced. Interface position tT
The distribution concentration C of germanium atoms is C3
It is said that
In the example shown in Figure 3, the contained
The distribution concentration C of rumanium atoms is at position tBMore positionT
Concentration C up toFourgradually and continuously decreasing from
position tTconcentration C atFiveForm a distribution state such that
are doing.
In the case of Figure 4, position tBMore position2until then
The distribution concentration C of rumanium atoms is the concentration C6and a constant value
and position t2and position tTgradually between
Continuously decreased position tT, the distribution concentration C
is substantially zero (here, substantially zero and
is below the detection limit).
In the case of Figure 5, the distribution concentration of germanium atoms is
Degree C is position tBMore positionTConcentration C up to8Yoriren
Continuously gradually decreased, position tTsubstantially in
It is considered to be zero.
In the example shown in Figure 6, germanium atoms
The distribution concentration C of is given by the position tBand position t3In between,
Concentration C9is a constant value, and the position tTIn the case of concentration
CTenbe done. position t3and position tTThe distribution concentration is between
C is linearly positioned at t3More positionTdecreased to
There have been a few.
In the example shown in FIG. 7, the distribution concentration C is
position tBMore positionFouruntil the concentration C11Take a constant value of
position tFourMore positionTuntil the concentration C12More concentration C13to
It is assumed that the distribution state decreases linearly.
In the example shown in FIG. 8, the position tBMore positionT
Until , the distribution concentration C of germanium atoms is
Degree C14It decreases linearly to more effectively reach zero.
There are a few.
In Figure 9, position tBMore positionFiveuntil
Then, the distribution concentration C of germanium atoms is the concentration C15
More concentration C16is linearly decreased until the position tFive
and position tTBetween, the concentration C16with a constant value of
An example is shown.
In the example shown in FIG.
The distribution concentration C of mu atoms is at position tBconcentration C at17in
Yes, position t6This concentration C until it reaches17the beginning
is gradually decreased, and t6around the position of
is sharply decreased at position t6Then the concentration C18considered to be
Ru.
position t6and position t7At first, the relationship between
decreased, and then slowly decreased gradually
position t7At concentration C19and position t7and position t8between
is very slowly and gradually reduced to position t.8to
, the concentration C20leading to. position t8and position tTBetween
Then, the concentration C20In the figure, so that it becomes more substantially zero.
It is reduced according to a curve of the shape shown.
As described above, from FIGS. 2 to 10, the first layer region
Layer thickness of germanium atoms contained in region (G)
As we have explained some typical examples of direction distribution states,
In addition, in the present invention, gel is formed on the support side.
It has a part with a high distribution concentration C of manium atoms, and
face tTOn the support side, the distribution concentration C is
germanium, which has a considerably lowered area compared to
The distribution state of atoms is provided in the first layer region (G).
It is.
First layer constituting the photoconductive member in the present invention
The first layer region (G) constituting () is preferably
As mentioned above, there are germanium atoms on the support side.
Localized region containing relatively high concentration (A)
It is desirable to have
In the present invention, the localized region (A) is shown in FIG.
To explain using the symbols shown in Figure 10, the interface
position tBIt is preferable to set the distance within 5μ.
It is.
In the present invention, the localized region (A) is a field
surface position tBFull layer area up to 5μ thick (LT) is said to be
In some cases, the layer region (LT) is considered part of
In some cases.
The localized region (A) is transformed into a layered region (LT) as part of
Whether it is all or all depends on the layer being formed
It is determined as appropriate according to the characteristics.
The localized region (A) is the gelatin contained therein.
As the distribution state of Ni atoms in the layer thickness direction, germanium
The maximum value Cmax of the distribution concentration of nium atoms is silicon
Preferably 1000atomic for the sum with atoms
ppm or more, more preferably 5000 atomic ppm or more,
Optimally 1×10FourIt seems that it is more than atomic ppm.
Layers are formed so that they can be distributed.
That is, in the present invention, germanium atoms
The first layer region (G) contained is from the support side
Within 5μ for layer thickness (tBThe distribution concentration is in the layer area of 5μ thick from
It is formed so that there is a maximum value Cmax of degree.
preferable.
In the present invention, contained in the first layer region (G)
The content of germanium atoms is determined according to the aim of the present invention.
Make appropriate decisions according to your wishes so that the objectives are effectively achieved.
preferably from 1 to 10×10Fiveatomic
ppm, more preferably 100-9.5×10Fiveatomic
ppm, optimally 500 to 8×10Fiveconsidered to be atomic ppm
Ru.
In the present invention, the first layer region (G) and the second layer
The layer thickness of the region (S) effectively achieves the purpose of the present invention.
This is one of the important factors for achieving
The resulting photoconductive member has sufficient desired characteristics.
In order to ensure that sufficient care is taken when designing photoconductive materials,
needs to be paid.
In the present invention, the layer thickness of the first layer region (G)
TBis preferably 30Å to 50μ, more preferably 40
It is set to Å~40μ, optimally 50Å~30μ.
Further, the layer thickness T of the second layer region (S) is preferably
is 0.5 to 90μ, more preferably 1 to 80μ, optimally
It is said to be 2 to 50μ.
Layer thickness T of the first layer region (G)Band second layer area
The sum of the layer thicknesses T of (S) (TB+T) is required for both layer regions.
Required characteristics and characteristics required for the entire photoreceptive layer
Based on the organic relationship between the
It is determined as desired during layer design.
In the photoconductive member of the present invention, the above (TB
The numerical range of +T) is preferably 1 to 100μ, etc.
The thickness is preferably 1 to 80μ, most preferably 2 to 50μ.
In a more preferred embodiment of the present invention,
Above layer thickness TBAnd the layer thickness T is preferably
TB/T≦1, for each
It is desirable that appropriate values be selected accordingly.
Layer thickness T in the above caseBand the value of layer thickness T
In selecting T, more preferably TB/T≦0.9,
Optimally TB/T≦0.8 so that the relationship is satisfied
Layer thickness TBand the value of the layer thickness T is determined.
In the present invention, contained in the first layer region (G)
The content of germanium atoms is 1×10Five
In the case of atomic ppm or more, the first layer region
(G) layer thickness TBIt is desirable to make it as thin as possible.
preferably 30μ or less, more preferably 25μ or less
Below, the optimum value is 20μ or less.
In the present invention, the first layer ()
1 layer region (G) or/and second layer region (S)
Halogen atom (X) contained as necessary in
Specifically, fluorine, chlorine, bromine, and iodine
Among them, fluorine and chlorine are particularly preferred.
It can be mentioned as follows.
In the present invention, composed of a-Ge (Si, H, X)
To form the first layer region (G), for example
Glow discharge method, sputtering method, or ionic
Vacuum that utilizes discharge phenomena such as amplating method
It is made by a deposition method. For example, glow discharge method
According to
In order to form layer region 1 (G), basically
For Ge supply that can supply Rumanium atoms (Ge)
Raw material gas and, if necessary, silicon atoms (Si)
Raw material gas for Si supply, hydrogen atoms that can supply
(H) Raw material gas or/and halogen atom for introduction
(X) The internal pressure of the raw material gas for introduction can be reduced.
The gas is introduced into the deposition chamber at the desired pressure and the deposition is carried out.
Create a glow discharge in the room and set it in a predetermined position.
If a layer is formed on the surface of a predetermined support,
good. To distribute germanium atoms unevenly
is the distribution concentration C of germanium atoms contained in
a-Ge while controlling according to the desired rate of change curve.
A layer consisting of (Si, H, X) may be formed.
In addition, when forming by sputtering method, for example
For example, use an inert gas such as Ar or He, or a base of these gases.
composed of Si in a low-temperature mixed gas atmosphere.
The target, or the target and Ge
Using two of the targets, or with Si.
Using a mixed target of Ge as needed
Ge supply diluted with diluent gas such as He, Ar etc.
or raw material gas for Si supply as needed.
Depending on the hydrogen atom (H) or/and halogen atom
(X) Deposition chamber for sputtering introduction gas
to form a plasma atmosphere of the desired gas.
At the same time, the raw material gas for supplying Ge or/and
The gas flow rate of the raw material gas for Si supply is adjusted to the desired rate of change curve.
Splash the target while controlling according to the line.
It would be better to do it by tuttering.
In the case of ion plating, for example,
Crystalline silicon or single crystal silicon and polycrystalline germanium
aluminum or single crystal germanium as evaporation sources, respectively.
The evaporation source is housed in a evaporation boat as a
Thermal method, electron beam method (EB method), etc.
The flying evaporates are heated and evaporated into the desired gas.
Except for passing through the plasma atmosphere, spatter
This can be done in the same way as the ring method.
Ru.
Raw material gas for supplying Si used in the present invention
Possible substances include SiHFour,Si2H6,Si3H8,
SiFourHTensilicon hydride in a gaseous state or capable of being gasified, such as
Elements (silanes) are listed as being effectively used.
In particular, ease of handling during layer creation work and Si supply
SiH in terms of good feeding efficiency, etc.Four,Si2H6is preferable
It is mentioned as
Substances that can be used as raw material gas for Ge supply include:
GeHFour,Ge2H6,Ge3H8,GeFourHTen,GeFiveH12,Ge6
H14,Ge7H16,Ge8H18,Ge9H20gas state such as
Or germanium hydride, which can be gasified, can be used effectively.
It is mentioned as being used, especially for layer creation work.
In terms of ease of handling and good Ge supply efficiency,
GeHFour,Ge2H6,Ge3H8are listed as preferable.
can be lost.
For introducing halogen atoms used in the present invention
Many halogenated gases are effective as raw material gases for
For example, halogen gas, halogen
compounds, interhalogens, halogen-substituted
Gaseous or gasifiable materials such as silane derivatives
Preferred examples include rogene compounds.
Furthermore, silicon atoms and halogen atoms
Constituent gaseous or gasifiable halo
Silicon hydride compounds containing gen atoms are also effective.
In the present invention, the following can be mentioned.
Halogen compounds that can be suitably used in the present invention
Specifically, the substances include fluorine, chlorine, bromine,
Iodine halogen gas, BrF, ClF, ClF3,
BrFFive,BrF3,IF3,IF7, ICl, IBr, etc.
Intermediate compounds can be mentioned.
Silicon compounds containing halogen atoms, so-called halogens
Examples of silane derivatives substituted with carbon atoms include
For example, SiFFour,Si2F6,SiClFour, SiBrFouretc.
Silicon rogenide is preferred.
I can do it.
Adopts silicon compounds containing such halogen atoms
The characteristic light guide of the present invention is produced by the glow discharge method.
When forming electrical parts, raw material gas for Ge supply is required.
Hydrogenation as a raw material gas that can supply Si along with gas
can be deposited on the desired support without the use of silicon gas.
A first layer region made of a-SiGe containing rogen atoms
It is possible to form a region (G).
According to the glow discharge method,
When creating the layer area (G) of layer 1, basically the example
For example, silicon halide, which is the raw material gas for supplying Si,
Germanium hydride, which is the raw material gas for Ge supply
and Ar,H2, He and other gases at a predetermined mixing ratio.
Form the first layer region (G) so that the flow rate is
This is introduced into a deposition chamber where a glow discharge is generated.
By forming a gas plasma atmosphere of
to form a first layer region (G) on a desired support.
However, it is possible to control the introduction ratio of hydrogen atoms.
to these gases to make it even easier to measure
Hydrogen gas or silicon compound gas containing hydrogen atoms
They may also be mixed in desired amounts to form a layer.
In addition, each gas can be used not only as a single species but also in a predetermined mixing ratio.
There is no problem in using a mixture of multiple types.
Sputtering method, ion plating method
In either case, halogen atoms are present in the layer formed.
In order to introduce the above-mentioned halogen compound or the above-mentioned
Deposition chamber of silicon compound gas containing halogen atoms
to form a plasma atmosphere of the gas.
Just do it.
In addition, when introducing hydrogen atoms, hydrogen atom guide
Necessary raw material gas, e.g. H2, or the above
Gases such as silanes and/or germanium hydride
The gas is introduced into a deposition chamber for sputtering.
All that is required is to form a plasma atmosphere of gases.
In the present invention, raw materials for introducing halogen atoms
The halogen compounds or halogens listed above as gases
Silicon compounds containing gen are used as effective ones.
In addition, HF, HCl,
Hydrogen halides such as HBr, HI, SiH2F2,SiH2
I2,SiH2Cl2,SiHCl3,SiH2Br2,SiHBr3etc.
rogane-substituted silicon hydride and GeHF3, GeH2F2,
GeH3F, GeHCl3, GeH2Cl2, GeH3Cl,
GeHBr3, GeH2Br2, GeH3Br, GeHI3, GeH2
I2, GeH3Germanium hydrogenated halides such as I,
Halogenation in which hydrogen atoms are one of the constituent elements, such as
matter, GeFFour, GeClFour, GeBrFour, GeIFour, GeF2,
GeCl2, GeBr2, GeI2germanium halides such as
Substances that are in a gaseous state or can be gasified, such as
As an effective starting material for forming the first layer region (G)
I can list the following.
Halides containing hydrogen atoms in these substances
When forming the first layer region (G), halogen is added in the layer.
At the same time as the introduction of electron atoms, electrical or photoelectric properties can be improved.
Hydrogen atoms, which are extremely effective for control, are also introduced, so
In the present invention, a suitable raw material for introducing halogen is
used.
Hydrogen atoms are structurally introduced into the first layer region (G).
In addition to the above, press H2, or SiHFour,Si2
H6,Si3H8,SiFourHTenSupplying Ge such as silicon hydride
germanium or germanium compounds for
Or, GeHFour,Ge2H6,Ge3H8,GeFourHTen,
GeFiveH12,Ge6H14,Ge7H16,Ge8H18,Ge9H20etc
silicon to supply germanium hydride and Si
or a silicon compound in the deposition chamber.
This can also be done by causing a discharge.
In a preferred embodiment of the invention, the light guide formed
Hydrogen contained in the first layer region (G) of the electrical member
The amount of atoms (H) or the amount of halogen atoms (X) or
The sum of the amounts of hydrogen atoms and halogen atoms (H+X) is favorable.
Preferably 0.01~40atomic%, more preferably 0.05~
It is said to be 30 atomic%, optimally 0.1 to 25 atomic%.
Hydrogen atoms contained in the first layer region (G)
Control the amount of (H) or/and halogen atom (X)
For example, support temperature or/and hydrogen atom
(H) or to contain a halogen atom (X)
Introducing into the deposition system the starting materials used for
It is sufficient to control the amount, discharge force, etc.
In the photoconductive member of the present invention, germanium
Second layer region (S) containing no atoms, germanium
In the first layer region (G) containing nium atoms,
Containing a substance (C) that controls conduction properties
Accordingly, the second layer region (S) and the first layer region
The conduction characteristics of the region (G) can be arbitrarily controlled as desired.
Rukoto can.
At this time, the above contained in the second layer region (S)
The substance (C) covers the entire first layer region (G) or
It may be contained in some layer areas, but in any case
It is also contained in a state where it is distributed more towards the support side.
need to be That is, the setting in the second layer region (S)
Layer area (SPN) containing the substance (C) to be eclipsed
is provided as the entire layer area of the second layer area (S).
or supported as part of the second layer region (S).
Provided as a support side end layer region (SE). Before
If the area is set up as a full-level area for the
The fabric density C(S) is linear toward the support side.
increase in a straight line or in a stepwise manner or in a curved manner
It is set up as follows.
When the distribution concentration C(S) increases in a curved manner,
The conductivity increases monotonically toward the support side.
The substance (C) that controls
It is desirable to provide one.
layer region (SPN) into the second layer region (S),
If provided as part of the layer area (SPN)
The distribution state of the substance (C) inside is determined by the surface of the support.
In the in-plane direction parallel to the plane, it is considered to be uniform.
However, in the layer thickness direction, there is no difference whether it is uniform or non-uniform.
I can't support it. In this case, in the layer region (SPN),
The material (C) is set so that it is distributed non-uniformly in the layer thickness direction.
In order to
It is set so that the distribution concentration line is the same as when it is set in
It is desirable to
Material that controls conductivity in the first layer region (G)
A layer containing the substance (C) by containing (C)
Even when providing a region (GPN), the second layer region
Proceed in the same way as when creating a layer region (SPN) in (S).
I can do it.
In the present invention, the first layer region (G) and the first layer region (G)
The conduction properties can be controlled in either of the two layer regions (S).
When containing substance (C), it is contained in both layer regions.
The substances (C) to be treated may be of the same type but different from each other.
Also good. However, the same type of conductivity is controlled in both layer regions.
When containing a substance (C) that
The maximum distribution concentration in the layer thickness direction of (C) is the second
in the layer region (S), i.e. the second layer region (S)
or at the interface with the first layer region (G)
It is preferable to provide the same. In particular, the maximum distribution
The concentration is at the contact interface with the first layer region (G) or at the contact interface with the first layer region (G).
It is desirable to provide it near the interface.
In the present invention, as described above, the first layer ()
Containing a substance (C) that controls conduction characteristics inside
The layer region (PN) containing the substance (C) is
occupies at least a part of the layer area (S) of
Preferably, the support of the second layer region (S)
Provided as the body side end layer region (SE).
The layer region (PN) is the first layer region (G) and the second layer region (G).
When provided so as to straddle both layer regions (S) of
includes a layer region of material (C) that controls the conduction properties.
The maximum distribution concentration C(G)max at (GPN),
Maximum distribution concentration C(S) in the layer region (SPN)
max, C(G)max<C(S)max.
The substance (C) is the first layer so that the relational expression holds true.
Contained in parentheses.
Control the conductivity contained in the layer region (PN)
As a substance (C), it is called in the semiconductor field.
In the present invention, impurities can be mentioned.
gives p-type conductivity to Si or Ge
p-type impurity and n-type impurity that provides n-type conduction characteristics
I can name things.
Specifically, as a p-type impurity,
Atoms belonging to the group (Group atoms), for example, B (B)
element), Al (aluminum), Ga (gallium), In
Especially suitable are Tl (thallium), etc.
B and Ga are used for this purpose.
As an n-type impurity, it belongs to group of the periodic table.
atoms (group atoms), e.g. P (phosphorus), As (arsenic)
element), Sb (antimony), Bi (bismuth), etc.
Particularly preferably used are P and As.
In the present invention, provided in the first layer ()
to control the conductive properties contained in the layer region (PN).
The content of the substance (C) required in the layer region (PN) is
The required conduction properties or the layer area (PN) are
a support or other layer area provided in contact with the
organic relationships, such as the relationship with the properties at the contact interface.
It can be selected as appropriate depending on the gender. Also, before
of other layer areas provided in direct contact with the recording area.
properties and properties at the contact interface with other layer regions
The relationship between substances that control conduction properties is also taken into consideration.
The content of (C) is appropriately selected.
In the present invention, contained in the layer region (PN)
The content of the substance (C) that controls the conduction properties of
Preferably 0.01~5×10Fouratomic ppm, more preferred
is 0.5~1×10Fouratomic ppm, optimally 1-5×
Ten3Considered to be atomic ppm.
In the present invention, the substance controlling the conduction properties
The layer region (PN) containing (C) is the first layer region.
In contact with the contact interface between the region (G) and the second layer region (S)
or a part of the layer region (PN) is the first layer region.
occupy at least a part of the area (G), and
Content of the substance (C) in the layer region (PN)
, preferably 30 atomic ppm or more, more preferably
is at least 50 atomic ppm, optimally 100 atomic ppm
By doing the above, for example, the substance to be included
If the quality is the p-type impurity mentioned above, the self-reflection of the photoreceptive layer
When the support surface is polarized and charged,
The transfer of electrons injected into the second layer region (S) from
It is possible to effectively prevent the above-mentioned
If the substance to be used is the above-mentioned n-type impurity, the light receiving
When the free surface of the capacitor layer is subjected to polar charging treatment
Injected into the second layer region (S) from the support side.
can effectively prevent the movement of holes.
Ru.
In the above case, the above-mentioned basic structure of the present invention
The layer area excluding the layer area (PN) below the formation
In the region (Z), there is a conduction contained in the layer region (PN).
conduction characteristics with a polarity different from the polarity of the material that governs its properties.
It may contain a substance that controls sex, or
is the material that governs the conduction properties of the same polarity in the layer region
much less than the actual amount contained in (PN).
It may be contained in a small amount.
In such a case, the material contained in the layer region (Z)
The content of the substance that governs the conduction properties varies depending on the layer region.
The polarity and content of the above substances contained in the range (PN)
It shall be determined as appropriate according to the desire.
but preferably 0.001 to 1000 atomic ppm, more preferably
Suitably 0.05~500atomic ppm, optimally 0.1~
It is estimated to be 200 atomic ppm.
In the present invention, a layer region (PN) and a layer region
(Z) contains a substance that controls the same kind of conductivity.
In the case where the content in the layer region (Z) is
Preferably, it should be 30 atomic ppm or less. In the above case
In addition to the above, in the present invention, in the first layer ()
In addition, a substance that controls conductivity with one polarity is
Containing layer region and conductivity with the other polarity
Direct contact with the layer containing the substance that controls the
A so-called depletion layer is provided in the contact region.
You can also do that. That is, for example the first layer ()
Therein, the layer region containing the p-type impurity and the layer region containing the p-type impurity.
in direct contact with the layer region containing n-type impurities.
A depletion layer is formed by forming a so-called p-n junction.
Can be set up.
In Figures 11 to 24, in the first layer ()
layer of substance (C) that controls conduction properties contained in
A typical example of the distribution state in the thickness direction is shown.
In these figures, the horizontal axis is the layer thickness of material (C)
The distribution concentration C(PN) in the direction, the vertical axis is the first layer
The layer thickness t from the support side in parentheses is shown. tB
is the position of the interface between the support and the layer region (G), t0is a layer
The position of the contact interface between the region (G) and the layer region (S), tT
indicates the position of the end face of the layer region (S).
FIG. 11 shows the amount contained in the first layer ().
Distribution of substance (C) that controls conduction properties in the layer thickness direction
A first typical example of the condition is shown. Shown in Figure 11
In this example, the substance (C) is in the first layer region (G).
is not contained in the second layer region (S).
, concentration C1Contained in a uniformly distributed concentration.
Clogging, the second layer region (S) is t0and t1end layer between
The substance (C) in the area has a concentration C1with a constant distribution concentration of
Contains.
In the example of FIG. 12, in the first layer region (G),
Substance (C) is contained evenly, but
The substance (C) is not contained in the second layer region (S).
do not have. And the substance (C) is t0and t2layer between
In the area, the distribution concentration is C2is contained at a constant concentration, t2
and tTThe layer region between C2The concentration is much lower than that of
degree C3Contained at a certain concentration.
Substance (C) is first distributed with such distribution concentration C(PN).
Contained in the second layer region (S) constituting the first layer ()
By having the second layer region (G), the second layer region (G)
Transfer of charges injected into the layer region (S) toward the surface
At the same time, it can effectively prevent the movement of light.
Improvements in sensitivity and dark resistance can be measured.
In the example of FIG. 13, the first layer region (G) contains a material.
Although (C) is uniformly contained, t0in
concentration CFourt decreases monotonically toward the upper surface.Tto
The distribution concentration C(PN) changes so that the concentration becomes 0 at
Substance (C) is contained in the form of
The substance (C) is contained in the first layer region (G).
do not have.
In the case of the examples in Figures 14 and 15, the substance
(C) is in the lower end layer region of the second layer region (S).
This is an example where it is unevenly contained. That is, the 14th
In the case of the example shown in the figure and FIG. 15, the second layer region
(S) is a layer region containing substance (C);
The layer regions that do not contain substance (C) are arranged in this order.
It has a layered structure in which layers are stacked from the support side.
In the case of the examples in Figures 14 and 15, different
The point in Figure 14 is that the distribution concentration C(PN) is t0
and t3In between, t0Concentration C at positionFiveMoret3rank
While the concentration decreases monotonically to 0 at
So, in the case of Figure 15, t0and tFourIn between, t0of
Concentration C at position6MoretFourLinear to concentration 0 at position
This is a continuous decline. Figure 14
In the case of the example shown in FIG.
Quality (C) is not included.
In the examples shown in FIGS. 17 to 24, the first
The information is transmitted to both the layer region (G) and the second layer region (S).
When a substance (C) that controls conductivity is contained
is shown.
In the case of the examples shown in FIGS. 17 to 22, the second layer
Region (S) is a layer region containing substance (C).
area and the layer area that does not contain substance (C) are supported.
It has a two-layer structure laminated in this order from the body side.
What they have in common is that Among them, Figures 17 to 2
In the example in Figure 1, both are the first layer region.
The distribution state of substance (C) in (G) is the second layer
Interface position t with region (S)0towards the support side
It has a changing state of the distribution concentration C(PN) which is decreasing.
That's what I'm doing.
In the case of the examples in Figures 23 and 24, the first layer
Substance (C) in the layer thickness direction over the entire layer area of ()
It contains all kinds of things. In addition, Figure 23
In the case, in the first layer region (G), tBAt
concentration Ctwenty threeMoret0Concentration C attwenty twountil tBMoret0
increases linearly towards the second layer region (S).
In this case, t0Concentration C attwenty twoMoretTconcentration at
t to 00MoretTdecreases monotonically and continuously toward
ing.
In the case of Figure 24, tBand t13In the layer area between
So, the concentration Ctwenty fourContains substance (C) at a constant distribution concentration of
possessed, t13and tTIn the layer region between
Ctwenty fivemore linearly decreasing, tTreaches 0 at
ing.
In the above figures 11 to 24, the first layer
() of the substance (C) that controls conductivity in
We will explain a typical example of a change in the distribution concentration C(PN).
As explained, in each example, the substance (C)
such that the maximum distribution concentration of is in the second layer region (S)
The substance (C) is contained in the first layer ( ).
In the present invention, it is composed of a-Si(H,X).
To form the second layer region (S), the above-mentioned step
In the starting material () for forming the layer region (G) of
The starting material, which becomes the raw material gas for G supply, is removed.
Starting material [Starting material for forming the second layer region (S)
()] to form the first layer region (G).
may be carried out in the same manner and under the same conditions as when
come.
That is, in the present invention, a structure composed of a-Si(H,X)
For example, to form the second layer region (S)
Glow discharge method, sputtering method, or ionic
Vacuum that utilizes discharge phenomena such as amplating method
It is made by a deposition method. For example, glow discharge method
, the second composed of a-Si(H,X)
To form the layer region (S), basically the above-mentioned steps are performed.
A raw material for Si supply that can supply silicon atoms (Si)
Hydrogen atoms (H) are introduced as necessary along with the feed gas
or/and raw material for introducing halogen atoms (X)
A gas is introduced into a deposition chamber whose interior can be reduced in pressure.
A glow discharge is generated in the deposition chamber, and a predetermined
a on a predetermined support surface installed in a fixed position.
A layer consisting of -Si(H,X) may be formed.
In addition, when forming by sputtering method, for example
For example, inert gas such as Ar, He, etc.
composed of Si in a mixed gas atmosphere based on
When sputtering a target, hydrogen atoms
(H) or/and halogen atom (X) introduction gas
If the gas is introduced into the deposition chamber for sputtering,
good.
In the present invention, the first layer () to be formed is
Hydrogen contained in the constituent second layer region (S)
The amount of atoms (H) or the amount of halogen atoms (X) or
The sum of the amounts of hydrogen atoms and halogen atoms (H+X) is
Preferably 1 to 40 atomic%, more preferably 5 to 40 atomic%
It is set at 30 atomic%, optimally from 5 to 25 atomic%.
There is a conductive characteristic in the layer region constituting the first layer ().
Substances that control the properties (C), such as group atoms or
Alternatively, group atoms may be structurally introduced to form the substance.
To form a layer region (PN) containing (C)
is the starting material for the introduction of group atoms during layer formation.
Alternatively, the starting material for introducing group atoms may be in a gaseous state.
In the deposition chamber, another layer is added for forming the first layer ().
It may be introduced together with the starting material. Like this
As a potential starting material for the introduction of group atoms
is gaseous or at least layer-forming at normal temperature and pressure.
Materials that can be easily gasified under certain conditions are used.
is desirable. Starting materials for the introduction of such group atoms
Specifically, for the introduction of boron atoms,
B2H6,BFourHTen,BFiveH9,BFiveH11,B6HTen,B6H12,
B6H14Boron hydride, BF etc.3, BCl3,BBr3etc.
Examples include boron halides. In addition,
AlCl3,GaCl3, Ga(CH3)3,InCl3, TlCl3etc. are also listed
You can get it.
As a starting material for the introduction of group atoms,
It is effectively used for introducing phosphorus atoms.
So, PH3,P2HFourHydrogenated phosphorus, PH etc.FourI, P.F.3,
P.F.Five, PCl3, PClFive, PBr3, PBrFive, P.I.3etc. halogen
Examples include phosphorus chloride. In addition, AsH3,AsF3,
AsCl3, AsBr3,AsFFive,SbH3,SbF3,SbFFive,
SbCl3,SbClFive, BiH3, BiCl3, BiBr3etc. also group
Listed as effective starting materials for atom introduction
I can do it.
In the photoconductive member of the present invention, high photosensitivity and
High dark resistance, furthermore, support and first layer ()
For the purpose of improving the adhesion between
An oxygen atom is contained in (). first layer
The oxygen atoms contained in () are the first layer ()
It may be evenly contained in the entire layer area, or
is contained only in some layer regions of the first layer ().
It may also be unevenly distributed.
In addition, the distribution state of oxygen atoms is such that the distribution concentration C(O) is
The first layer () is uniform in the thickness direction.
However, the distribution concentration C(O) is non-uniform in the layer thickness direction.
It's okay to be.
In the present invention, provided in the first layer ()
The layer region (O) containing oxygen atoms is photosensitive.
If the main purpose is to improve the power and dark resistance,
It is set so that it occupies the entire layer area of the first layer ().
, the support and the first layer ( ) or the first layer region
(G) and the second layer region (S)
If the main purpose is to measure the
The support side end layer region of the layer () or the first and second layer regions
It is provided so as to occupy the area near the interface between the two layer regions.
Ru.
In the former case, the oxygen contained in the layer region (O)
The atomic content is relatively low to maintain high photosensitivity.
In the latter case, the strength of the adhesion between the layers
It is desirable that the amount be relatively large in order to reliably measure the
stomach.
Also, the purpose of achieving both the former and the latter at the same time.
In order to
relatively on the free surface side of the first layer ().
Distribute to low concentration or first layer ()
Oxygen atoms are actively added to the surface region on the free surface side of the
The distribution of oxygen atoms in the layer is such that it is not included in the layer.
It may be formed in the area (O).
Furthermore, the support or the first layer region (G)
to prevent charge injection into the second layer region (S).
If the purpose is to increase the apparent resistance,
Highly concentrated acid is applied to the support side end of the first layer region (G).
The elementary atoms are distributed in the first layer region and the second layer region.
Oxygen atoms are distributed at a high concentration near the interface of the area.
Figures 25 to 40 show the entire first layer ().
A typical example of the distribution state of oxygen atoms as a body is shown.
It can be done. Please note that we do not wish to explain any of these figures.
Symbols used without reference are shown in Figures 2 to 10.
It has the same meaning as when used.
In the example shown in FIG. 25, the position tBMore position1
Until the oxygen atom distribution concentration is C1is assumed to be a constant value,
position t1from position tTThe oxygen atom distribution concentration is up to C2Toichi
It is said to be fixed.
In the example shown in FIG. 26, the position tBMore position2
Until the oxygen atom distribution concentration is C3is assumed to be a constant value,
position t2More position3Until the oxygen atom distribution concentration is CFourand
and position t3from position tTUp to the oxygen atom distribution concentration
is CFiveThe oxygen atom distribution concentration is reduced in three stages.
I'm letting you do it.
In the example in Figure 27, position tBMore positionFourup to oxygen
The atomic distribution concentration is C6and position tFourfrom position tTup to acid
The elementary atom distribution concentration is C7It is said that
In the example in Figure 28, position tBMore positionFiveup to oxygen
The atomic distribution concentration is C8and position tFivefrom position t6up to acid
The elementary atom distribution concentration is C9and position t6from position tTto
The oxygen atom distribution concentration is CTenIt is said that in this way
The oxygen atom distribution concentration is increased in three stages.
In the example of Figure 29, position tBMore position7up to oxygen
The atomic distribution concentration is C11and position t7from position t8up to acid
The elementary atom distribution concentration is C12and position t8from position tTto
The oxygen atom distribution concentration is C13It is said that Support side
and the oxygen atom distribution concentration becomes higher on the free surface side.
It's there.
In the example shown in FIG. 30, position tBMore position9
Until the oxygen atom distribution concentration is C14and position t9mosquito
ra position tTenOxygen atomic distribution concentration up to C15and position
tTenfrom position tTThe oxygen atom distribution concentration up to C14as
There is.
In the example shown in FIG. 31, the position tBfrom position t11
The oxygen atom distribution concentration up to C16position t11from position
t12The oxygen atom distribution concentration is up to C17increased in stages with
Set, position t12from position tTThe oxygen atom distribution concentration is up to
C17and is decreasing.
In the example in Figure 32, position tBfrom position t13up to oxygen
The atomic distribution concentration is C19and position t13from position t14to
Oxygen atom distribution concentration is C20and increase in stages,
Placement14from position tTThe oxygen atom distribution concentration is reduced to the initial concentration.
Concentration less than degree Ctwenty oneIt is said that
In the example shown in FIG. 33, the position tBfrom position t15
The oxygen atom distribution concentration is up to Ctwenty twoand position t15Kara position
Placement16Oxygen atomic distribution concentration up to Ctwenty threedecrease to
Placement16from position t17Oxygen atomic distribution concentration up to Ctwenty fourand stages
increase position t18from position tTUp to oxygen atoms
Cloth density Ctwenty threehas been reduced to.
In the example shown in Figure 34, the distribution concentration of oxygen atoms is
The degree C(O) is the position tBMore positionTThe distribution density becomes
degree 0 to Ctwenty fiveIt continues to monotonically increase up to .
In the example shown in Figure 35, the distribution concentration of oxygen atoms is
The degree C(O) is the position tB, the distribution concentration C26in,
The distribution concentration C26From position t18It's monotonous until
continuously decreases to position t18distribution concentration C27Tonatsu
ing. position t18More positionTIn between, oxygen
The distribution concentration of atoms C(O) is given by the position t18more consecutively
increases monotonically, position tTThe distribution concentration C at28and
It's summery.
In the example in Figure 36, compare with the example in Figure 35.
Similar but different in position t19and position
t20Because it does not contain oxygen atoms,
be.
position tBand position t19Between position tBdistribution in
Concentration C29More position19Continuous until distribution concentration 0 in
decreases monotonically, and the position t20and position tTbetween the positions
t20The distribution density at position t from 0Bdistribution density in
degree C30It continues to monotonically increase up to .
In the photoconductive member of the present invention, FIGS.
As a typical example is shown in Fig. 36, the first layer
( ) on the lower surface and/or upper surface side.
containing oxygen atoms and inside the first layer ()
In order to
, the distribution concentration C(O) of oxygen atoms in the layer thickness direction is
By continuously changing, for example, the first layer
Efforts are being made to increase the light sensitivity and dark resistance of ().
In addition, in Figures 34 to 36, acid
Continuously changing the distribution concentration C(O) of elementary atoms
In the layer thickness direction due to the inclusion of oxygen atoms,
Coherence of laser light, etc. by slowing the change in refractive index
It effectively prevents interference caused by light.
In the example shown in FIG. 37, the position tBMore positiontwenty one
Until the oxygen atomic concentration is C31and position ttwenty oneKara position
Placementtwenty twoincreases to position ttwenty oneThe oxygen atomic concentration peaks at
value C32become. position ttwenty twofrom position ttwenty threeOxygen atomic concentration up to
degree decreases and position tTThe oxygen atomic concentration C31becomes.
In the example shown in FIG. 38, the position tBfrom position ttwenty four
Until the oxygen atomic concentration is C33and position ttwenty fourfrom position
ttwenty fiveincreases rapidly until position ttwenty fiveThe oxygen atomic concentration is
mark value C34and position ttwenty fivefrom position tTup to oxygen source
The concentration decreases until it is almost zero.
In the example shown in FIG. 39, position tBfrom position t26
The oxygen atomic concentration is up to C35from C36slowly increasing to
addition, position t26The oxygen atom concentration is the peak value C36Tona
Ru. position t26from position tTThe oxygen atomic concentration rapidly increases until
decrease position tTThe oxygen atomic concentration C35becomes.
In the example shown in FIG. 40, the position tBoxygen atom in
Concentration C37at position t29The oxygen atomic concentration decreases until oxygen
Atomic concentration C38The position t29from position t28up to oxygen source
Child concentration C28is constant. position t28from position t29to
The oxygen atom concentration increases and the position t29Oxygen atomic concentration at
is the peak value C39Take. position t29from position tTup to acid
The elementary atom concentration decreases at position tTThe oxygen atomic concentration C38and
Become.
In the present invention, the layer region (O) is the first layer.
() or the first layer ()
Even if it does not occupy the entire area, the layer thickness T of the layer region (O)0
The proportion of the first layer () in the layer thickness T is sufficiently large.
If the oxygen atoms contained in the layer region (O)
The upper limit of the content of
It is desirable to
In the case of the present invention, the layer thickness T of the layer region (O)0but
The ratio of the first layer () to the layer thickness T is 5
In the case where it is more than 2/2, in the layer area (O)
The upper limit for the amount of oxygen atoms contained in silicon
Three atoms: Con atom, germanium atom, and oxygen atom
For the sum (hereinafter referred to as "T (SiGeO)"),
Preferably 30 atomic% or less, more preferably
It should be less than 20 atomic%, optimally less than 10 atomic%.
It can be done.
In the present invention, the acid constituting the first layer ()
The layer region (O) containing elementary atoms is as described above.
The proportion of oxygen atoms on the support side and near the free surface increases.
It has a localized region (B) containing relatively high concentration.
It is desirable that the former be provided as a
In some cases, close contact between the support and the first layer ()
Further improving sexual performance and improving receptive potential
can be measured.
The above localized region (B) is shown in FIGS. 25 to 40.
To explain using the symbols shown in , the interface position tBAlso
is the free surface tTIt is desirable to set the distance within 5μ.
stomach.
In the present invention, the localized region (B) is a field
surface position tBor free surface tTFull layer area up to 5μ thick
Area (LT), or the layer area
(LT).
The localized region (B) is transformed into a layered region (LT) as part of
Whether it is all or all depends on the layer being formed
It is determined as appropriate according to the characteristics.
The localized region (B) is the oxygen source contained therein.
The distribution concentration of oxygen atoms is expressed as the distribution state in the layer thickness direction.
The maximum value Cmax of the degree is preferably 500 atomic ppm
or more, more preferably 800 atomic ppm or more, optimal
The distribution pattern is said to be more than 1000 atomic ppm.
The layer is formed in such a way that it can be layered.
That is, in the present invention, oxygen atom-containing
The layer area (O) is located from the support side or free surface.
Within 5μ for layer thickness (tBor tT(from 5μ thick layer area)
is formed such that there is a maximum value Cmax of the distribution concentration at
It is desirable that
In the present invention, the purpose of the present invention can be achieved more effectively.
of oxygen atoms in the layer region (O) to achieve
The distribution concentration line in the layer thickness direction is
The layer area is smooth and continuous.
It is desirable that (O) contains an oxygen atom.
Also, the distribution concentration line has its maximum distribution concentration Cmax
is designed to exist inside the first layer ()
By doing so, the effects described later will be clearly demonstrated.
Ru.
In the present invention, the maximum distribution concentration Cmax
is preferably opposite to the support of the first layer ().
Provided near the paired surface (free surface side in Figure 1)
It is desirable to be able to do so. In this case, the maximum distribution concentration
By appropriately selecting Cmax, the free surface side of the photoreceptive layer can be
When subjected to charging treatment, the inside of the photoreceptive layer is
to effectively prevent charge from being injected into the
I can do it.
In addition, near the free surface, oxygen atoms
Maximum distribution concentration Cmax when the distribution concentration is towards the free surface
Oxygen atoms are included in the first layer so that they decrease more steeply.
This increases durability in humid atmospheres.
It can be further improved.
The distribution concentration curve of oxygen atoms is the maximum distribution concentration Cmax
in the first layer (), further
The distribution is divided so that the maximum value of the distribution concentration is on the side of the support.
Design the fabric concentration curve to contain oxygen atoms.
and the adhesion and charge between the support and the first layer.
Injection prevention can be improved.
In the present invention, oxygen atoms are present in the first layer ()
In the central layer region, efforts are made to increase the dark resistance.
However, it is contained in an amount that does not reduce photosensitivity.
It is desirable to
In the present invention, the maximum distribution concentration of oxygen atoms
Cmax is preferably for T(SiGeO)
67 atomic% or less, more preferably 50 atomic% or less
The optimum value is 40 atomic% or less.
In the present invention, provided in the first layer ()
The content of oxygen atoms contained in the layer region (O) is
Characteristics required for the layer region (O) itself or the layer
When the region (O) is provided in direct contact with the support
In this case, the characteristics of the contact interface with the support
Make appropriate selections in terms of organic relationships such as relationships.
I can do that.
In addition, other layer regions may be directly contacted with the layer region (O).
If a region is provided, the characteristics of the other layer region
and the characteristics at the contact interface with other layer regions.
The content of oxygen atoms is selected appropriately, taking into account the relationship
be done.
The amount of oxygen atoms contained in the layer region (O) is
Depending on the characteristics required for the photoconductive member to be formed.
Although it can be determined appropriately according to the desire, T (SiGeO)
preferably 0.001 to 50 atomic%, more preferably
Ideally 0.002~40atomic%, optimally 0.003~
It is assumed to be 30 atomic%.
In the present invention, oxygen atoms are added to the first layer ().
To provide a contained layer region (O), a first layer
The starting material for introducing oxygen atoms during the formation of ()
Used with starting materials for the formation of the first layer ()
and contain the amount in the formed layer while controlling the amount.
Just do it.
Glow discharge method is used to form the layer region (O)
If present, starting materials for the formation of the first layer ()
Oxygen atoms selected from among
Starting material for introduction is added. Such an oxygen source
At least an oxygen source is used as a starting material for the introduction of oxygen.
A gaseous substance whose constituent atoms are atoms that can be gasified
Most of the gasified substances used are
can be done.
For example, a material whose constituent atoms are silicon atoms (Si).
Raw material gas and raw material containing oxygen atoms (O) as constituent atoms
gas and, if necessary, hydrogen atoms (H) or
A raw material gas containing rogen atoms (X) as constituent atoms.
Use by mixing at the desired mixing ratio, or
A raw material gas containing silicon atoms (Si) and an acid
The constituent atoms are elementary atoms (O) and hydrogen atoms (H).
and raw material gas at the desired mixing ratio.
or silicon atoms (Si) as constituent atoms.
raw material gas, silicon atoms (Si), and oxygen atoms
The three constituent atoms are (O) and hydrogen atom (H)
It can be used in combination with raw material gas.
Also, separately, silicon atoms (Si) and hydrogen atoms
Oxygen atoms in the raw material gas whose constituent atoms are (H)
Mix and use raw material gas containing (O) as a constituent atom
You may do so.
Specifically, for example, oxygen (O2), ozone (O3),
-Nitric oxide (NO), nitrogen dioxide (NO2), diacid
Nitrogen (N2O), nitrogen sesquioxide (N2O3), tetradic acid
Nitrogen (N2OFour), nitrogen pentoxide (N2OFive), trioxide
Nitrogen (NO3), silicon atoms (Si) and oxygen atoms
Example where (O) and hydrogen atom (H) are constituent atoms
For example, disiloxane (H3SiOSiH3), Toshiroki
Sun (H3SiOSiH2OSiH3) and other lower siloxanes
etc. can be mentioned.
Oxygen-containing oxygen atoms are produced by sputtering.
To form the layer region (O), single crystal or polycrystalline
Si wafer or SiO2Wafer or Si
SiO3A wafer containing a mixture of
These are used as targets in various gas atmospheres.
This can be done by sputtering.
For example, using a Si wafer as a target
Then, oxygen atoms and optionally hydrogen atoms or/
and raw material gas for introducing halogen atoms.
Dilute with diluting gas as necessary to make it suitable for sputtering.
A gas plasma of these gases is introduced into the deposition chamber.
The Si wafer is sputtered by forming
That's fine.
Also, separately, Si and SiO2target different from
as or Si and SiO2A single target mixed with
By using the
in an atmosphere of diluent gas as a gas or at least
Hydrogen atom (H) or/and halogen atom (X)
Sputtering in a gas atmosphere containing constituent atoms
It is done by ringing. Introduction of oxygen atom
As raw material gas for
The raw material gas for introducing oxygen atoms into the raw material gas shown in
gas is also effective in sputtering.
can be used.
In the present invention, when forming the first layer ()
A layer region (O) containing oxygen atoms is provided in
In this case, the amount of oxygen atoms contained in the layer region (O) is
Create a desired layer by changing the fabric concentration C(O) in the layer thickness direction.
Layer with depth profile
To form the region (O), in the case of glow discharge
is the oxygen atom whose distribution concentration C(O) should be changed
Select the starting material gas for introduction and its desired gas flow rate.
while changing the deposition chamber as appropriate according to the rate of change curve of
This is accomplished by introducing the For example, manually
Or a commonly used external drive motor etc.
If it is installed in the middle of the gas flow path system by some method.
The opening of a predetermined needle valve is gradually changed.
All you have to do is perform the following operations. At this time, the rate of change in flow rate is
It does not have to be linear; for example, it can be done using a microcomputer, etc.
flow according to a pre-designed rate of change curve.
You can also control the amount and obtain the desired content curve.
Ru.
Form layer region (O) by sputtering method
In this case, the distribution concentration of oxygen atoms in the layer thickness direction C(O)
is changed in the layer thickness direction, and the location of oxygen atoms in the layer thickness direction
To form the desired depth profile,
Firstly, as with the glow discharge method, acid
The starting material for introducing elementary atoms is used in a gaseous state, and the
Adjust the gas flow rate when introducing gas into the deposition chamber as desired.
Therefore, it can be achieved by changing it appropriately.
Second, the target for sputtering,
For example, Si and SiO2using a mixed target with
Si and SiO2The mixing ratio with
The thickness of the target layer is changed in advance.
This is accomplished by
In the photoconductive member 100 shown in FIG.
A second layer formed on the first layer ( ) 102
( ) 105 has a free surface 106 and is mainly moisture resistant.
performance, continuous repeated use characteristics, electrical pressure resistance, usage environment
Achieves the objectives of the present invention in terms of environmental characteristics and durability
established for the purpose of
Further, in the present invention, the first layer ( ) 102
and the second layer ( ) 105
each have a common constituent element, silicon atoms.
chemical stability at the laminated interface.
have been sufficiently ensured.
The second layer () in the present invention is made of silicon raw material.
(Si), nitrogen atom (N), and hydrogen as necessary
Contains an atom (H) or/and a halogen atom (X)
amorphous material (hereinafter referred to as “a-(SixN1-x)y(H,X)
1-y”. However, it is composed of 0<x, y<1).
It can be done.
a-(SixN1-x)y(H,X)1-yThe second consists of
The layer () is formed by glow discharge method, sputtering
This is done by the magnetic method, electron beam method, etc.
Ru. These manufacturing methods depend on manufacturing conditions, equipment capital investment, etc.
load level, manufacturing scale, and the photoconductive member being manufactured.
Selection is made as appropriate depending on factors such as desired characteristics.
A photoconductive member having the desired properties
It is relatively easy to control the manufacturing conditions for manufacturing
Along with silicon atoms, nitrogen atoms and halogens
Introducing atoms into the second layer to be created ()
The glow discharge method or the flash discharge method has the advantage of being easy to perform.
A puttering method is preferably employed.
Furthermore, in the present invention, glow discharge method and spa
The second method can be used in conjunction with the Tuttering method within the same system.
A layer ( ) may be formed.
Forming the second layer () by glow discharge method
To do this, a-(SixN1-x)y(H,X)1-yRaw materials for forming
The gas is mixed with a predetermined amount of diluent gas as needed.
Mix and introduce into a vacuum deposition chamber where a support is installed.
The introduced gas causes a glow discharge.
The gas is turned into a gas plasma by
a-(Six
N1-x)y(H,X)1-yAll you have to do is deposit it.
In the present invention, a-(SixN1-x)y(H,X)1-y
As raw material gas for formation, silicon atoms (Si),
Nitrogen atom (N), hydrogen atom (H), halogen atom
A group consisting of at least one of (X) as a constituent atom
Gasified substances or substances that can be gasified
Most of them can be used.
Si is one of the constituent atoms among Si, N, H, and
When using a raw material gas that is
A raw material gas with constituent atoms and a raw material with N atoms as constituent atoms.
raw material gas and, if necessary, raw material containing H as a constituent atom
gas or/and source gas containing X as a constituent atom
Use by mixing at the desired mixing ratio, or use Si as a structure.
A raw material gas with constituent atoms and N and H with constituent atoms.
raw material gas or/and N and X as constituent atoms
This is also mixed with the raw material gas at the desired mixing ratio.
Or, a raw material gas containing Si as a constituent atom
and a raw material gas whose constituent atoms are Si, N, and H.
or an element whose constituent atoms are Si, N, and X.
It can be used in combination with a raw material gas.
In addition, there is also a raw material gas whose constituent atoms are Si and H.
Used by mixing raw material gas containing N as a constituent atom.
It is also possible to use a raw material gas containing Si and X as constituent atoms.
Used by mixing raw material gas containing N as a constituent atom.
You may do so.
In the present invention, the second layer () contains
Suitable halogen atoms (X) are F, Cl,
Br, I, with F, Cl being particularly desirable.
Ru.
In the present invention, forming the second layer ()
It can be used as a raw material gas that can be effectively used for
The gas is in a gas state at room temperature and pressure, or it is easily
Examples include substances that can be gasified.
Form the second layer () by sputtering method
In this case, for example, the following is done.
Firstly, inert gas such as Ar, He or
In a mixed gas atmosphere based on these gases
Sputtering a target made of Si with
When the raw material gas for introducing nitrogen atoms (N) is
or/and halo for hydrogen atom (H) introduction depending on
Sputtering with raw material gas for introducing Gen atoms (X)
It is best to introduce it into the vacuum deposition chamber where the ring is performed.
stomach.
Second, it can be used as a target for sputtering.
TeSi3NFourA target composed of or Si
Configured targets and Si3NFourA tar made up of
Two pieces of Getu or Si and Si3NFourcomposed of
The second layer formed by using targets
Nitrogen atoms (N) can be introduced into ().
Ru. At this time, the above raw material for introducing nitrogen atoms (N)
If gas is used together, the flow rate can be controlled.
of nitrogen atoms (N) introduced into the second layer ()
It is easy to arbitrarily control the amount.
Nitrogen atoms (N) introduced into the second layer ()
The content of the raw material gas for introducing nitrogen atoms (N) is
Control the flow rate when introduced into the deposition chamber, or
is contained in the target for nitrogen atom (N) introduction.
The proportion of nitrogen atoms (N)
or both.
optionally controlled as desired
I can do it.
Raw material gas for supplying Si used in the present invention
The starting material is SiHFour,Si2H6,Si3H8,
SiFourHTensilicon hydride in a gaseous state or capable of being gasified, such as
Elements (silanes) are listed as being effectively used.
In particular, the ease of handling the layer creation work and the efficiency of Si supply are improved.
SiH in terms of good rate etc.Four,Si2H6is preferable
It can be mentioned.
By using these starting materials, the layer formation conditions can be changed.
The second layer formed by appropriate selection
() Along with Si, H can also be introduced into ().
It can be used as an effective starting material as raw material gas for supplying Si.
In addition to the silicon hydride mentioned above, halogen atoms
Silicon compounds containing (X), so-called halogen atoms
Substituted silane derivatives, specifically e.g.
SiFFour,Si2F6,SiClFour, SiBrFourSilicon halides such as
can be cited as preferred.
Furthermore, SiH2F2,SiH2I2,SiH2Cl2,SiHCl3,
SiH2Br2,SiHBr3halogen-substituted silicon hydrides, such as
Hydrogen atoms in a gaseous state or capable of being gasified, such as
Halides containing as one of the constituents are also effective
Starting material for supplying Si for the formation of the second layer () and
I can list it as follows.
Silicon compounds containing these halogen atoms (X)
When using layer formation conditions, as mentioned above,
In the second layer () formed by careful selection
X can be introduced together with Si.
Halogen containing hydrogen atoms in the above starting materials
The silicon oxide compound is added to the layer during the formation of the second layer ().
At the same time as introducing halogen atoms (X) into
Hydrogen atoms are extremely effective in controlling photoelectric properties.
Since (H) is also introduced, it is suitable in the present invention.
used as a starting material for the introduction of halogen atoms (X).
used.
When forming the second layer () in the present invention
Raw material gas used for introducing halogen atoms (X)
Effective starting materials include those listed above.
In addition, for example, fluorine, chlorine, bromine, and iodine
Logen gas, BrF, ClF, ClF3,BrFFive,BrF3,
IF3,IF7, interhalogen compounds such as ICl, IBr, HF,
Hydrogen halides such as HCl, HBr, HI, etc.
I can do that.
Nitrogen used in forming the second layer ()
It can be used as a raw material gas for introducing atoms (N).
Starting materials that are effectively used include N as a constituent atom.
Or, for example, nitrogen whose constituent atoms are N and H
(N2), ammonia (NH3), hydrazine (H2
NNH2), hydrogen azide (HN3), ammonium azide
Umu (NHFourN3) etc. gaseous or gasifiable
Nitrogen compounds such as nitrogen, nitrides and azides are listed.
Rukoto can. In addition, the introduction of nitrogen atoms (N)
In addition to the introduction of halogen atoms (X), it is also possible to introduce halogen atoms (X).
From this point of view, nitrogen trifluoride (F3N), nitrogen tetrafluoride
(FFourN2) and other halogenated nitrogen compounds.
I can do it.
In the present invention, the second layer () is treated by glow discharge.
Used when forming by sputtering method or sputtering method.
The diluent gas used is so-called noble gas, for example.
He, Ne, Ar, etc. are preferred.
I can do it.
The second layer () in the present invention satisfies its requirements.
carefully shaped to give the desired characteristics.
will be accomplished.
That is, Si, N, H or/and X as necessary.
The composition of the substances used as constituent atoms depends on the conditions for their creation.
Structurally, it takes forms ranging from crystals to amorphous.
In terms of electrical properties, it ranges from conductive to semiconducting to insulating.
properties ranging from photoconductive to non-photoconductive.
Since each exhibits electrical properties, in the present invention,
a-(SixN1-x)y
(H,X)1-yas desired so that a
The selection of the creation conditions is made strictly. For example,
The main purpose of the second layer () is to improve electrical voltage resistance.
To provide a-(SixN1-x)y(H,X)1-ymessenger
Amorphous material with remarkable electrically insulating behavior in a commercial environment
Created as a material.
In addition, improvements in continuous repeated use characteristics and usage environment characteristics
A second layer () is provided with the main purpose of
In some cases, the degree of electrical insulation mentioned above is relaxed to some extent.
and has a certain degree of sensitivity to the light that is irradiated.
a-(SixN1-x)y(H,X)1
-yis created.
a-(Si) on the surface of the first layer ()xN1-x)y(H,
X)1-yWhen forming the second layer () consisting of the layer
The temperature of the support during formation depends on the structure of the layer being formed and
It is an important factor that influences the characteristics, and in the present invention,
In this case, a-(SixN1-x)y
(H,X)1-ylayered so that it can be created as desired.
It is desirable that the temperature of the support during formation be strictly controlled.
stomach.
The desired objectives of the present invention are effectively achieved.
Depending on the method of forming the second layer () to
The optimal temperature range is selected and the shape of the second layer ()
formation is carried out, preferably at temperatures between 20 and 400°C.
The temperature is preferably 50 to 350℃, optimally 100 to 300℃.
It can be done. The formation of the second layer () constitutes the layer
Fine control of the atomic composition ratio and layer thickness is
Because it is relatively easy compared to the law,
- It is advantageous to use the discharge method or sputtering method.
However, the second layer () can be formed using these layer formation methods.
If the temperature of the support is
When the discharge power is created a-(SixN1-x)y
(H,X)1-yOne of the important factors that influences the characteristics of
It is.
Characteristics for achieving the purpose of the present invention
a-(SixN1-x)y(H,X)1-yis more productive
As a discharge power condition to be effectively created
is preferably 1.0~300W, more preferably 2.0~
250W, ideally 5.0~200W.
It's a good thing.
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.
Delicious.
In the present invention, in order to create the second layer (),
Desired numerical ranges for support temperature and discharge power
The values in the range mentioned above are listed as
The layer creation factors for are determined independently and separately.
a-(SixN1-x)y
(H,X)1-yA second layer () is formed, consisting of
Create each layer based on mutual organic relationships so that
It is desirable that the optimal value of the factor can be determined.
The second layer () in the photoconductive member of the present invention
The amount of nitrogen atoms contained depends on the composition of the second layer ().
The desired features to achieve the objectives of the invention as well as the conditions for formation
The second layer (in which the properties are obtained) is formed.
It is a factor.
Nitrogen contained in the second layer () in the present invention
The amount of elementary atoms makes up the second layer (amorphous)
Depending on the type of material and its characteristics, as appropriate.
It can be determined by
That is, the general formula a-(SixN1-x)y(H,X)1-y
Amorphous materials shown in can be roughly divided into silicon
Amorphous material composed of atoms and nitrogen atoms (hereinafter referred to as
After that, “a-SiaN1-a”. However, 0<a<1),
Composed of silicon atoms, nitrogen atoms, and hydrogen atoms
amorphous material (hereinafter referred to as “a-(SibN1-b)cH1-c"and
write down However, 0<b, c<1), silicon atoms and
Nitrogen atoms, halogen atoms, and hydrogen atoms if necessary
An amorphous material (hereinafter referred to as “a-(Sid
N1-d)e(H,X)1-e”. However, 0<d, e<
1).
In the present invention, the second layer () is a-Sia
N1-aContained in the second layer () when composed of
The amount of nitrogen atoms used is preferably 1×10-3~
60 atomic%, more preferably 1-50 atomic%, maximum
It is preferable to set it to 10 to 45 atomic%.
It is. That is, the previous a-SiaN1-aIn the display of a of
If carried out, a is preferably 0.4 to 0.99999, more preferably
is between 0.5 and 0.99, optimally between 0.55 and 0.9.
In the present invention, the second layer ( ) is a-(Sib
N1-bcH1-cIf the second layer consists of ()
The amount of nitrogen atoms contained is preferably 1×10-3
~55 atomic%, more preferably 1~
55 atomic%, optimally 10-55 atomic%
is desirable. As the content of hydrogen atoms
preferably 1 to 40 atomic%, more preferably
Usually 2-35 atomic%, optimally 5-30 atomic%
It is desirable that hydrogen atoms be in these ranges.
The photoconductive member formed when the content is
It can be fully applied as an excellent thing in actual situations.
Ru.
That is, the previous a-(SibN1-b)cH1-cIf you do it with the display
b is preferably 0.45 to 0.99999, more preferably 0.45
~0.99, optimally 0.15-0.9, c preferably 0.6
~0.99, more preferably 0.65~0.98, optimally 0.7~
A value of 0.95 is desirable.
The second layer () is a-(SidN1-d)e(H,X)1
-eincluded in the second layer ().
The content of nitrogen atoms is preferably 1×
Ten-3~60 atomic%, more preferably 1-60 atomic
%, optimally 10 to 55 atomic%. Halogen
The content of atoms is preferably 1 to 20 atomic%,
More preferably 1 to 18 atomic%, optimally 2 to 18 atomic%
It is assumed to be 15 atomic%. Halogen in these ranges
Photoconductive members created when there is an atomic content
It can be fully applied in practice. as needed
The preferred content of hydrogen atoms is
or less than 19 atomic%, more preferably 13 atomic%
% or less.
That is, the previous a-(SidN1-d)e(H,X)1-ed,
If expressed as e, d is preferably 0.4 to 0.99999,
More preferably 0.4 to 0.99, optimally 0.45 to 0.9, e
is preferably 0.8 to 0.99, more preferably 0.82 to
0.99, optimally 0.85 to 0.98.
Number range of layer thickness of second layer () in the present invention
are important for effectively achieving the purpose of the present invention.
This is one of the important factors.
According to the intended purpose so as to achieve the purpose of the present invention
can be determined as appropriate and desired.
Also, the layer thickness of the second layer () is
The amount of nitrogen atoms contained and the thickness of the first layer ()
In relation to
According to the desired organic relationship according to the characteristics
It needs to be decided accordingly.
In addition, it is possible to add economic considerations that take into account productivity and mass production.
It is desirable that considerations also be made in terms of cost efficiency.
The layer thickness of the second layer () in the present invention is preferably
preferably 0.003 to 30μ, more preferably 0.004 to 20μ, most preferably
A suitable value is 0.005 to 10μ.
The support used in the present invention is electrically conductive.
It may also be electrically insulating. As a conductive support
For example, NiCr, stainless steel, Al, Cr,
Metals such as Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd, etc.
Or an alloy of these may be mentioned.
As the electrically insulating support, polyester, polyester, etc.
Liethylene, polycarbonate, cellulose acetate
Tate, polypropylene, polyvinyl chloride, poly
Vinylidene chloride, polystyrene, polyamide, etc.
Synthetic resin film or sheet, glass, ceramic
Tsuku, paper, etc. are usually used. electrical insulation of these
The sexual support preferably has at least one surface thereof.
is conductively treated, and the other side is on the conductively treated surface side.
Preferably, layers are provided.
For example, if it is glass, NiCr,
Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt,
Pd,In2O3, SnO2,ITO(In2O3+SnO2) etc.
Conductivity is imparted by providing a thin film of
or synthetic resin film such as polyester film.
For ilms, NiCr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni,
Gold such as Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, etc.
Vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering
Provided on the surface with a ring etc., or attached with the metal mentioned above.
The surface is laminated to make it conductive.
Granted. The shape of the support body may be cylindrical or base.
It can be of any shape such as a bolt shape or a plate shape, and can be shaped as desired.
For example, the shape shown in Fig. 1 is determined by
Photoconductive member 100 as an electrophotographic image forming member
If you use it for continuous high-speed copying, do not use it.
Preferably, the end is belt-shaped or cylindrical. support
The thickness of the body is adjusted so that the photoconductive member is formed as desired.
Flexibility as a photoconductive member may be determined as appropriate.
If this is required, the function as a support is sufficient.
It is made as thin as possible within the range that can be achieved.
Ru. However, in such cases, the manufacturing and handling of the support
From the viewpoint of handling and mechanical strength, it is usually 10μ or more.
It is said that
Next, an outline of an example of the method for manufacturing a photoconductive member of the present invention will be described.
Let me explain about the abbreviation.
Figure 41 shows an example of a photoconductive member manufacturing apparatus.
vinegar.
Gas cylinders 202 to 206 in the diagram are
Raw material gas for forming bright photoconductive members is sealed
For example, 202 is
SiF diluted with HeFourGas (purity 99.999% or less)
SiFFour/He is abbreviated. ) cylinder, 203 diluted with He
GeFFourGas (purity 99.999%, hereinafter referred to as GeF)Four/He
It is abbreviated as ) cylinder, 204 is NO gas (purity 99.99
%, hereinafter abbreviated as NO. ) cylinder, 205 is rare in He
interpreted B2H6Gas (purity 99.999%, below B2H6/
Abbreviated as He. ) cylinder, 206 is H2Gas (purity
99.999%) cylinder.
To flow these gases into the reaction chamber 201
Valves 222-22 of gas cylinders 202-206
6. Check that the leak valve 235 is closed.
Also check the inlet valves 212-216 and outlet valves.
Lubes 217-221, auxiliary valves 232, 233
Make sure that the main bar is opened and
Open the tube 234 to access the reaction chamber 201 and each gas pipe.
Exhaust the inside. Next, the reading on the vacuum gauge 236 is approximately 5×
Ten-6When it becomes torr, the auxiliary valves 232, 23
3. Close the outflow valves 217-221.
Next, a light-receiving layer is formed on the cylindrical substrate 237.
For example, if the gas cylinder 202
More SiFFour/He gas, from gas cylinder 203
GeFFour/He gas, NO gas from gas cylinder 204,
H from gas cylinder 2062, valve 222,2
23, 224, and 226 respectively and check the outlet pressure gauge.
The pressure of 227, 228, 229, 231 is 1Kg/cm2
and adjust the inflow valves 212, 213, 214,
By gradually opening 216, the mass flow control
Inside trollers 207, 208, 209, 211
Let each of them flow in. Subsequently, the outflow valve 21
7,218,219,221, auxiliary valve 232
are gradually opened to allow each gas to flow into the reaction chamber 201.
let SiF at this timeFour/He gas flow rate and GeFFour/
He gas flow rate, NO gas flow rate and H2Ratio to gas flow rate
the outflow valves 217, 21 so that the value is the desired value.
8,219,221, and also the reaction chamber 20
Vacuum gauge 236 so that the pressure inside 1 reaches the desired value.
Adjust the opening of the main valve 234 while checking the reading.
Arrange. Then, the temperature of the base body 237 becomes higher than that of the heater 2.
38, the temperature is set in the range of 50 to 400℃.
After confirming that the power supply 240 is the desired power
to generate a glow discharge in the reaction chamber 201.
Then, a first layer region (G) is formed on the base body 237.
Ru. The first layer region (G) is formed to a desired layer thickness.
Completely close all valves at this point.
SiFFour/SiH gas cylinderFour/He(SiHFourpurity
99.999%) SiH instead of cylinderFour/He gas bong
Veraine, B.2H6/He gas cylinder line, NO gas
of the first layer area (G) using the bombe line.
Perform the same valve operation as for formation to obtain the desired glow release.
Set the current conditions to maintain glow discharge for the desired time.
By doing so, the germanium is deposited on the first layer region (G).
Second layer substantially free of nium atoms
A region (S) can be formed.
In this way, the first layer region (G) and the second layer
The first layer () consisting of the region (S) is the base
237.
First layer formed to a predetermined thickness as described above
() to form a second layer () on top of the first
by the same valve operation as in the formation of the layer ().
For example, SiHFourgas, NH3each as necessary
and dilute He etc. according to the desired conditions.
– is achieved by creating an electrical discharge. second
To contain halogen atoms in the layer (),
For example, SiFFourgas and NH3gas or this
SiHFour2nd layer as above adding gas
This is done by forming ().
Gas outflow valve required when forming each layer
Needless to say, close all outflow valves except for
Also, when forming each layer, there is no difference in the formation of the previous layer.
The used gas is inside the reaction chamber 201 and the outflow valve 21
Inside the gas piping from 7 to 221 to inside the reaction chamber 201
Outflow valve 21 to avoid residual
7 to 221, and auxiliary valves 232 and 233.
Open the main valve 234 fully and clean the system once.
Perform operations to evacuate to high vacuum as necessary.
The nitrogen atomic weight contained in the second layer () is an example
For example, when using glow discharge, SiHFourgas and
N.H.3Flow rate ratio of gas introduced into reaction chamber 201
be changed as desired or sputtered.
When forming a layer by
Spatters between silicon wafer and silicon nitride plate when
Either change the area ratio or use silicon powder and nitride silicon.
Molding targets by changing the mixing ratio of recon powder
can be controlled as desired by
come. Halogen source contained in the second layer ()
The amount of molecules (X) depends on the raw material gas for introducing halogen atoms.
e.g. SiFFourWhen introduced into the reaction chamber 201
This is done by adjusting the flow rate of
Also, while forming layers, make sure that the layer formation is uniform.
In order to achieve this, the base body 237 is moved at a constant speed by a motor 239.
It is preferable to rotate it by degrees.
Examples will be described below.
Example 1
By the manufacturing equipment shown in Fig. 41, cylinder
For electrophotography under the conditions shown in Table 1 on an Al substrate of
Samples as image forming members (Sample Nos. 1-1 to 6-
13) respectively (Table 2).
Containment of impurity atoms (B or P) in each sample
The distribution concentration is shown in Figure 42, and the content distribution of oxygen atoms is shown in Figure 42.
The concentrations are shown in Figures 43A and 43B. each
The distribution concentration of atoms is determined by determining the flow rate ratio of each corresponding gas in advance.
By varying the rate of change according to the designed rate of change line.
controlled.
Each sample material obtained in this way was placed in a charged exposure experimental device.
Corona charging was performed for 0.3 seconds at 5.0 kV.
A light image was immediately irradiated. The light source is tungsten run
A transmission type test using a light source with a light intensity of 21ux・sec
It was irradiated through a tochiat.
Immediately thereafter, use a charged developer (toner and
(including Yaliar) on the surface of the photoreceptive layer of each sample.
Good coverage on the photoreceptive layer surface by cladding
I got a nice toner image. Toner image on photoreceptive layer
was transferred onto transfer paper using 5.0kV corona charging.
However, each sample has excellent resolution and excellent gradation reproducibility.
A clear, high-density image was obtained.
In 1 above, the light source is replaced by a tungsten lamp.
810nm GaAs semiconductor laser (10mW)
Same as above except that the electrostatic image was formed using
Image quality evaluation of toner transfer images for each sample
When we performed this, all samples had excellent resolution.
Clear, high-quality images with good gradation reproducibility can be obtained.
Ta.
Example 2
By the manufacturing equipment shown in Fig. 41, cylinder
For electrophotography under the conditions shown in Table 3 on an Al substrate of
Samples as image forming members (Sample Nos. 21-1 to 26-
10) respectively (Table 4).
The distribution concentration of impurity atoms in each sample is
In Figure 42, the content distribution concentration of oxygen atoms is shown in Figure 44.
As shown in the figure.
For each of these samples, the same procedure as in Example 1 was carried out.
When we conducted an image evaluation test, all samples showed
It gave a high quality toner transfer image. Also, for each sample
200,000 in an environment of 38℃ and 80%RH relative humidity.
After several repeated usage tests, we found that none of the
No deterioration in image quality was observed in the sample.
Example 3
By the manufacturing equipment shown in Fig. 41, cylinder
For electrophotography under the conditions shown in Table 5 on an Al substrate of
Samples as image forming members (Sample No. 31-1 to 36-
16) respectively (Table 6).
The distribution concentration of impurity atoms in each sample is
In Figure 42, the content distribution concentration of oxygen atoms is shown in Figure 43.
This is shown in Figures A, 43B and 44.
For each of these samples, the same procedure as in Example 1 was carried out.
When we conducted an image evaluation test, all samples showed
It gave a high quality toner transfer image. Also, for each sample
The test was repeated 200,000 times in an environment of 38℃ and 80%RH.
When we conducted a reuse test, all samples showed
No deterioration in image quality was observed.
Example 4
By the manufacturing equipment shown in Fig. 41, cylinder
For electrophotography under the conditions shown in Table 7 on an Al substrate of
Samples as image forming members (Sample Nos. 41-1 to 46-
16) respectively (Table 8).
GeH when forming the first layer region (G)Fourgas flow
The quantity ratio is changed according to a pre-designed change rate line.
The layer area is divided so that the Ge distribution concentration shown in Fig. 45 is obtained.
(G) and also the formation of the second layer region (S)
Time B2H6Gas and PH3Design the gas flow ratio in advance
Figure 42 shows the change according to the rate of change line.
The second layer region (S) is
was formed.
Also, when forming the first layer region (G), the amount of NO gas
The flow rate ratio is varied according to a pre-designed rate of change line.
In addition, the O distribution concentration shown in Figures 43A and 43B
The first layer region (G) was formed so that
A similar picture as in Example 1 was drawn for each of these samples.
Image evaluation revealed that all samples were of high quality.
Images can be obtained.
Example 5
By the manufacturing equipment shown in Fig. 41, cylinder
Example 1 and the conditions shown in Table 8 were prepared on a
Form an image for electrophotography by controlling the flow rate ratio of each gas in the same way.
Samples as parts (sample Nos. 51-1 to 56-12)
(Table 10).
The distribution concentration of impurity atoms in each sample is
In Figure 42, the content distribution concentration of oxygen atoms is shown in Figure 44.
In the figure, the content distribution concentration of germanium atoms is 45th.
As shown in the figure.
For each of these samples, the same procedure as in Example 1 was carried out.
When we conducted an image evaluation test, all samples showed
It gave a high quality toner transfer image. Also, for each sample
The test was repeated 200,000 times in an environment of 38℃ and 80%RH.
When we conducted a reuse test, all samples showed
No deterioration in image quality was observed.
Example 6
By the manufacturing equipment shown in Fig. 41, cylinder
Example 1 and the conditions shown in Table 11 were prepared on a shaped Al substrate.
Similarly, by controlling the flow rate ratio of each gas, it is possible to form images for electrophotography.
Samples as component parts (Sample No. 61-1 to 610-13)
(Table 12).
The distribution concentration of impurity atoms in each sample is
In Figure 42, the content distribution concentration of oxygen atoms is shown in Figure 43.
As shown in Figures A, 43B and 44, germanium
The content distribution concentration of nium atoms is shown in Figure 45.
Ru.
For each of these samples, the same procedure as in Example 1 was carried out.
When we conducted an image evaluation test, all samples showed
It gave a high quality toner transfer image. Also, for each sample
Repeatedly 200,000 times in an environment of 38℃ and 80%RH.
When we conducted a usage test, all samples showed no image quality.
No deterioration in image quality was observed.
Example 7
Articles showing the conditions for creating the second layer () in Table 13
Samples No. 11-1 and 12- of Example 1 were
1. Following the same conditions and procedures as 1, 13-1,
Each of the true image forming members (sample No. 11-1-1 to 11-
1-8, 12-1-1 ~ 12-1-8, 13-1-1 ~
13-1-8) were created. thus
Each of the obtained electrophotographic image forming members was individually
Installed in a copying machine and charged with corona for 0.2 seconds at 5kV
was performed and a light image was irradiated. The light source is tungsten la
A lamp was used, and the light intensity was 1.0 lux・sec. The latent image is
For electrically charged developers (including toner and carrier)
It was then developed and transferred to regular paper. transfer painting
The image was extremely good. not transcribed
Toner left on the electrophotographic imaging member during
Cleaned by Muplade. This way
Even if you repeat this process over 100,000 times, eventually
No image deterioration was observed in this case either.
Comprehensive image quality evaluation and repeated series of transferred images of each sample.
Table 14 shows the results of durability evaluation after continuous use.
vinegar.
Example 8
When forming the second layer (), Ar and NH3mixed moth
silicon wafer and silicon nitride targets
By changing the surface area, the silico in the second layer ()
Except for changing the content ratio of nitrogen atoms and nitrogen atoms.
was carried out in exactly the same manner as Sample No. 11-2 in Example 1.
Thus, each of the imaging members was prepared. This is how you get it
For each of the imaging members described in Example 1,
The process of image creation, development, and cleaning takes about 5 minutes.
After repeating the image 10,000 times, we evaluated the image and found Table 15.
I got results like this.
Example 9
When forming the second layer (), SiHFourgas and
M.H.3By changing the gas flow ratio, the second layer ()
Change the content ratio of silicon atoms and nitrogen atoms in
Exactly the same as Sample No. 11-3 of Example 1 except for
Each of the imaging members was prepared by a method according to the following methods. child
For each imaging member thus obtained, the procedure in Example 1 was performed.
The process up to transfer was repeated approximately 50,000 times using the method described above.
After returning it, I performed an image evaluation and found that it was as shown in Table 16.
We obtained the following results.
Example 10
When forming the second layer (), SiHFourgas,
SiFFourgas, NH3By changing the gas flow rate ratio, the second
Inclusion of silicon and nitrogen atoms in the layer ()
Sample No. 11- of Example 1 except for changing the quantitative ratio.
4. Each of the image forming members is
Created. For each imaging member thus obtained
Imaging, development and cleaning as described in Example 1
After repeating the process approximately 50,000 times, image evaluation is performed.
The results shown in Table 17 were obtained.
Example 11
Example except for changing the layer thickness of the second layer ()
The image was formed in exactly the same manner as Sample No. 11-5 in 1.
Each of the component parts was created. As described in Example 1
The process of image creation, development, and cleaning is repeated.
The results shown in Table 18 were obtained.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【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】
◎:非常に良好 ○:良好 △:実用に充分耐える
×:画像欠陥を生ずる
[Table] ◎: Very good ○: Good △: Sufficient for practical use
×: Image defects occur.
【表】
◎:非常に良好 ○:良好 △:実用上充分である
×:画像欠陥を生ずる
[Table] ◎: Very good ○: Good △: Sufficient for practical use
×: Image defects occur.
【表】
◎:非常に良好 ○:良好 △:実用上充分である
×:画像欠陥を生ずる
[Table] ◎: Very good ○: Good △: Sufficient for practical use
×: Image defects occur.
【表】
以上の本発明の実施例に於ける共通の層作成条
件を以下に示す。
基体温:ゲルマニウム原子(Ge)含有量……
約200℃
ゲルマニウム原子(Ge)非含有量
……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. Base temperature: Germanium atom (Ge) content...
Approximately 200℃ No germanium atom (Ge) content...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
夫層領域(G)中のゲルマニウム原子の第11図
乃至第24図は夫々第一の層()中の不純物原
子の、第25図乃至第40図は、夫々酸素原子の
分布状態を説明する為の説明図、第41図は本発
明で使用された装置の模式的説明図で、第42図
乃至第45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()、103……層領域
(G)、104……層領域(S)、105……第二
の層()、107……光受容層。
FIG. 1 is a schematic layer configuration diagram for explaining the layer configuration of the photoconductive member of the present invention, and FIGS. 2 to 10 are diagrams showing germanium atoms in the husband layer region (G). Figures 25 to 40 are explanatory diagrams for explaining the distribution state of oxygen atoms, respectively, and Figure 41 is an illustration of the device used in the present invention. FIGS. 42 to 45 are schematic explanatory diagrams showing the distribution state of each atom in the embodiment of the present invention. 100...Photoconductive member, 101...Support, 1
02...First layer (), 103...Layer region (G), 104...Layer region (S), 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30Å〜
50μの層領域(G)と、シリコン原子を含む(ゲ
ルマニウム原子を含まない)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1×10-3〜60atomic%の窒素原子とを含む非
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、
0.001〜50atomic%の酸素原子を含有すると共に、
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事を特徴とする電子
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金武位置である特許
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)
の少なくもと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項又は同第5項に
記載の電子写真用光導電部材。 7 第1の層領域(G)中に於けるゲルマニウム
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 伝導性を制御する物質(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 伝導性を制御する物質(C)が周期律表第V
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 Å to 30 Å and made of an amorphous material containing germanium atoms in an amount of 1 to 10×10 5 atomic ppm on the support.
A 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 (not containing germanium atoms) are provided in order from the support side. a first layer with a layer thickness of 1 to 100 .mu.m exhibiting photoconductivity in a layered structure; and a layer of 0.003 .mu.m thick consisting of an amorphous material containing silicon atoms and 1.times.10.sup. -3 to 60 atomic percent nitrogen atoms. and a second layer of ~30 μm, the first layer comprising:
Contains 0.001 to 50 atomic% oxygen atoms, and
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 in a metal position 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 claim 1 or 5, wherein at least one of the photoconductive members 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 Substances that control conductivity (C) are found in Periodic Table V
The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, which is an atom belonging to the group A.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58243347A JPS60134244A (en) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | photoconductive member |
| US06/644,521 US4569893A (en) | 1983-08-29 | 1984-08-27 | Amorphous matrix of silicon and germanium having controlled conductivity |
| GB08421687A GB2148020B (en) | 1983-08-29 | 1984-08-28 | Photoconductive member |
| DE19843431753 DE3431753A1 (en) | 1983-08-29 | 1984-08-29 | PHOTO-CONDUCTIVE RECORDING ELEMENT |
| FR8413365A FR2551228B1 (en) | 1983-08-29 | 1984-08-29 | PHOTOCONDUCTIVE ELEMENT FOR ELECTROPHOTOGRAPHY |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58243347A JPS60134244A (en) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | photoconductive member |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60134244A JPS60134244A (en) | 1985-07-17 |
| JPH0548466B2 true JPH0548466B2 (en) | 1993-07-21 |
Family
ID=17102474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58243347A Granted JPS60134244A (en) | 1983-08-29 | 1983-12-23 | photoconductive member |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60134244A (en) |
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
- 1983-12-23 JP JP58243347A patent/JPS60134244A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60134244A (en) | 1985-07-17 |
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