DE3201081A1 - Photoleitfaehiges element - Google Patents

Description

Photol'eitfähiges Element

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Die Erfindung betrifft ein photoleitfähiges Element, das auf elektromagnetische Wellen wie Licht, worunter im weitesten Sinne UV-Strahlen, sichtbares Licht, IR-Strahlen, Röntgenstrahlen und ^-Strahlen zu verstehen sind, anspricht bzw. gegenüber elektromagnetischen Wellen empfindlich ist.

Phot'oleitfähige Materialien, aus denen Bilderzeugungselemente für elektrophotographische .Zwecke bei Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen bzw. -Bildabtastvorrichtungen oder für die Bilderzeugung oder photoleitfähige Schichten in Manuskript-Lesevorrichtungen gebildet werden, müssen eine hohe Empfindlichkeit, einen hohen Störabstand /Photostrom

(I )/Dunkelstrom d_d)J

den elektromagnetischen Wellen entsprechen, mit denen

Spektraleigenschaften, die llen entsprechen, mit sie bestrahlt werden, eine gute lichtelektrische

/13

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32G1081 . - ^:, - . ·. .::.

Empfindlichkeit bzw. ein gutes Ansprechen auf Licht und einen gewünschten Wert des Dunkelwiderstands haben und dürfen während der Anwendung nicht gesundheitsschädlich sein. Außerdem ist es bei einer Festkörper-Bildaufnähmevorrichtung bzw. -Bildabtastvorrichtung auch notwendig, daß Restbilder innerhalb einer vorbestimmten Zeit leicht behandelt bzw. beseitigt werden können. Im Fall von Bilderzeugungselementen für elektrophotographische Zwecke, die in eine für die Anwendung in Büros vorgesehene, elektrophotographische Vorrichtung eingebaut werden sollen, ist es besonders wichtig, daß das Bilderzeugungselement nicht gesundheitsschädlich ist.

Von dem vorstehend erwähnten Standpunkt aus hat in neuerer Zeit amorphes Silicium (nachstehend als a-Si bezeichnet) als photoleitfähiges Material Beachtung gefunden. Beispielsweise sind aus den DE-OSS 27 46 967 und 28 55 718 Anwendungen von a-Si für den Einsatz in Bilderzeugungselementen für elektrophotographische Zwecke bekannt, während aus der GB-PS 20 29 eine Anwendung von a-Si für den Einsatz in einer Ablesevorrichtung mit photoelektrischer Umsetzung bzw. Wandlung bekannt ist. Bei den photoleitfähigen Elementen mit bekannten, aus a-Si gebildeten photoleitfähigen Schichten sind jedoch hinsichtlich verschiedener elektrischer, . optischer und Photoleitfähigkeitsetgenschaften wie des Dunkelwiderstandswertes, der Lichtempfindlichkeit bzw. Photoempfindlichkeit und des Ansprechens auf Licht bzw. der lichtelektrischen Empfindlichkeit sowie ihrer Eigenschaften bezüglich der Umwelteinflüsse bei der Anwendung wie der Witterungsbeständigkeit und der Feuchtigkeitsbeständigkeit noch weitere Verbesserungen erforderlich. Aus diesem Grund und auch im Hinblick auf ihre Produktivität und die Möglichkeit

* ihrer Massenfertigung können solche photoleitfähigen Elemente für die praktische Verwendung in Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen bzw. -Bildabtastvorrichtun gen, Lese- bzw. Ablesevorrichtungen und Bilderzeugungselementen für elektrophotographische Zwecke noch nicht in wirksamer Weise eingesetzt werden.

Beispielswelse wird bei der Anwendung in einem Bilderzeugungselement oder einer photographischen bzw. elektrophotographischen Vorrichtung oft ein Restpotential beobachtet, das während der Anwendung des photoleitfähigen Elements verbleibt. Wenn ein solches photoleitfähiges Element über eine lange Zeit wiederholt verwendet wird, werden verschiedene Schwierigkeiten, beispielsweise eine Häufung von Ermüdungserscheinungen durch wiederholte Verwendung oder eine sogenannte Geisterbild-Erscheinung unter Erzeugung von Restbildern, hervorgerufen.

einer Anzahl von durch die Erfinder durchgeführten Versuchen wurde zwar festgestellt, daß ein a-Si-Material, das die photoleitfähige Schicht eines Bilderzeugungselements für elektrophotographische Zwecke bildet, im Vergleich mit Se, CdS oder ZnO oder mit bekannten organischen, photoleitfähigen Materialien wie Polyvinylcarbazol oder Trinitrofluorenon eine Anzahl von Vorteilen aufweist, jedoch wurde ermittelt, daß auch bei dem a-Si-Material noch verschiedene Probleme gelöst werden müssen. Eines dieser Probleme be-

steht darin, daß die Dunkelabschwächung auffällig schnell ist, wenn ein Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke mit einem aus einer a-Si-Einzelschicht aufgebauten, photoleitfähigen Element, das Eigenschaften aufweist, die es für die Anwendung in einer bekannten Solarzelle geeignet machen, einer

Ladungsbehandlung zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungsbildern auf der photoleitfähigen Schicht unterzogen wird, weshalb es schwierig ist, ein übliches photographisches Verfahren bzw. Elektrophotographieverfahren anzuwenden. Diese Neigung ist in einer feuchten Atmosphäre noch stärker ausgeprägt, und zwar in manchen Fällen in einem solchen Ausmaß, daß vor der Entwicklung überhaupt keine Ladung aufrechterhalten wird.
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Bei den Arbeiten zur Entwicklung eines photoleitfähigen Materials muß deshalb zusammen mit einer Verbesserung der a-Si-Materialien als solchen die Erzielung gewünschter elektrischer, optischer und Photoleitfähigkeitseigenschaften und die Herstellung eines photoleitfähigen Elements, mit dem eine stabile Bildqualität erzielt werden kann, angestrebt werden.

Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Gesichtspunkte wurden erfindungsgemäß ausgedehnte Untersuchungen hinsichtlich der Anwendbarkeit und der Brauchbarkeit von a-Si als photoleitfähiges Element für elektrophotographische Bilderzeugungselemente, Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen bzw. -Bildabtastvorrichtungen oder Lesevorrichtungen durchgeführt. Erfindungsgemäß wurde überraschenderweise festgestellt, daß ein photoleitfähiges Element, das mit einer Schichtstruktur hergestellt worden ist, die eine amorphe, Photoleitfahigekeit zeigende Schicht aufweist, die aus sogenanntem hydriertem, amorphen Silicium, halogeniertem, amorphen Silicium oder halogenhaltigen], hydriertem, amorphen Silicium.

"^ einem amorphen Material, das Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) in einer Matrix aus Silicium enthält fnachstehend als a-Si(H, X) bezeichnet^ gebildet und so hergestellt worden ist, daß sie die nachstehend beschriebene, besondere Zusammensetzung hat, nicht nur praktisch angewendet werden kann, sondern

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bekannten photoleitfähigen Elementen im wesentlichen in jeder Hinsicht überlegen ist und insbesondere hervorragende Eigenschaften als photoleitfähiges Element für elektrophotographische Zwecke hinsichtlich der Lichtempfindlichkeit bzw. Photoempfindlichkeit und der Stabilität· der Bildqualität hat.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein photoleitfähiges Element zur Verfügung zu stellen, das in konstanter Weise stabile elektrische und optische Eigenschaften und Photoleitfähigkeitseigenschaften aufweist, im wesentlichen ohne Beschränkung in jeder Umgebung angewendet werden kann, eine ausgeprägte Beständigkeit gegenüber der Licht-Ermüdung zeigt, ohne daß es sich nach wiederholter Verwendung verschlechtert, und vollkommen oder im wesentlichen frei von beobachtbaren Restpotentialen ist.

Durch die Erfindung soll auch ein photoleitfähiges Element zur Verfügung gestellt werden, das in einem spektralen Empfindlichkeitsbereich, der im wesentlichen den gesamten Bereich des sichtbaren Lichts umfaßt, eine hohe Photoempfindlichkeit bzw. Lichtempfindlichkeit hat und auch eine hohe lichtelektrische Empfindlichkeit hat bzw. schnell auf Licht anspricht.

Weiterhin soll durch die Erfindung ein photoleitfähiges Element zur Verfügung gestellt werden, das während einer zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungsbildern durchgeführten Ladungsbehandlung in einem Ausmaß, das dazu ausreicht, daß mit dem photoleitfähigen Element im Falle seiner Verwendung als Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke ein übliches Elektrophotographieverfahren durchgeführt werden kann, zur Aufladung bzw. zum Tragen von Ladungen

befähigt ist, und das ausgezeichnete elektrophotographische Eigenschaften hat, bei denen auch unter einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit im wesentlichen keine Verschlechterung beobachtet wird. 5

Weiterhin soll durch die Erfindung ein photoleitfähiges Element für elektrophotographische Zwecke zur Verfügung gestellt werden, mit dem leicht Bilder hoher Qualität, die eine hohe Bilddichte, einen klaren Halbton und eine hohe Auflösung haben, hergestellt werden können.

Gegenstand der Erfindung ist ein photoleitfähiges Element mit einem Träger für ein photoleitfähiges Element und einer amorphen Schicht £a-Si (H, X)J, die aus Siliciumatomen als Matrix gebildet ist, Wasserstoffatorne (H) und/oder Halogenatome (X) enthält und Photoleitfähigkeit zeigt, wobei die amorphe Schicht mindestens in einem Teil davon einen Schichtbereich aufweist, der stickstoffatome enthält, und wobei der Gehalt der stickstoffatome in dem Schichtbereich in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht ungleichmäßig verteilt ist.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt einer ^O bevorzugten Ausführungsform des· erfindungs

gemäßen, photoleitfähigen Elements.

Fig. 2 bis 12 sind schematische Darstellungen der Verteilungsprofile des Gehalts der Stickstoffatome in den amorphen Schichten der bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements.

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Fig. 13 zeigt einen schematischen Schnitt der

Schichtstruktur einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements.

Fig. 14 ist ein Flußschema, das zur Erläuterung

eines Beispiels einer Vorrichtung für die Herstellung des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements dient.

Fig. 1 ist eine schematische Schnittdarstellung,

die zur Erläuterung eines typischen Beispiels für den Aufbau des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements dient.

Das in Fig. 1 gezeigte, photoleitfähige Element 100 v/eist einen Träger 101 für das photoleitfähige Element, eine Sperrschicht 102, die ggf. als Zwischenschicht auf dem Träger ausgebildet sein kann, und eine amorphe Schicht 103 auf, die Photoleitfähigkeit zeigt und mindestens in einem Teil davon einen Schichtbereich aufweist, der Stickstoffatome enthält, wobei der Gehalt der Stickstoffatome in dem Schichtbereich in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht ungleichmäßig verteilt ist.

Durch das photoleitfähige Element, das so hergestellt worden ist, daß es die vorstehend beschriebene Schichtstruktur hat, werden alle Probleme überwunden, die vorstehend erwähnt worden sind, und dieses photoleitfähige Element zeigt ausgezeichnete elektrische, optische und Photoleitfähigkeitseigenschaften und ein gutes Anpassungsvermögen an die Umgebungsbedingungen während seiner Verwendung;

Besonders wenn das erfindungsgemäße, photoleitfähige Element als Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke eingesetzt wird, ist es während einer Ladungsbehandlung in zufriedenstellender Weise zur Aufnahme bzw. zum Tragen von Ladungen befähigt, ohne daß die Bilderzeugung durch Restpotentiale beeinflußt, oder beeinträchtigt wird, und das photoleitfähige Element hat auch in einer Atmosphäre mit einer hohen Feuchtigkeit stabile, elektrische Eigenschaften. Außerdem ist das photoleitfähige Element in hohem Maße empfindlich, und es weist einen hohen Störabstand sowie eine gute Gebrauchsleistung bei wiederhol-V ter Verwendung auf, weshalb damit in konstanter Weise

sichtbare Bilder erzeugt werden können, die eine hohe Qualität, eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und eine hohe Auflösung haben.

Der Träger 101 kann entweder elektrisch leitend oder isolierend sein. Als Beispiele für elektrisch leitende Materialien können Metalle wie NiCr, rostfreier Stahl, Al, Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt und Pd oder

Legierungen davon erwähnt werden. 1

Als isolierende Träger können im allgemeinen / 25 Folien oder Platten aus Kunstharzen, wozu Polyester, Polyäthylen, Polycarbonate, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Polyamide und andere Kunstharze gehören, Glas, keramische Stoffe, Papier und andere Materialien eingesetzt werden. Diese isolierenden Träger können geeigneter— weise auf mindestens einer ihrer Oberflächen einer Behandlung unterzogen werden, durch die sie elektrisch leitend gemacht werden, und die anderen Schichten werden geeigneterweise auf'der Seite des Trägers ausgebildet, die elektrisch leitend gemacht worden ist.

Glas kann beispielsweise elektrisch leitend gemacht werden, indem auf dem Glas ein dünner Film aus NiCr, Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd, In₃O₃, SnO„ oder ITO (In₂0₃+Sn0₂) ausgebildet wird. Alternativ kann eine Kunstharzfolie wie eine Polyesterfolie auf ihrer Oberfläche durch Aufdampfen, Elektronenstrahlabscheidung oder Zerstäuben eines Metalls wie NiCr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti oder Pt oder durch Laminieren mit einem solchen Metall elektrisch leitend gemacht werden. Der Träger 101 kann in irgendeiner Form ausgebildet werden, beispielsweise in Form eines Zylinders, eines Bandes oder einer Platte, und seine Form kann in gewünschter Weise festgelegt werden. Wenn das photoleitfähige Element 100 von Fig. 1 beispielsweise als Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke eingesetzt werden soll, kann es für die Verwendung in einem kontinuierlichen, mit hoher Geschwindigkeit durchgeführten Kopierverfahren geeigneterweise in Form eines endlosen Bandes oder eines Zylinders gestaltet werden. Der Träger 101 kann eine in geeigneter Weise festgelegte Dicke haben, so daß ein gewünschtes photoleitfähiges Element gebildet werden kann. Wenn das photoleitfähige Element flexibel sein soll, wird der Träger mit der Einschränkung, daß er in ausreichendem Maße seine Aufgabe als Träger erfüllen können muß, so dünn wie möglich ausgebildet., In einem solchen Fall hat der Träger jedoch im allgemeinen unter Berücksichtigung seiner Herstellung und Handhabung sowie seiner mechanischen Festigkeit eine Dicke von mindestens 10 jum.

Die Sperrschicht 102 hat die Funktion, daß sie in wirksamer Weise eine Injektion _von freien Ladungsträgern von der Seite des Trägers 101 her in die Seite der amorphen Schicht 103 verhindert, während sie den Phototrägern,

die in der amorphen Schicht 103 durch Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen erzeugt werden und sich in Richtung zu dem Träger 101 bewegen, einen leichten Durchtritt oder Durchgang von der Seite der amorphen Schicht 103 her durch die Sperrschicht hindurch zu der Seite des Trägers 101 hin ermöglicht.

Es kann zwar eine Sperrschicht 102 mit der vorstehend beschriebenen Funktion vorgesehen werden, es ist jedoch bei dem erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Element nicht unbedingt notwendig, eine solche Sperrschicht 102 auszubilden, weil die Grenzfläche ' zwischen dem Träger 101 und der amorphen Schicht

in dem Fall, daß die amorphe Schicht 103 direkt auf dem Träger 101 ausgebildet wird, in ausreichendem Maße eine der Funktion der Sperrschicht 102 ähnliche Funktion zeigen kann.

Die Sperrschicht 102, die so gebildet wird, daß sie die vorstehend beschriebene Funktion in vollem Maße zeigt, kann geeigneterweise auch so gebildet werden, daß sie zu einem elektrischen Kontakt und einem mechanischen Anhaften zwischen dem Träger und der amorphen Schicht 103 führt. Als Materialien

* 25 für die Bildung der Sperrschicht 102 können die meisten Materialien angewendet werden, soweit diese die verschiedenen, vorstehend erwähnten Eigenschaften in gewünschtem Ausmaß ergeben können.

Von solchen Materialien können zu denjenigen, die als wirksame Materialien für die Erfindung besonders zu erwähnen sind, beispielsweise amorphe Materialien, die in einer Matrix aus Siliciumatomen mindestens eine aus Atomen des Kohlenstoffs (C), des Stickstoffs

(N) und des Sauerstoffs (0) ausgewählte Atomart,ggf.

3201031 ■; .

zusammen mit Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen, enthalten fnachstehend als a- £si (0,N)₁ ] (H,X) , worin 0 < χ «r 1; 0<"y<l , bezeichnet}, elektrisch isolierende Metalloxide oder elektrisch isolierende, organische Verbindungen gehören.

Erfindungsgemäß ist das Halogenatom bei den Halogenatome (X) enthaltenden Vertretern der die vorstehend erwähnte Sperrschicht 102 bildenden Materialien vorzugsweise F,-Cl, Br oder J und insbesondere F oder Cl.

Typische Beispiele für die vorstehend erwähnten amorphen Materialien, die in wirksamer Weise für die Bildung der Sperrschicht 102 eingesetzt werden können, sind amorphe Materialien vom Kohlenstofftyp wie

a-(Si„C _) (H+X)₁_ ; amorphe Materialien vom Stickstofftyp wie a-Si_hN₁__h, a-(Si_j_N₁__i)_JH₁__J, a-CSi^^

X, η , a-(Si N₁ ) (Ht-X)₁ und amorphe Materialien l-i m 1-rn n 1-n

vom Sauerstoff typ wie a-Si 0, , a-{Si 0 ) H _ , a-(Si_r0₁__r)_sX₁__s, a-(Si_t0₁__t)_u(H₊X)₁_^. Es können auch amorphe Materialien erwähnt werden, die als am Aufbau beteiligte Atome in den vorstehend erwähnten, amorphen Materialien mindestens zwei oder mehr Atomarten aus der Gruppe C-, N- und O-Atome enthalten (worin 0<a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, 1, m., n, o, p, q, r, .s, t, u<l).

Diese amorphen Materialien können in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den Eigenschaften gewählt werden, die die Sperrschicht 102 haben muß, damit die Schichtstruktur in der bestmöglichen Weise gestaltet wird und damit die darauffolgende Herstellung der über dieser Sperrschicht 102 auszubildenden, amorphen Schicht 103 leicht durchgeführt werden kann. Vom Ge-

sichtspunkt der Eigenschaften aus werden vorzugsweise amorphe Materialien vom Stickstofftyp und vom Sauerstofftyp und insbesondere amorphe Materialien vom Sauerstofftyp gewählt.

Die aus den vorstehend erwähnten, amorphen Materialien gebildete Sperrschicht 102 kann beispielsweise durch das Glimmentladungsverfahren, das Zerstäubungsverfahren, das Ionenimplantationsverfahren, das Ionenplattierverfahren oder das Elektronenstrahlverfahren gebildet werden.

Wenn die Sperrschicht 102 nach dem Glimmentladungsverfahreh gebildet wird, werden die gasförmigen Ausgangsmaterialien für die Bildung des vorstehend erwähnten, amorphen Materials, die, falls dies notwendig ist, mit einem verdünnenden Gas in einem gewünschten Mischungsverhältnis vermischt sein können, in eine zur Vakuumabscheidung dienende Kammer eingeführt, und das eingeführte Gas wird durch Anregung einer Glimmentladung in dem Gas in ein Gasplasma umgewandelt, wodurch die zur Bildung des vorstehend erwähnten, amorphen Materials dienende Substanz auf dem Träger 102 abgeschieden wird.

Beispiele für die Substanzen, die erfindungsgemäß in'Wirksamer Weise als Ausgangsmaterialien für die Bildung einer aus amorphen Materialien vom Kohlenstofftyp gebildeten Sperrschicht 102 eingesetzt werden können, sind gasförmige Siliciumhydride, die aus Si- und Η-Atomen bestehen, z. B. Silane wie SiH , Si-H-, Si„H_D und Si₇₁H₁- und aus C- und Η-Atomen bestehende Kohlenwasserstoffe, z. B. gesättigte Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatom'en, äthylenische Kohlen-Wasserstoffe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen oder

Acetylen-Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen. Im einzelnen können als typische Beispiele gesättigte Kohlenwasserstoffe wie Methan (CH₄), Äthan (C_H_C), Propan (C₀H₀), η-Butan (n-C.H.„) und Pentan (C H „), äthylenische Kohlenwasserstoffe wie Äthylen (C₂H₄), Propylen (C₃H₅), Buten-1 (C₄H₈), Buten-2 (C₄H₈) Isobutylen (C₄H₈) und Penten (C₅H ) und Acetylen-Kohlenwasserstoffe wie Acetylen (C_?H ), Methylacetylen

(C-H.) und Butin (C.H_c) erwähnt werden. 3 4 4 b

Typische Beispiele für aus Si, C und H bestehende, gasförmige Ausgangsmaterialien sind Alkylsilane wie Si(CHo)₄ ^und Si(CpHg)₄. Zusätzlich zu diesen gasförmigen Ausgangsmaterialien kann als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen

(H) natürlich auch H„ in wirksamer Weise eingesetzt werden.

Von den gasförmigen Ausgangsmaterialien für die Bildung einer aus Halogenatome enthaltenden, amorphen Materialien vom Kohlenstofftyp gebildeten Sperrschicht 102 können als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Zuführung von Halogenatomen beispielsweise einfache Halogensubstanzen wie Halogene, Halogenwasserstoffe, Interhalogenverbindungen, Siliciumhalogenide und halogensubstituierte Siliciumhydride eingesetzt werden. Als besondere Beispiele können einfache Halogensubstanzen, z. B. gasförmige Halogene wie Fluor, Chlor, Brom und Jod, Halogenwasserstoffe wie HF, HJ, HCl und HBr, Interhalogenverbindungen wie BrF, ClF, ClF , ClF , BrF₅, BrF₃, JF₇, JF₅, JCl und JBr, Siliciumhalogenide wie SiF₄, Si₃F₆, SiCl₄, SiCl₃ Br, SiCl₂Br₂, SiClBr₃, SiCl₃J und SiBr und halogensubstituierte Siliciumhydride wie SiH₂F₂, SiH₂Cl₂",' SiHCl₃, SiH₃Cl, SiH₃Br, SiH₂Br₂ und SiHBr₃ erwähnt werden.

Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Ausgangsmaterialien können halogensubstituierte Paraffin-Kohlenwasserstoffe wie CCl₄, CHF₃, CH₃F₂, CH₃F, CH₃Cl, CH₃Br, CH J und C H₅Cl₁ fluorierte Schwefelverbindungen wie SF. und SF-, Alkylsilane wie Si(CH₃)₄ und Si(C₂Hg)₄ und halogenhaltige Alkylsilane wie SiCl(CH₃)_3> SiCl₂(CH₃)₂, SiCl₃CH₃ erwähnt werden.

Diese Substanzen für die Bildung der Sperrschicht können in geeigneter Weise gewählt und in gewünschter Weise so zur Bildung der Sperrschicht eingesetzt werden, daß Siliciumatome und Kohlenstoffatome und, falls notwendig, Halogenatome und Wasserstoffatome in einem gewünschten Zusammensetzungsverhältnis in die gebildete Sperrschicht eingebaut werden können.

Eine aus a-{Si_fC₁__f.) (X+H)₁_ bestehende Sperr-

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schicht kann beispielsweise gebildet werden, indem man Si(CH„)₄, durch das leicht Siliciumatome, Kohlenstoff atome, und Wasserstoff atome eingebaut werden können und das eine Sperrschicht mit erwünschten Eigenschaften bilden kann, zusammen mit einer zum Einbau von Halogenatomen dienenden Verbindung wie SiHCl», SiCl₄, SiHpCIp oder SiH„Cl in einem geeigneten Mischungsverhältnis im gasförmigen Zustand in ein zur Bildung der Sperrschicht dienendes Vorrichtungssystem einführt und anschließend darin eine Glimmentladung anregt.

Wenn das Glimmentladungsverfahren zur Bildung einer aus einem amorphen Material vom Stickstofftyp bestehenden Sperrschicht 102 angewendet wird, kann ein gewünschtes Material aus den vorstehend für die Bildung der Sperrschicht erwähnten Materialien ausgewählt werden, und das Ausgangsmaterial für die Zuführung von Stickstoffatomen kann zusätzlich dazu eingesetzt

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werden. Als Ausgangsmaterialien, die in wirksamer Weise als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Zuführung von Stickstoffatomen bei der Bildung der Sperrschicht 102 eingesetzt werden können, können Verbindungen erwähnt werden, die aus N oder N und H bestehen. Zu diesen Verbindungen gehören Stickstoff (N_) sowie gasförmige oder vergasbare Nitride und Azide wie Ammoniak (NH₃), Hydrazin (H₂NNH₂), Stickstoffwasserstoffsäure (HN₁₃) und Ammoniumazid (NH.N„). Zusätzlich kann auch eine Stickstoffhalogenidverbindung, beispielsweise Stickstofftrifluorid (NF₃) oder Stickstofftetrafluorid (NpF₄), durch die Stickstoffatome und Halogenatome eingebaut werden können, eingesetzt werden.

Wenn das Glimmentladungsverfahren für die Bildung einer aus einem amorphen Material vom Sauerstofftyp bestehenden Sperrschicht 102 angewendet wird, wird eine gewünschte Substanz aus den vorstehend für die Bildung der Sperrschicht erwähnten Substanzen ausgewählt, und ein Ausgangsmaterial, das ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Sauerstoffatomen sein kann, kann zusammen damit eingesetzt werden.. Als Ausgangsmaterialien, die in wirksamer Weise als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Zuführung von Sauerstoffatomen bei der Bildung der Sperrschicht 102 eingesetzt werden können, können Sauerstoff (0„), Ozon (Q₃), Disiloxan (H₃SiOSiH₃) und Trisiloxan (H₃SiOSiH₂OSiH₃) erwähnt werden.

Außer diesen Ausgangsmaterialien für die Bildung der Sperrschicht können beispielsweise auch Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO₂), Distickstoffoxid (N₂O), Stickstoffmonoxid (NO), Distickstofftrioxid (N₂O₃), Stickstoffdioxid (NO₂), Distickstofftetroxid

(N₃O₄), Distickstoffpentoxid (N₂O₅) und Stickstoff-

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trioxid (NO₃) erwähnt werden.

Wie vorstehend beschrieben wurde, werden bei der Bildung einer Sperrschicht 102 nach dem Glimmentladungsverfahren die zur Bildung der Sperrschicht dienenden Ausgangsmaterialien in geeigneter Weise so aus den vorstehend erwähnten Materialien ausgewählt, daß eine Sperrschicht gebildet werden kann, die die gewünschten Eigenschaften hat und aus den gewünschten Materialien besteht. Bei der Anwendung des Glimmentladungsverfahrens können beispielsweise als Ausgangsmaterial für die Bildung der Sperrschicht 102 ein • einzelnes Gas wie Si(CH.,). oder SiCl_?(CH„)_? oder eine

Gasmischung, beispielsweise das System SiH₄-NpO, das System SiH₄-O₂C-Ar), das System SiH₄-NO₂, das System SiH₄-O₂-N₂, das System SiCl₄-NO-H₀, das System SiH-NH-, das System SiCl.-NH-, das System SiH₄-N , das System SiH-NH₃-NO, das System Si(CH₃)₄-SiH₄ oder das System SiCl₂(CH₃J₂-SiH₄ einge-.

setzt werden.

■ Alternativ kann die Sperrschicht 102 nach dem

. Zerstäubungsverfahren gebildet werden, indem man eine Einkristall- oder eine polykristalline Si-Scheibe oder C-Scheibe oder eine Scheibe, die Si enthält, worin C eingemischt ist, als Target einsetzt und indem man diese Targets in verschiedenen Atmosphären zerstäubt. Wenn beispielsweise e'ine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, wird das gasförmige Ausgangsmaterial für die Einführung von Kohlenstoffatomen (C) und Wasserstoffatomen (H) oder Halogenatomen (X), das gegebenenfalls, falls dies erwünscht ist, mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein kann, in die zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeführt, wird ein·.Gasplasma aus diesen Gasen gebildet und wird eine Zerstäubung der vorstehend

erwähnten Si-Scheibe bewirkt. Bei anderen Verfahren kann die Zerstäubung in einer mindestens Wasserstoffatome (H) oder Halogenatome (X) enthaltenden Gasatmosphäre bewirkt werden, indem getrennte Targets aus Si und C oder eine Platte bzw. Folie aus einer Mischung von Si und C angewendet wird.

Als gasförmige Ausgangsmaterialien für den Einbau von Kohlenstoffatomen, Wasserstoffatomen oder Halogenatomen in die gebildete Sperrschicht können auch bei dem Zerstäubungsverfahren die vorstehend im Zusammenhang mit dem Glimmentladungsverfahren erwähnten, gasförmigen Ausgangsmaterialien geeignet sein.

Für die Bildung einer aus einem amorphen Material vom Stickstofftyp bestehenden Sperrschicht 102 nach dem Zerstäubungsverfahren können als Target eine Einkristall- oder eine polykristalline Si-Scheibe oder eine Si^N.-Scheibe oder eine Scheibe, die Si und darin eingemischtes Si„N₄ enthält, eingesetzt und kann die Zerstäubung in verschiedenen Gasatmosphären bewirkt werden.

Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, wird ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Stickstoffatomen, ggf. zusammen mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial für den Einbau von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen, beispielsweise H₂ und Np oder NH₃, die, falls dies erwünscht ist, mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein können, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeführt, in der ein Gasplasma aus diesen Gasen gebildet und die vorstehend erwähnte Si-Scheibe zerstäubt wird.
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Alternativ kann die Zerstäubung im Fall der Verwendung von Si und Si₃N als getrennten Targets oder im Fall der Verwendung eines Targets aus einer platten- bzw. folienförmigen Mischung von Si und Si₃N₄ in einer verdünnten Gasatmosphäre als Gas für die Zerstäubung oder in einer Gasatmosphäre; die H-Atome und/oder X-Atome enthält; bewirkt werden.

Von den in den Beispielen für die Bildung der Sperrschicht durch das Glimmentladungsverfahren erwähnten Ausgangsmaterialien können die zur Einführung von Stickstoffatomen (N) dienenden, gasförmigen Ausgangsmaterialien auch im Fall der Zerstäubung als wirksame, gasförmige Ausgangsmaterialien für die Ein-¹^ führung von Stickstoffatomen (N) eingesetzt werden.

Für die Bildung einer aus einem amorphen Material vom Sauerstofftyp bestehenden Sperrschicht 102 nach dem Zerstäubungsverfahren können eine Einkristall- oder eine polykristalline Si-Scheibe oder eine SiO_?- Scheibe oder eine Scheibe, die Si und darin eingemischtes SiOp enthält, als Target eingesetzt werden, und die Zerstäubung kann in verschiedenen Gasatmosphären

bewirkt werden.
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Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, wird ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoffatomen, ggf. zusammen mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial für den Einbau

von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen, beispielsweise SiH. und 0_p oder 0„, die mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein können, falls dies erwünscht ist, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeführt, in der ein Gasplasma aus diesen Gasen gebildet und die vorstehend erwähnte Si-Scheibe zer-

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- 31 * stäubt wird.

Alternativ kann die Zerstäubung im Fall der Verwendung von Si und SiOp als getrennten Targets oder im Fall der Verwendung eines Targets aus einer platten- oder folienförmigen Mischung von Si und SiO₂ in einer verdünnten Gasatmosphäre als Gas für die Zerstäubung oder in einer Gasatmosphäre, die Η-Atome und/oder

X-Atome enthält, bewirkt werden.
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Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoffatomen (0) können auch im Fall der Zerstäubung die in den Beispielen für die Bildung der Sperrschicht nach dem Glimmentladungsverfahren als Ausgangsmaterialien für die Einführung von Sauerstoffatomen (0) erwähnten Vertreter der Ausgangsmaterialien in wirksamer Weise eingesetzt werden.

Als verdünnendes Gas, das bei der Bildung der ^O Sperrschicht 102 nach dem Glimmentladungsverfahren oder dem Zerstäubungsverfahren einzusetzen ist, sind Edelgase wie He, Ne und Ar geeignet.

Wenn die Sperrschicht 102 aus dem vorstehend ^° beschriebenen, amorphen Material besteht, wird sie sorgfältig so gebildet, daß die erforderlichen Eigenschaften genau wie beschrieben erzielt werden können.

Eine aus Si und mindestens einem Vertreter von

C, N und 0 und ggf. H und/oder X bestehende Substanz kann je nach den Herstellungsbedingungen verschiedene Formen annehmen, die sich von einer kristallinen bis zu einer amorphen Form erstreckt, und sie kann elektrische Eigenschaften annehmen, die von den Eigenschaften

einer elektrisch leitenden Substanz über die Eigen-

schäften eines Halbleiters bis zu den Eigenschaften eines Isolators und von den Eigenschaften einer photoleitfähigen bis zu den Eigenschaften einer nicht photoleitfähigen Substanz reichen. Erfindungsgemäß werden die Herstellungsbedingungen genau ausgewählt, damit amorphe Materialien .gebildet werden können, die mindestensin bezug auf das Licht des sichtbaren Bereichs nicht photoleitfähig sind.

Die amorphe Sperrschicht 102 dient zur Verhinderung der Injektion von freien Ladungsträgern von der Seite des Trägers 101 her in die : amorphe Schicht 103, während den Phototrägern, die in der amorphen' Schicht 103 erzeugt worden sind, eine leichte bzw. glatte Bewegung und ein leichter Durchgang oder Durchtritt durch die Sperrschicht 102 zu der Seite des Träger 101 hin ermöglicht wird. Aus diesem Grund ist es erwünscht, daß die vorstehend erwähnten, amorphen Materialien so gebildet werden, daß sie mindestens im sichtbaren Bereich des Lichts das Verhalten eines elektrischen Isolators zeigen.

Die Sperrschicht 102 wird auch so gebildet, daß sie bezüglich des Durchtritts von Ladungsträgern einen ■^ Beweglichkeitswert hat, der einen glatten Durchgang von in der ,amorphen Schicht 103 erzeugten Phototrä'gern durch die Sperrschicht 102 ermöglicht.

Als eine andere kritische bzw. entscheidende

Bedingung für die Herstellung der Sperrschicht 102 aus dem amorphen Material mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften kann die Trägertemperatur während der Herstellung der Sperrschicht erwähnt werden.

Mit anderen Worte^ die Trägertemperatur während der Bildung einer aus dem vorstehend erwähnten,

amorphen Material bestehenden Sperrschicht 102 auf der Oberfläche des Trägers 101 stellt einen wichtigen Faktor dar, der die Struktur und die Eigenschaften der gebildeten. Schicht beeinflußt. Erfindungsgemäß wird die Trägertemperatur während der Bildung der Schicht genau reguliert, damit das vorstehend erwähnte, amorphe Material so hergestellt werden kann, daß es genau die gewünschten Eigenschaften hat.

Die Trägertemperatur während der Bildung der Sperrschicht 102, die geeigneterweise innerhalb eines optimalen Bereichs gewählt wird, der von dem für die Bildung der Sperrschicht 102 angewandten Verfahren abhängt, beträgt im allgemeinen 20 bis 300 C und vorzugsweise 50° bis 25O°C. Für die Bildung der Sperrschicht 102 wird geeigneterweise das Glimmentladungsverfahren oder das Zerstäubungsverfahren angewendet, weil diese Verfahren im Vergleich mit anderen Verfahren eine relativ leicht durchführbare, genaue Regulierung des Atomverhältnisses der diese Schicht bildenden Elemente oder der Schichtdicke ermöglichen können, wenn in dem gleichen System anschließend die amorphe Schicht 103 auf der Sperrschicht 102 und, falls dies erwüncht ist, außerdem eine dritte Schicht auf der amorphen Schicht 103 gebildet wird. In dem Fall, daß die Sperrschicht 102 nach diesen Schichtbildungsverfahren gebildet wird, können als wichtige Faktoren, die ähnlich wie die vorstehend beschriebene Trägertemperatur die Eigenschaften der herzustellenden Sperrschicht beeinflussen, auch die Entladungsleistung und der Gasdruck während der Schichtbildung erwähnt werden.

Die Entladungsleistung beträgt im allgemeinen 1 bis 300 W und vorzugsweise 2 bis 150 W, damit in wirksamer Weise mit einer guten Produktivität eine

Sperrschicht 102 hergestellt wird, deren Eigenschaften zur Erzielung des gewünschten Zwecks führen. Der Gasdruck in der Abscheidungskammer beträgt im allgemeinen 4 jubar bis 6,7 mbar und vorzugsweise 10,7 yubar bis 0,67 mbar.

Ähnlich wie die Bedingungen für die Herstellung der Sperrschicht 102 stellt auch der Gehalt an Kohlenstoffatomen, Stickstoffatomen, Sauerstoffatomen, Wasser-Stoffatomen und Halogenatomen in der Sperrschicht 102 einen wichtigen Faktor hinsichtlich der Bildung einer Sperrschicht mit den erwünschten Eigenschaften dar.

Bei der Bildung einer aus a-Si C₁ bestehenden Sperrschicht 102 kann der auf Siliciumatome bezogene Gehalt an Kohlenstoffatomen im allgemeinen 60 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 65 bis 80 Atom-% und insbesondere 70 bis 75 Atom-% betragen, d. h. daß der Index a 0,1 bis 0,4, vorzugsweise 0,2 bis 0,35 und insbesondere 0,25 bis 0,3 betragen kann. Wenn die Sperrschicht 102 aus a-^i_bC₁__b)_cH₁__c besteht, beträgt der Gehalt an Kohlenstoffatomen im allgemeinen 30 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 40 bis 90 Atom-% und insbesondere 50 bis 80 Atom-%j während der Gehalt an Wasserstoffatomen im allgemeinen 1 bis 40 Atom-%, vorzugsweise 2 bis 35 Atom-% und insbesondere 5 bis 30 Atom-% beträgt, d. h. daß der Index b im allgemeinen 0,1 bis 0,5, vorzugsweise 0,1 bis 0,35 und insbesondere 0,15 bis 0,3 beträgt, während der Index c im allgemeinen 0,60 bis 0,99, vorzugsweise 0,65 bis 0,98 und insbesondere 0,7 bis 0,95 beträgt. Wenn die Sperrschicht 102 aus a-(Si_(jC₁__d)_eX₁__e oder aus a-(Si_fC_{1 f}) (Η+Χ)_χ_ besteht, beträgt der Gehalt an Kohlenstoffatomen im allgemeinen 40 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 50 bis 90 Atom-% und

insbesondere 60 bis 80 Atom-% und beträgt der Gehalt an Halogenatomen oder die Summe des Gehalts an Halogenatomen und Wasserstoffatomen im allgemeinen 1 bis 20 AtOtn-%, vorzugsweise 1 bis 18 Atom-% und insbesondere 2 bis 15 Atom-%, während der Gehalt an Wasserstoffatomen, wenn sowohl Halogenatome als auch Wasserstoffatome enthalten sind, im allgemeinen 19 Atom-% oder weniger und vorzugsweise 13 Atom-% oder weniger beträgt, d. h. daß die Indizes d und f im allgemeinen 0,1 bis 0,47, vorzugsweise 0,1 bis 0,35 und insbesondere 0,15 bis 0,3 betragen, während die Indizes e und g im allgemeinen 0,8 bis 0,99, vorzugsweise 0,85 bis 0,99 und insbesondere 0,85 bis 0,98 betragen.

Wenn die Sperrschicht 102 aus einem amorphen Material vom Stickstofftyp gebildet ist, beträgt der auf Siliciumatome bezogene Gehalt an Stickstoffatomen im Fall von a-Si.N im allgemeinen 43 bis 60 Atom-% und vorzugsweise 43 bis 50 Atom-%, d. h. daß der Index h im allgemeinen 0,43 bis 0,60 und vorzugsweise 0,43 bis 0,50 beträgt.

Wenn die Sperrschicht 102 aus a-(Si.N -KH₁ · besteht, beträgt der Gehalt an Stickstoffatomen im allgemeinen 25 bis 55 Atom-% und vorzugsweise 35 bis 55 Atom-%, während der Gehalt an Wasserstoffatomen im allgemeinen 2 bis 35 Atom-% und vorzugsweise 5 bis 30 Atom-% beträgt, d. h. daß der Index i im allgemeinen 0,43 bis 0,6 und vorzugsweise 0,43 bis 0,5 beträgt, während der Index j im allgemeinen 0,65 bis 0,98 und vorzugsweise 0,7 bis 0,95 beträgt. Wenn die Sperrschicht 102 aus a-CSi^^) -^_1-1 oder aus a-(Si N ) (H+Xh besteht, beträgt der Gehalt an

III X"™ III Il X^-Il .

Stickstoffatomen im allgemeinen 30 bis 60 Atom-% und vorzugsweise 40 bis 60 Atom-% und beträgt der Gehalt an Halogenatomen oder die Summe des Gehalts an Halogen-

atomen und Wasserstoffatome im allgemeinen 1 bis 20 Atom-% und vorzugsweise 2 bis 15 Atom-%, während der Gehalt an Wasserstoffatomen, wenn sowohl Halogenatome als auch Wasserstoffatome enthalten sind, im allgemeinen 19 Atom-% oder weniger und vorzugsweise 13 Atom-% oder weniger beträgt, d. h. daß die Indizes k und m im allgemeinen 0,43 bis 0,60 und vorzugsweise 0,43 bis 0,49 betragen, während die Indizes 1 und η im allgemeinen 0,8 bis 0,99 und vorzugsweise 0,85 bis 0,98 betragen.

Wenn die Sperrschicht 102 aus einem amorphen Material vom Sauerstofftyp gebildet ist, beträgt der auf Siliciumatome bezogene Gehalt an Sauerstoffatomen in der aus a-Si O₁ bestehenden Sperrschicht 102

ο l-o

im allgemeinen 60 bis 67 Atom-% und vorzugsweise 63 bis 67 Atom-%, d. h. daß der Index ο im allgemeinen 0,33 bis 0,40 und vorzugsweise 0,33 bis 0,37 beträgt. Wenn die Sperrschicht 102 aus a-(Si 0. ) H₁ besteht,

ρ 1-p q 1-q

beträgt der Gehalt an Sauerstoffatomen in der Sperrschicht 102 im allgemeinen 39 bis 66 Atom-% und vorzugsweise 42 bis. 64 Atom-%, während der Gehalt an Wasserstoffatomen im allgemeinen 2 bis 35 Atom-% und vorzugsweise 5 bis 30 Atom-% beträgt, d. h. daß der Index ρ im allgemeinen 0,33 bis 0,40 und vorzugsweise 0,33 bis 0,37 beträgt, während der Index q im allgemeinen 0,65 bis 0,98 und vorzugsweise 0,70 bis 0,95 beträgt. Wenn die Sperrschicht 102 aus a-(Si O₁ ) X₁ oder

r 1-r s 1-s

aus a-fSi.O, ₊.),,(H+X)₁ besteht, beträgt der Gehalt an Sauerstoffatomen in der Sperrschicht 102 im allgemeinen 48 bis 66 Atom-% und vorzugsweise 51 bis 66 Atom-% und beträgt der Gehalt an Halogenatomen oder die Summe des Gehalts an Halogenatomen und Wasserstoffatomen, wenn außerdem Wasserstoffatome enthalten sind, im allgemeinen 1 bis 20 Atom-% und vorzugsweise 2

bis 15 Atom-%, wobei der Gehalt an Wasserstoffatomen, wenn sowohl Halogenatome als auch Wasserstoffatome enthalten sind, im allgemeinen 19 Atom-% oder weniger und vorzugsweise 13 Atom-% oder weniger beträgt,

d. h. daß der Index r oder t im allgemeinen 0,33 bis 0,40 und vorzugsweise 0,33 bis 0,37 beträgt, während der Index s oder u im allgemeinen 0,80 bis 0,99 und vorzugsweise 0,85 bis 0,98 beträgt.

Als elektrisch isolierende Metalloxide für die

Bildung der Sperrschicht 102 können vorzugsweise Metalloxide wie Al₂O₃, BeO, CaO, Cr₃O₃, P₂ ⁰S' ^Zr02' ^Hf°2' GeO₂, Y₃O₃, TiO₂, Ce₃O₃, MgO, MgO-Al₂O₃ oder SiO₃₁MgO erwähnt werden. Zur Bildung der Sperrschicht 102 kann auch eine Mischung aus 2 oder mehr Arten dieser Verbindungen eingesetzt werden.

Die aus einem elektrisch isolierenden Metalloxid bestehende Sperrschicht 102 kann durch das Vakuumabscheidungsverfahren, das chemische Aufdampfverfahren (CVD-Verfahren), das Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren, das Zerstäubungsverfahren, das Ionenimplantationsverfahren, das Ionenplattierverfahren oder das Elektronenstrahlverfahren oder· durch andere Verfahren gebildet werden.

Für die Bildung der Sperrschicht 102 durch das Zerstäubungsverfahren kann beispielsweise eine zur Bildung einer Sperrschicht dienende Scheibe als Target ^ow eingesetzt und in einer Atmosphäre aus verschiedenen Gasen wie He, Ne oder Ar zerstäubt werden.

Wenn das Elektronenstrahlverfahren angewendet wird, wird ein Ausgangsmaterial für die Bildung der Sperrschicht in ein Abscheidungsschiffchen hineingebracht, das seinerseits mit einem Elektronenstrahl

3201031

* bestrahlt werden kann, um eine Aufdampfung dieses Materials zu bewirken.

Die Sperrschicht 102 wird so ausgebildet, daß sie elektrisch isolierendes Verhalten zeigt, weil die Sperrschicht 102 die Funktion hat, ein Eindringen von Ladungsträgern von der Seite des Trägers 101 her in die amorphe Schicht 103 in wirksamer Weise zu verhindern und einen leichten Durchtritt oder Durchgang der in der amorphen Schicht 103 erzeugten Phototräger, die sich zu dem Träger 101 hin bewegen, von der Seite der amorphen Schicht 103 durch die Sperrschicht zu der Seite des Trägers 101 hin zu ermöglichen.

Der numerische Bereich der Schichtdicke der Sperrschicht ist ein wichtiger Faktor für die wirksame Erfüllung des vorstehend erwähnten Zweckes. Mit anderen . Worten, die Injektion ^von freien Ladungsträgern in die amorphe Schicht 103 von der Seite des Trägers 101 her kann durch die Sperrschicht nicht in ausreichendem Maße verhindert werden, wenn die Schichtdicke der Sperrschicht zu gering ist. Andererseits ist die Wahrscheinlichkeit, daß die in der amorphen Schicht 103 erzeugten Phototräger zu der Seite des Trägers 101 hin durchtreten, sehr gering, wenn die Sperrschicht zu dick ist. Demnach kann in diesen beiden Fällen die Aufgabe der Erfindung nicht in wirksamer Weise gelöst werden.

Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Gesichtspunkte beträgt die Dicke der Sperrschicht 102 im allgemeinen 3,0 bis 100,0 nm und vorzugsweise 5,0 bis 60,0 nm,· um die Aufgabe der Erfindung zu lösen.

Um die Aufgabe der Erfindung in wirksamer Weise

zu lösen, besteht die auf dem Träger 101 vorgesehene, amorphe Schicht 103 aus a-Si(H, X) mit den nachstehend erläuterten Halbleitereigenschaften, wobei die amorphe Schicht 103 außerdem mit Stickstoffatomen dotiert wird, die in der nachstehend beschriebenen Weise in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht verteilt sind.

φ a-Si(H, X) vom p-Typ: Dieser Typ enthält nur einen Akzeptor oder sowohl einen Donator als auch einen Akzeptor, wobei die Konzentration des Akzeptors (Na) relativ höher als die Konzentration des Donators ist.

0a-Si(H, X) vom p~-Typ: Es handelt sich dabei um einen Typ von φ, der den Akzeptor in einer niedrigeren Akzeptorkonzentration (Na) als der Typ (l) enthält, wenn er nur einen Akzeptor enthält, oder der den Akzeptor in einer im Vergleich mit dem Typ φ relativ niedri- ■ geren Konzentration enthält, wenn er sowohl einen Akzeptor als auch einen Donator enthält.

φ a-Si(H, X) vom n-Typ: Dieser Typ enthält nur einen Donator oder sowohl einen Donator als auch einen Akzeptor, wobei die Konzentration des Donators (Nd) relativ höher als die Konzentration des Akzeptors ist.

@a-Si(H, X) vom n~-Typ: Es handelt sich dabei um einen Typ von φ, der den Donator in einer niedrigeren Donatorkonzentration (Nd) als der Typ φ enthält, wenn er nur einen Donator enthält, oder der den Donator im Vergleich mit dem Typ φ in einer relativ niedrigeren Konzentration enthält, wenn er sowohl einen Akzeptor als auch einen Donator enthält.

3 / π 1 η 31

- 40 dl a-Si(H, X) vom i-Typ: Bei diesem Typ gilt:

Na * Nd <* O oder Na ~ Nd.

Typische Beispiele für Halogenatome (X), die im Rahmen der Erfindung in der amorphen Schicht enthalten sind, sind Fluor, Chlor, Brom und Jod, wobei Fluor und Chlor besonders bevorzugt werden.

In der amorphen Schicht des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements ist ein Schichtbereich vorgesehen, der Stictetoffatome enthält, die in den zu der Oberfläche des Trägers im wesentlichen parallelen Ebenen gleichmäßig verteilt sind, jedoch in der Rieh-.

tung der Dicke der amorphen Schicht ungleichmäßig verteilt sind. Zusätzlich zu diesem besonderen Merkmal sind die Stickstoffatome gemäß einer bevorzugten Aus-, führungsform an der Seite der Oberfläche, die dem · Träger entgegengesetzt ist (d. h. an der Seite der in Fig. 1 gezeigten, freien Oberfläche 104), stärker angereichert, so daß sich der Höchstwert C des Gehalts der Stickstoffatome im Verteilungsprofil des Gehalts der Stick stoffatome an der vorstehend erwähnten Oberfläche oder in der Nähe davon befindet.

In den Fig. 2 bis 5 werden typische Beispiele für die'Verteilung der in der amorphen Schicht eines photoleitfähigen Elements mit einer solchen Verteilung des Gehalts der Stickstoffatome enthaltenen Stickstoff- ^Q atome in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht gezeigt. In den Fig. 2 bis 5 zeigt die Ordinatenachse die Schichtdicke t der amorphen Schicht 103, wobei t„ die Lage der Grenzfläche zwischen der amorphen Schicht 103 und einem anderen Material wie dem Träger 101 oder der Sperrschicht 102 (die Lage der unteren Oberfläche) bezeichnet, während t die Lage der Grenz-

3VJ .031

-Al-

fläche der amorphen Schicht 103 an der Seite der freien Oberfläche 104 (die gleiche Lage wie die in Fig. 1 gezeigte, freie Oberfläche 104, d. h. die Lage der oberen Oberfläche) bezeichnet, wobei die Schichtdicke t von t_n in Richtung auf t ansteigt. Die Abszissenachse zeigt die Verteilung des Gehalts der Stick stoffatome, C, in jeder Lage in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht 103, wobei der Gehalt der Stickstoffatome in der Richtung des Pfeils ansteigt. C

ΪΏ cLX

bezeichnet den Höchstwert des Gehalts der Stickstoffatome; der in einer bestimmten Lage in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht 103 vorliegt.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist der Gehalt der in der amorphen Schicht 103 enthaltenen Stickstoffatome so in der Schicht 103 verteilt, daß der Gehalt der Stickstoffatome von der Lage t der unteren Oberfläche ausgehend in Richtung zu der Lage t der oberen Oberfläche kontinuierlich monoton ansteigt, bis er in der Lage t- den Höchstwert des Gehalts T erreicht, worauf der Gehalt C in dem Intervall bis zu der Lage t der oberen Oberfläche den Wert

C ohne Veränderung beibehält, max ^ft

Wenn das hergestellte, photoleitfähige Element 100 eine amorphe Schicht 103 mit einer freien Oberfläche 104, wie sie in Fig. 1 gezeigt wird, aufweist, kann der Gehalt der Stickstoffatome in der Nähe der Lage

t der oberen Oberfläche auf einen Wert erhöht werden, on ^s
ou der viel größer als der Gehalt der Stickstoffatome

in anderen Bereichen ist, wodurch der freien Oberfläche 104 eine verbesserte Befähigung zum Tragen von Ladungen verliehen wird. In diesem Fall hat ein solcher Schichtbereich die Funktion einer sogenannten Sperrschicht. 35

3231331 ·. · ' ·_:": ·:

Demnach kann in der amorphen Schicht 103 eine obere Sperrschicht gebildet werden, indem man den Gehalt der ^st^^c^stoffatome in der Nähe der freien Oberfläche 104 der amorphen Schicht 103 im Vergleich mit dem Gehalt der Stick stoffatome in anderen Schichtbereichen sehr stark anreichert. Alternativ kann auch unter Verwendung von Materialien, die die gleichen Eigenschaften haben wie die Materialien, aus denen die Sperrschicht 102 besteht, eine Deckschicht auf der Oberfläche der amorphen Schicht 103 gebildet werden. Die Deckschicht kann in diesem Fall geeigneterweise eine Dicke von 3,0 nm bis 5 μχη und vorzugsweise eine Dicke von 5,0 nm bis 2 pm haben.

Bei der in Fig. 3 gezeigten AusfUhrungsform ist in dem Schichtbereich in dem unteren Anteil zwischen t_ und t„ kein Stick stoffatom oder eine unterhalb des nachweisbaren Grenzwertes liegende Menge von Stickstoffatomen enthalten. Von der Lage t_? bis zu der Lage t„ steigt der Gehalt der Sticl-Btoffatome gemäß einer Funktion erster Ordnung oder in Annäherung an eine Funktion erster Ordnung monoton an, bis er in

der Lage t„ den Höchstwert des Gehalts C erreicht. 3 max

In dem Schichtbereich zwischen t„ und t sind die

3 s

Stickstoffatome in gleichmäßiger Verteilung mit dem Höchstwert des Gehalts C enthalten.

max

Fig. 3 ist so dargestellt, als ob in dem Intervall zwischen t~ und t_? überhaupt kein Stick stoff enthalten wäre, weil eine unterhalb des feststellbaren Grenzwertes liegende Menge von Stickstoffatomen, falls überhaupt Stick-stoffatome vorhanden' sind, ähnlich behandelt wird, als ob kein Stickstoff enthalten wäre.

Demnach enthält ein Schichtbereich, für den im Rahmen der Erfindung ein Stickstoffgehalt von 0 ange-

320:081 . ' "

geben wird (beispielsweise der Schichtbereich zwischen t_fi und t in Fig. 3), überhaupt keine Stickstoffatome oder nur eine unterhalb des feststellbaren Grenzwertes liegende Menge von Stickstoffatomen. Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik liegt der feststellbare Grenzwert des Gehalts der Stickstoffatome bei 50 Atom-ppm, auf Siliciumatome bezogen.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind die Stickstoffatome im unteren Schichtbereich der amorphen Schicht 103 zwischen t_Q und t in gleichmäßiger und gleichbleibender Verteilung enthalten, so daß ihr Gehalt C einen konstanten Wert von C. hat, während die Stickstoffatome in dem oberen Schichtbereich zwischen t. und t gleichmäßig und gleichbleibend mit dem Höchstwert des Gehalts C_ verteilt sind. In dem oberen und dem unteren Schichtbereich liegen demnach verschiedene Werte des Gehalts der Stickstoffatome C ohne stetigen Übergang vor.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform sind die Stickstoffatome in der amorphen Schicht 103 von der Lage der unteren Oberfläche t_Q bis zu der Lage t(- mit einem konstanten Wert des Gehalts C_ enthalten, und der Gehalt der Stickstoffatome steigt von der Lage t₅ ausgehend bis zu der Lage t_ allmählich an. Von der.Lage t_& ausgehend steigt der Gehalt der Stickstoffatome bis zu der Lage der oberen Oberfläche t , wo er den Höchstwert des Gehalts C erreicht, steil an.

Wie vorstehend beschrieben wurde, ist es als eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements zur Erzielung einer hohen Photoempfindlichkeit und von stabilen Bildeigenschaften erwünscht, daß die Stickstoffatome in der amorphen

Schicht 103 in einer solchen Verteilung enthalten sind, daß ihr Gehalt bei Annäherung ihrer Lage an die Lage der oberen Oberfläche t ansteigt.

Im Fall einer Verteilung, wie sie in den Ausführungsformen der Fig. 2 bis 5 gezeigt wird, bei denen die in der amorphen Schicht 103 enthaltenen Stickstoffatome in der Weise in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht verteilt sind, daß sie an der dem Träger 101 entgegengesetzten Seite stärker angereichert sind, beträgt der Gesamtgehalt C, der in dem gesamten Schichtbereich enthaltenen .Stickstoffatome im allgemeinen 0,02 bis 30 Atom-%, auf die Siliciumatome bezogen, und der Höchstwert des Gehalts der Stick stoffatome C an der dem Träger 101 entgegengesetzten Oberfläche oder in der Nähe dieser Oberfläche in diesem Schichtbereich beträgt im allgemeinen 0,1 bis 60 Atom-%, vorzugsweise 0,2 bis 60 Atom-% und insbesondere 0,5 bis 60 Atom-%.

Bei den in den Fig. 2 bis 5 gezeigten, bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements kann die Aufgabe der Erfindung in wirksamer Weise erfüllt werden, indem man Stickstoffatome gemäß einer gewünschten Verteilungsfunktion so in die amorphe Schicht 103 hineingibt, daß die in der amorphen Schicht 103 enthaltenen Stielet off atome in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht 103 ungleichmäßig verteilt sind, wobei der Höchstwert C des Gehalts der Stick-

ITIcLX-

Stoffatome an der Lage t der oberen Oberfläche oder

in der Nähe von t vorliegt und wobei der Gehalt der Stickstoffatome von der Lage t der oberen Oberfläche

ausgehend in Richtung zu der Lage t der unteren Oberfläche abnimmt. Auch der Gesämtgehalt der SticJfetoffatome in der ganzen amorphen Schicht stellt einen

wichtigen Faktor für die Lösung der Aufgabe der Erfindung dar.

Der Gesamtgehalt der in der amorphen Schicht enthaltenen Stickstoffatome liegt im allgemeinen in dem vorstehend angegebenen Bereich, er beträgt jedoch vorzugsweise 0,02 bis 20 Atom-%, auf die Siliciumatome bezogen, und insbesondere 0,02 bis 10 Atom-%.

In den Fig. 6 bis 12 werden andere bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements gezeigt. Bei diesen Ausführungsformen weist das photoleitfähige Element mindestens einen Schichtbereich auf, in dem die in der amorphen Schicht 103 enthaltenen Stickstoffatome in den zu der Oberfläche des Trägers annähernd parallelen Ebenen im wesentlichen gleichmäßig verteilt sind, jedoch in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht ungleichmäßig verteilt sind, wobei die Stickstoffatome so verteilt sind, daß sie an der Seite der Oberfläche; an der der Träger 101 vorgesehen ist, stärker angereichert sind als im mittleren Anteil dieses Schichtbereichs.

Bei den in den Fig. 6 bis 12 gezeigten Ausführungsformen weist die amorphe Schicht 103 im Unterschied zu den in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Ausführungsformen mindestens einen Schichtbereich auf, bei dem der Höchstwert des Gehalts der Stickstoffatome an der Oberfläche

an der Seite, an der der Träger 101 vorgesehen ist, oder in der Nähe dieser Oberfläche vorliegt.

In den Fig. 6 bis 12 haben die Ordinatenachse und die Abszissenachse die gleiche Bedeutung wie in

den Fig. 2 bis 5. Unter dem mit einem Wert von 0

.- 46 -

angegebenen Stickstoffgehalt ist zu verstehen, daß der Gehalt der Stickstoffatome im wesentlichen O beträgt, wie es vorstehend im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 5 beschrieben worden ist. Darunter, daß der Gehalt der Stickstoffatome im wesentlichen O beträgt, ist zu verstehen, daß die Menge der Stickstoffatom

in dem betreffenden Anteil des Schichtbereichs unter dem vorstehend beschriebenen, feststellbaren Grenzwert liegt, so daß der Fall eingeschlossen ist, daß stickstoffatome tatsächlich in einer unterhalb des feststellbaren Grenzwerts liegenden Menge enthalten sind.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform sind die in der amorphen Schicht 103 enthaltenen stickstoffatome so durch die Schicht 103 hindurch verteilt, daß der Gehalt der Stickstoffatome von der Lage der unteren Oberfläche t_fi bis zu der Lage t. den konstanten Wert C₁ hat und daß der Gehalt der stickstoffatome von dem Gehalt C- in der Lage t.. ausgehend bis zu der Lage der oberen Oberfläche t gemäß einer Funktion

erster Ordnung abnimmt, bis der Gehalt der Stickstoffatome beim Erreichen der Lage der oberen Oberfläche t einen Wert von im wesentlichen G erreicht.

^5 Bei der Ausführungsform von Fig. 6 kann der amorphen Schicht 103 in dem an ihre untere Oberfläche angrenzenden Schichtbereich durch starke Erhöhung des Gehalts der stickstoffatome C zwischen den Lagen

t_n und t.. der Dicke der Schicht in ausreichendem Maße 30

die Funktion einer Sperrschicht verliehen werden.

Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform sind die in der amorphen Schicht 103 enthaltenen Stickstoffatome so verteilt, daß der Gehalt der Stickstoffatome von der Lage der unteren Oberfläche t_n bis zu der

Lage t₁ den konstanten Wert C. hat, während der Gehalt der Stickstoffatome von der Lage t. ausgehend in Richtung zu der Lage der oberen Oberfläche t unter Ausbildung einer leicht gekrümmten Kurve im Verteilungsprofil allmählich abnimmt.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform hat der Gehalt der Stickstoffatome von t_Q bis t den konstanten Wert C-, und der Gehalt der Stickstoffatome nimmt von t- bis t_? gemäß einer Funktion erster Ordnung ab, während der Gehalt der Stickstoffatome von t_? bis t wieder einen konstanten Wert (C₀) hat. Bei dieser Ausführungsform kann dem an die obere Oberfläche angrenzenden Schichtbereich der amorphen Schicht 103 in ausreichendem Maße die Funktion einer Sperrschicht verliehen werden, indem der Gehalt der Stickstoffatome Cp in dem an die obere Oberfläche angrenzenden Schichtbereich (dem Anteil zwischen t_o und t in Fig. 8) •durch Einbau.einer ausreichenden Menge von Stickstoffatomen auf einen Wert gebracht wird, der dazu führt, daß dieser Schichtbereich die Funktion einer Sperrschicht zeigen kann.

Alternativ kann im Fall dter in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform der Gehalt der Stickstoffatome C auch an beiden Oberflächenseiten der amorphen Schicht 103 so erhöht werden, daß er viel größer ist als der Gehalt der Stickstoffatome in dem inneren Anteil der amorphen Schicht, wodurch es ermöglicht wird, daß die an die beiden Oberflächen angrenzenden Schichtbereiche die Funktion von Sperrschichten erfüllen.

Bei der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform ist das Verteilungsprofil der Stickstoffatome zwischen t_Q und t₂ dem in Fig. 7 gezeigten Verteilungsprofil

ähnlich, jedoch wird im ganzen ein anderes Verteilungs profil erhalten, weil der Gehalt der Stick stoffatome bei t„ ohne stetigen Übergang steil ansteigt, so daß

er zwischen t_o und t den Wert C_ hat. 2 s 2

• Bei der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform ist das Verteilungsprofil zwischen t~ und t„ dem in Fig. 7 gezeigten Verteilungsprofil ähnlich, jedoch wird zwischen t„ und t ein Schichtbereich gebildet, in dem der Stickstoffgehalt im wesentlichen 0 ist, während zwischen t₀ und t eine große Menge von stickstoffatomen mit einem Gehalt von C_ enthalten ist.

Bei der in Fig. 11 gezeigten Ausfuhrungsform hat der Gehalt der Stick stoffatome zwischen t_ und t- den konstanten Wert C-, und der Gehalt der Stickstoffatome nimmt von einem Wert von C„ in der Lage t- ausgehend bis zu.einem Wert von C. in der Lage tp zwischen t.. und t_? gemäß einer Funktion erster Ordnung ab, während der Gehalt der stickstoffatome zwischen t₀
Wert Cp hat.

zwischen t₀ und t wieder erhöht ist und den konstanten

Bei der in Fig. 12 gezeigten Ausführungsform hat der Gehalt der Stick stoffatome zwischen t_n und t_n den konstanten Wert C₁, und auch zwischen t_ und t wird 'ein Verteilungsprofil mit einem konstanten

Wert von C_? des Gehalts der Stick-stoffatome gebildet, während der Gehalt der Stickstoffatome zwischen t. ^ou und t von dem Wert C in der Lage t ausgehend in Richtung zu dem mittleren Anteil der amorphen Schicht allmählich abnimmt und von dem mittleren Anteil ausgehend in Richtung zu der Lage t_p, wo er den Wert C₄

erreicht, wieder allmählich zunimmt. 35

320 iO81 " "■·].'":

g Wie vorstehend beschrieben wurde, ist bei den in den Fig. 6 bis 12 gezeigten Ausführungsformen ein ßchichtbereich vorgesehen, der an der auf der Seite aSS Trägers 1o1 befindlichen Oberfläche der amorphen Scfiicht 103 oder in der Näher dieser Oberfläche einen Höchstwert des Gehalts der Stickstoffatome aufweist, so daß die" Stickstoffatome dort stärker angereichert sind als iri dem mittleren Anteil der amorphen Schicht 103» Außerdem kann, falls dies erforderlich ist, auch i" QBm Oberflächenbereich der amorphen Schicht 103, der pie¹ zu dem Träger entgegengesetzte Seite der amorphen Schicht darstellt, ein Schichtbereich vorge-MeHbH¹ werden, in dem der Gehalt der Stickstoffatome größer ist als in dem mittleren Anteil der amorphen Schicht 103. Außerdem kann an der unteren Oberfläche oder in der Nähe dieser Oberfläche auch ein Schichtbereich gebildet werden, in dem der Gehalt der Stickstoffatome sehr stark angereichert ist, so daß dieser Schichtbereich in ausreichendem Maße die Funktion einer Sperrschicht erfüllen kann.

Bei den in den Fig. 6 bis 12 gezeigten Ausführungsformen kann der Höchstwert C des Gehalts der in

max

der amorphen Schicht 103 enthaltenen Stickstoffatome im Verteilungsprofil des Gehalts der Stickstoffatome, in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht zur wirksamen Erfüllung der Aufgabe der Erfindung im allgemeine^ einen Wert von 0,1 bis 60 Atom-%, vorzugsweise eih^h Wort von 0,2 bis 60 Atom-% und insbesondere eihfeh Wert von 0,4 bis 30 Atom-% haben.

fifei den in den Fig. 6 bis 12 gezeigten Ausführungsformeri des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements sind die in der amorphen Schicht 103 enthaltenen Stick-Stoffatome in der Richtung der Dicke der amorphen

Schicht 103 hinsichtlich ihres Gehalts ungleichmäßig verteilt, wobei durch die Werte des Gehalts der Stickstoffatome ein Verteilungsprofil gebildet wird, bei dem der Gehalt der Stickstoffatome von der Nähe des an .die untere Oberfläche angrenzenden Schichtbereichs ausgehend in Richtung zu dem mittleren Anteil der amorphen Schicht 103 abnimmt. Auch der Gesamtgehalt der in der amorphen Schicht 103 enthaltenen Stickstoffatome stellt jedoch einen kritischen bzw. entscheidenden Faktor für die Erfüllung der Aufgabe der Erfindung dar.

Im Rahmen der Erfindung beträgt der auf die Siliciumatome bezogene Gesamtgehalt der Stick stoffatome in der amorphen Schicht 103 im allgemeinen 0,02 bis 30 Atom-%, vorzugsweise 0,02 bis 20 Atom-% und insbesondere 0,02 bis 10 Atom-%.

Fig. 13 ist die schematische Darstellung eines Schnittes einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements.

Das in Fig. 13 gezeigte, photoleitfähige Element

1300 weist ähnlich wie das unter Bezugnahme auf Fig. ι beschriebene, photoleitfähige Element einen Träger

1301 für das photoleitfähige Element, eine ggf. auf dem Träger 1301 vorgesehene Sperrschicht 1302 und eine amorphe Schicht 1303 auf, wobei die amorphe Schicht 1303 Stickstoffatome enthält, die in zu der Oberfläche des Trägers 1301 im wesentlichen parallelen Ebenen im wesentlichen gleichmäßig verteilt sind, jedoch in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht ungleichmäßig verteilt sind, wobei die Stickstoff atome in den jeweiligen Anteilen der Schichtbereiche 1304, 1305 und 1306 verschieden verteilt sind. D. h. daß

320 !081 ' : .

die amorphe Schicht 1303 aus einem unteren Schichtbereich 1304, in dem die Stickstoffatome in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht im wesentlichen gleichmäßig mit dem Gehalt C₁ verteilt sind, einem oberen Schichtbereich 1306, in dem die Stick stoffatome in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht im wesentlichen gleichmäßig mit dem Gehalt C„ verteilt sind, und einem zwischen dem unteren und dem oberen Schichtbereich ausgebildeten Zwischenschichtbereich 1305, in dem die Stickstoffatome in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht im wesentlichen gleichmäßig mit dem Gehalt C₀ verteilt sind, besteht.

³ .

Bei der in Fig. 13 gezeigten AusfUhrungsform können die Werte C₁, C_ und C_ des Gehalts der Stickstoffatome in den jeweiligen Schichten in gewünschter Weise variiert werden, wobei jedoch die Beziehung C₃^C₁, C₀ erfüllt sein muß. Zur wirksameren Lösung der Aufgabe der Erfindung beträgt die Obergrenze des Wertes C₁ oder C₀ jedoch im allgemeinen 60 Atom-% oder weniger, vorzugsweise 57 Atom-% oder weniger und insbesondere 50 Atom-% oder weniger, während die Untergrenze von C₁ oder C₀ im allgemeinen 11 Atom-% oder mehr, vorzugsweise 15 Atom-% oder mehr und insbesondere 20 Atom-% oder mehr beträgt. Die Obergrenze des Wertes C„ kann im allgemeinen 10 Atom-% oder weniger, vorzugsweise 5 Atom-% und insbesondere 2 Atom-% betragen, während die Untergrenze des Wertes C„ im allgemeinen 0,OC5Atom-% oder mehr, vorzugsweise 0,006 Atom-% oder mehr und insbesondere υ,007Atom-% oder mehr beträgt.

Der auf die Siliciumatome bezogene Gesamtgehalt der Stickstoffatome in der amorphen Schicht 1303 kann im allgemeinen 0,02 bis 30 Atom-%, vorzugsweise °/⁰²

bis 20 Atom-% und insbesondere 0/02 bis 10 Atom-% betragen.

Wie es vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde, muß die Sperrschicht 1302 erfindungsgemäß nicht unbedingt vorgesehen werden, wenn die im Fall der direkten Ausbildung der amorphen Schicht auf dem Träger 1301 zwischen dem Träger 1301 und der amorphen Schicht 1303 gebildete Grenzfläche in ausreichendem Maße die gleiche Funktion wie die vorstehend beschriebene Sperrschicht 1302 zeigen kann.

Außerdem kann, falls dies erwüncht ist, einem Anteil des Schichtbereichs der amorphen Schicht 1303 durch den Einbau einer ausreichenden Menge von Stickstoffatomen in den Oberflächen-Schichtbereich der amorphen Schicht 1303 auf der Seite des Trägers 1301 die gleiche Funktion wie die Sperrschicht 1302 verliehen werden, so daß auf die Sperrschicht 1302 auch verzichtet werden kann. Wenn einem Anteil des Schichtbereichs der amorphen Schicht 1303 die Funktion einer Sperrschicht verliehen wird, beträgt der Gehalt der Stickstoffatome, der erforderlich ist, damit dieser Schicht— bereich eine solche Funktion zeigt, im allgemeinen 25 bis 60 Atom-%, vorzugsweise "30 bis 60 Atom-% und insbesondere 35 bis 60 Atom-%, wobei sich diese Werte auf die ' Siliciumatome beziehen.

Eine im wesentlichen aus a-Si(H, X) bestehende, amorphe Schicht kann erfindungsgemäß durch ein Vakuumaufdampf verfahren unter Anwendung einer Entladungserscheinung, beispielsweise durch das Glimmentladungsverfahren, das Zerstäubungsverfahren oder das Ionenplattierverfahren, gebildet werden. Für die Bildung "° der amorphen Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren

320 Ί 081 ■; "'[/'']

wird beispielsweise ein gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen zusammen mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial für aie Zuführung von Siliciumatomen (Si), das zur Zuführung von Siliciumatomen (Si) befähigt ist, in eine Abscheidungskammer eingeführt, in der die Glimmentladung erzeugt wird, wodurch auf der Oberfläche eines vorgegebenen Trägers, der vorher in eine vorbestimmte Lage gebracht worden ist, eine aus a-Si(H, X) bestehende Schicht gebildet wird. Für den Einbau von Stickstoffatomen (N) in die zu bildende, amorphe Schicht kann während der Bildung der amorphen Schicht ein gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Stickstoffatomen in die Abscheidungskammer eingeleitet werden.

Wenn die amorphe Schicht nach dem Zerstäubungsverfahren gebildet werden soll, kann bei der Durchführung der Zerstäubung eines aus Si gebildeten Targets in einer Atmosphäre, die aus einem Inertgas wie Ar oder He oder aus einer Gasmischung auf der Grundlage eines solchen Gases besteht, ein gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen in die zur Zerstäubung dienende Kammer eingeführt werden.

Als Verfahren zum Einbau von Stickstoffatomen in die amorphe Schicht kann während der Bildung der Schicht bei der Züchtung bzw. dem Wachstum der Schicht ³^ ein gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Stickstoffatomen in die Abscheidungskammer eingeleitet werden, oder ein zum Einbau von Stickstoffatomen dienendes Target, das vorher in der Abscheidungskammer angeordnet worden ist, kann bei einem alternativen Verfahren während der Bildung der Schicht zerstäubt werden.

Beispiele für das zur Zuführung von Si dienende, gasförmige Ausgangsmaterial, das erfindungsgemäß bei der Bildung der amorphen Schicht einzusetzen ist, sind gasförmige oder vergasbare Siliciumhydride (Silane) wie SiH₄, SipHg, Si₃H₃ oder Si₄H₁₀, die wirksame Materialien darstellen. SiH₄ und Si₂H₆ werden im Hinblick auf ihre leichte Handhabung während der Schichtbildurig und auf den Wirkungsgrad hinsichtlich der Zuführung von Si besonders bevorzugt.

Als wirksames, gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Halogenatomen, das erfindungsgemäß bei der Bildung der amorphen Schicht einzusetzen ist, kann eine Anzahl von Halogenverbindungen wie gasförmige Halogene, Halogenide, Interhalogenverbindungen und halogensubstituierte Silanderivate, die gasförmig oder vergasbar sind, erwähnt werden.

Alternativ ist erfindungsgemäß auch der Einsatz von Halogenatome enthaltenden,' gasförmigen oder vergasbaren Siliciumverbindungen, die aus Siliciumatomen (Si) und Halogenatomen (X) gebildet sind, wirksam.

Typische Beispiele für Halogenatome, die erfindungsgemäß'vorzugsweise eingesetzt werden, sind gasförmige. Halogene wie Fluor, Chlor, Brom oder Jod und Interhalogenverbindungen wie BrF, ClF, C1F„, BrF₅, BrF₃, JF₇, JF₅, JCl oder JBr.

Als Halogenatome enthaltende Siliciumverbindung werden Silicium
SiBr. bevorzugt

werden Siliciumhalogenide wie SiF , Si₂F , SiCl oder

Wenn das erfindungsgemäße, photoleitfähige Element nach dem Glimmentladungsverfahren unter Einsatz einer

Halogenatome enthaltenden Siliciurnverbindung gebildet wird, kann auf dem Träger eine aus a-Si:X bestehende, amorphe Schicht gebildet werden, ohne daß als zur Zuführung von Si befähigtes, gasförmiges Ausgangsmaterial ein gasförmiges Siliciumhydrid eingesetzt wird.

Das grundlegende Verfahren zur Bildung der Halogenatome enthaltenden, amorphen Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren besteht darin, daß ein zur Zuführung

von Si dienendes, gasförmiges Ausgangsmaterial, nämlich f ein gasförmiges Siliciumhalogenid, und ein Gas wie

Ar, Hp oder He in einem vorbestimmten Verhältnis in einer geeigneten Gasströmungsmenge in die zur Bildung d_er amorphen Schicht dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden, worauf eine Glimmentladung angeregt wird, um eine Plasmaatmosphäre aus diesen Gasen zu bilden und dadurch auf einem vorbestimmten Träger eine amorphe Schicht zu bilden. Zum Einbau von Wasser-

^O Stoffatomen kann eine amorphe Schicht auch gebildet werden, indem man eine gasförmige, Wasserstoffatome enthaltende Siliciumverbindung in einem geeigneten Verhältnis mit diesen Gasen vermischt.

i_h ^ Alle Gase, die zur Einführung einer bestimmten Atomart dienen, können entweder als einzelne Spezies oder in' Form einer Mischung von mehreren Spezies in einem vorbestimmten Verhältnis eingesetzt werden. Zur Bildung einer aus a-Si(H, X) bestehenden, amorphen :^~ Schicht nach dem ffeak-tiven- Zerstäubungsverfahren oder dem Ionenplattierverfahren wird ein aus Si bestehendes Target eingesetzt, das im Fall des Zerstäubungsverfahrens in einer geeigneten Gasplasmaatmosphäre zerstäubt wird. Alternativ wird im Fall des Ionenplattier-Verfahrens ein polykristallines Silicium oder Ein-

kristall-Silicium als Verdampfungsquelle in ein Aufdampfschiffchen hineingebracht, und die Silicium-Verdampfungsquelle wird durch Erhitzen nach dem Widerstandsheizverfahren oder dem Elektronenstrahlverfahren verdampft, wobei den verdampften, fliegenden Substanzen ein Durchtritt durch eine geeignete Gasplasmaatmosphäre ermöglicht wird.

Während dieser Verfahrensweise kann zum Einbau IQ von Halogenatomen in die gebildete Schicht beim Zerstäubungsverfahren und beim lonenplattierverfahren eine gasförmige Halogenverbindung, wie sie vorstehend erwähnt worden ist, oder eine Halogenatome enthaltende Siliciumverbindung, wie sie vorstehend erwähnt worden ist, in die Abscheidungskammer eingeführt werden, um in der Abscheidungskammer eine Plasmaatmosphäre aus diesem Gas zu bilden.

Wenn Wasserstoffatome eingebaut werden, kann ei^{n zum} Einbau von Wasserstoffatomen dienendes, gasförmiges Ausgangsmaterial wie H„ oder die vorstehend erwähnten Silane in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer, in der eine Plasmaatmosphäre aus diesem Gas gebildet werden kann, eingeleitet werden.

Die Stickstoffatome, die in der gebildeten, amorphen Schicht mit einem gewünschten Verteilungsprofil in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht enthalten sind, können in die amorphe Schicht eingeführt werden, indem während der Bildung der Schicht ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Stickstoffatomen in einer vorbestimmten, auf das Wachstum der Schicht abgestimmten Strömungsmenge in die zur Bildung der Schicht dienende Abscheidungskammer, in der die amorphe Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren, dem Ionenplattierverfahren oder dem Reaktions-

Zerstäubungsverfahren gebildet wird, eingeleitet wird.

Für die Bildung der amorphen Schicht nach dem Zerstäubungsverfahren kann in der vorstehend erwähnten Abscheidungskammer ein zur Einführung von Stickstoffatomen dienendes Target vorgesehen werden, das in Abstimmung mit dem Wachstum der Schicht zerstäubt werden kann.

Zu gasförmigen Ausgangsmaterialien, die erfindungsgemäß in wirksamer Weise für den Einbau von Stickstoffatomen in die amorphe Schicht eingesetzt werden können, gehören zahlreiche gasförmige oder vergasbare Stickstoffverbindungen. Als Beispiele für solche Ausgangssubstanzen können gasförmige oder vergasbare Stickstoffverbindungen, die N oder N und H als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, beispielsweise Stickstoff (N₂), Nitride und Azide wie Ammoniak (NH₃), Hydrazin (H₃NNH ), Stickstoffwasserstoffsäure (HN ) und Ammoniumazid (NH.N„) erwähnt werden. Zusätzlich zu diesen gasförmigen Ausgangsmaterialien können auch Stickstoffhalogenidverbindungen wie Stickstofftrifluorid (NF») und Stickstofftetrafluorid (NpF₄), durch die Halogenatome zusammen mit Stickstoffatomen eingebaut werden können, erwähnt werden.

Für die Bildung einer amorphen Schicht 103, in die Stickstoffatome eingebaut sind, nach dem Zerstäubung sverfahren wird eine Einkristall- oder eine polykristalline Si-Scheibe oder Si„N.-Scheibe oder eine Scheibe, in der eine Mischung von Si und Si_QN. enthalten ist, als Target eingesetzt und in einer Atmosphäre aus verschiedenen Gasen zerstäubt. Alternativ kann eine Einkristall- oder polykristalline Si-Scheibe in einer Atmosphäre aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial für den Einbau von Stickstoffatomen zerstäubt werden.
35

Wenn eine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, wird beispielsweise ein gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Stickstoffatomen und, falls notwendig, Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen wie Hp und Np oder NH„, das, falls erwünscht, mit einem Verdünnungsgas verdünnt sein kann, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet,· wobei in der Abscheidungskammer ein Gasplasma gebildet und die Si-Scheibe zerstäubt wird.

Alternativ können Si und Si₃N als getrennte.Targets oder in Form einen plattenförmigen Targets aus einer Mischung von Si und SiqN, eingesetzt werden, wobei die Zerstäubung in einer Atmosphäre aus einem Verdünnungsgas als Gas für die Zerstäubung oder in einer Gasatmosphäre, die mindestens Wasserstoffatome (H) oder Halogenatome (X) enthält, durchgeführt wird.

Erfindungsgemäß können für die Erzielung einer ähnlichen Wirkung, wie sie durch den Einbau von Stickstoffatomen erhalten wird, zusätzlich zu Stickstoffatomen auch Kohlenstoffatome und/oder Sauerstoffatome eingebaut werden.

Als Ausgangssubstanz, bei der es sich um ein gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Kohlenstoffatomen oder Sauerstoffatomen handeln kann, können die Ausgangssubstanzen eingesetzt werden, die vorstehend als Ausgangsmaterialien für die Bildung einer Sperrschicht erwähnt worden sind. Außerdem können auch

Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO₂), Stickstoffdioxid (NO₂'), Di stickstofftrioxid (N₂O₃), Distickstofftetroxid (N₃O₄), Distickstoffpentoxid (NpO₁-), Stickstofftrioxid (N0„) und niedere Siloxane, die Si, 0 und H als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, wie Disiloxan (H₁₃SiOSiH₁₃) und Trisiloxan (H SiOSiH₂OSiH₃) erwähnt werden.

- 59 -

Erfindungsgemäß können als gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Halogenatomen, das bei der Bildung der amorphen Schicht einzusetzen ist, in wirksamer Weise die vorstehend erwähnten Halogenverbindungen oder halogenhaltigen Siliciumverbindungen eingesetzt werden. Zusätzlich dazu können als wirksames Ausgangsmaterial für die Bildung der amorphen Schicht auch gasförmige oder vergasbare Halogenide eingesetzt werden,, an deren Aufbau Wasserstoffatome· beteiligt sind, wozu Halogenwasserstoffe wie HF, HCl, HBr oder HJ und halogensubstituierte Siliciumhydride wie SiHpF ,

SiHCl

₃,

oder SiHBr₃ gehören.

Diese Halogenide, die Wasserstoffatome enthalten, können vorzugsweise als Ausgangsmaterialien für den Einbau von.Halogenatomen eingesetzt werden, weil gleich-

6O

zeitig rait der Einführung von Halogenatomen Wasserstoffatome eingeführt werden können, die hinsichtlich der Regulierung der elektrischen oder photoelektrischen Eigenschaften sehr wirksam sind. 5

Statt nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren können Wasserstoffatome auch dadurch in die Struktur der amorphen Schicht eingeführt werden, daß in der Abscheidungskammer unter Anwendung von Siliciumverbindüngen als Quelle für die Zuführung von Si in gleichzeitiger Gegenwart von H„ oder einem gasförmigen Silan wie SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₃ oder Si₄H₁₀ eine Entladung angeregt wird.

Im Fall des reaktiven Zerstäubungsverfahrens unter Anwendung eines Si-Targets werden beispielsweise ein zum Einbau von Halogenatomen dienendes Gas und H_?— Gas, ggf. zusammen mit einem Inertgas wie He oder Ar, in die Abscheidungskammer eingeleitet, um in der Abscheidungskammer eine Plasmaatmosphäre zu bilden, worauf das Si-Target zerstäubt wird. Dadurch kann eine im wesentlichen aus a-Si(H, X) bestehende, amorphe Schicht mit erwünschten Eigenschaften erhalten werden.

Außerdem kann auch zusammen mit den vorstehend

erwähnten Gasen ein Gas wie B-H₆, PH₃ oder PF₃ einge-• führt werden, wodurch zusätzlich eine Dotierung mit Fremdstoffen bewirkt wird.

Die Menge der Wasserstoffatome (H) oder der Halogenatome (X), die in der amorphen Schicht des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements enthalten sind, oder die Gesamtmenge der Wasserstoffatome und der Halogenatome kann im allgemeinen 1 bis 40 Atom-% und vorzugsweise 5 bis 30 Atom-% betragen.

320:031 " "::; _: \ '

Der Gehalt des in die amorphe Schicht eingebauten H und/oder X kann reguliert werden, indem beispielsweise Faktoren wie die Temperatur des Trägers während der Abscheidung und/oder die Mengen der zum Einbau von H oder X eingesetzten, in die Abseheidungskammer eingeführten Ausgangsmaterialien oder die Entladungsleistung reguliert werden.

Zur Herstellung einer amorphen Schicht vom n-Typ, p-Typ oder i-Typ können während der Bildung der amorphen Schicht durch das Glimmentladungsverfahren oder das Reaktions-Zerstäubungsverfahren Fremdstoffe vom n-Typ, Fremdstoffe vom p-Typ oder Fremdstoffe von beiden Typen, die den Typ der elektrischen Leitfähigkeit regulieren, in einer regulierten Menge in die Schicht hineingegeben werden.

Als Fremdstoff, der in die amorphe Schicht hineinzugeben ist, damit der amorphen Schicht die Neigung zum i-Typ oder p-Typ verliehen wird, kann vorzugsweise ein Element der Gruppe IIIA des Periodensystems wie B, Al, Ga, In oder Tl erwähnt werden.

Andererseits kann vorzugsweise ein Element der Gruppe VA des Periodensystems wie N, P, As, Sb oder Bi eingesetzt werden, um der amorphen Schicht die Neigung 'zum n-Typ zu verleihen.

Die Menge, in der der Fremdstoff erfindungsgemäß SQ in die amorphe Schicht hineinzugeben ist, damit der gewünschte Leitfähigkeitstyp erhalten wird, kann im Fall eines Fremdstoffs der Gruppe IIIA des Perioden-

_p
systems 3 χ 10 Atom-% oder weniger und im Fall eines

Fremdstoffs der Gruppe VA des Periodensystems 5 χ Atom-% oder weniger betragen.

Die Schichtdicke der amorphen Schicht, die geeigneterweise so festgelegt werden kann, daß die in der amorphen Schicht erzeugten Phototräger mit einem guten Wirkungsgrad transportiert werden können, beträgt im allgemeinen 3 bis 100 μπ\ und vorzugsweise 5 bis 50 pm.

Beispiel 1

Unter Anwendung einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 14 gezeigt wird, die in einem reinen, vollständig abgeschirmten Raum untergebracht war, wurde ein Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke nach dem nachstehenden Verfahren hergestellt.

Ein Molybdänblech (Träger) 1409 (10 cm χ 10 cm; Dicke: 0,5 mm), dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde an einem Festhalteelement 1403 befestigt, das in einer vorbestimmten Lage in einer Glimmentladungs-Abscheidungskammer 1401 angeordnet war. Der Träger 1409 wurde durch eine innerhalb des Festhalteelements 1403 befindliche Heizvorrichtung 1408 mit einer Genauigkeit von _+0,5 C erhitzt. Die Temperatur wurde direkt an der Rückseite des Trägers mit einem Alumel-Chromel-Thermopaar gemessen. Dann wurde das

Hauptventil 1410 geöffnet, nachdem festgestellt worden war, daß alle Ventile in dem System geschlossen waren, und die Abscheidungskammer 1401 wurde bis zu einem Druck von etwa 6,7 nbar evakuiert. Danach wurde die Eingangsspannung für die Heizvorrich-

^ow tung 1408 erhöht, indem sie unter Messung der Temperatur des Trägers variiert wurde, bis sich die Temperatur auf einen konstanten Wert von 25O°C stabilisiert hatte.

Dann wurden die Hilfsventil "° 1441 und anschließend die Ausströmventile 1426,

1427 und 1429 und die Einströmventile 1421, 1422 und 1424 vollständig geöffnet, wodurch die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416, 1417 und 1419 in ausreichendem Maße bis zur Erzielung von Vakuum entgast wurden. Nach dem Schließen des Hilfsventil 1441, der Ausströmventile 1426, 1427, und 1429 und der Einströmventile 1421, 1422 und 1424 wurden das Ventil 1431 der Bombe 1411, die SiH₄-GaS (Reinheit: 99,999 %) enthielt, das mit H„ bis zu einer SiH.-Konzentration von 10 Volumen-% verdünnt worden war , Cnachstehend als SiH₄(10)/H bezeichnet}, und das Ventil 1432 der Borne 1412, die NH -Gas (Reinheit: 99,999%) enthielt, das mit H bis zu einer NH„ -Konzentration von 0,1 VoIumen-% verdünnt worden war Cnachstehend als NH„ (0,l)/H_o bezeichnet], geöffnet, wodurch der an dem Auslaßmanometer 1436 bzw. 1437 abgelesene Druck auf einen Wert von jeweils 0,98 bar eingestellt wurde. Dann wurden die Einströmventile 1421 und 1422 zur Einführung von SiH₄(10)/H₂-Gas und NH₃(O₁I)/H₂ in die Durchfluß-

Reguliervorrichtung 1416 bzw. 1417 allmählich geöffnet. Anschließend wurden die Ausströmventile 1426 und 1427 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil

1441 geöffnet wurde. Dabei wurden die Durchfluß-Reg.uliervorrichtungen 1416 und 1417 so eingestellt, daß das Verhältnis der Gasströmungsmenge von SiH₄(IO)/H₂ zu NH₃TCl)/H₂ den Wert 10:0,3 erreichte. Dann wurde die Öffnung des Hilfsventils 1441 unter sorgfältiger Ablesung des Pirani-Manometers

1442 eingestellt, wobei sie so weit geöffnet wurden,

^ΰ daß der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 13 yubar erreichte. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 1410 unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis der an dem Pirani-Manometer 1442 angezeigte Druck 0,13 mbar erreichte.

. - 64 -

Nachdem festgestellt worden war, daß die Gaszuführung und der Innendruck stabil waren, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 eingeschaltet und die auch als Elektrode dienende Blende 1405 geschlossen. Durch das Einschalten der Hochfrequenz-Stromquelle 1443 wurde zwischen dem ebenfalls als Elektrode dienenden Festhalteelement 1403 und der Blende.1405 eine Hochfrequenzspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt, wodurch in der Abscheidungskammer 1401 eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 10 W

erzeugt wurde. Die vorstehend beschriebenen Bedingungen f wurden 3 h lang aufrechterhalten, wodurch der untere Schichtbereich einer amorphen Schicht gebildet wurde.

¹^ Danach wurde das Ausströmventil 1427 bei zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschalteter Hochfrequenz-Stromquelle 1443 geschlossen. Dann wurden das Einströmventil 1424 und das Ausströmventil 1429 zur Einführung von NH -Gas in die Durchfluß-Reguliervorrich-

20

unter einem an dem Auslaßmanometer 1439

tung 1419 allmählich geöffnet, während NH -Gas

abgelesenen Druck von 0,98 bar aus der NH„-Gas (Reinheit: 99,999"%) enthaltenden Bombe 1414 durch das Ventil 1434 hindurchströmen gelassen wurde, und die Strömungsmenge des NH„-Gases wurde durch Ein- ° Stellung der Durchfluß-Reguliervorrichtung 1419 so stabilisiert, daß ihr Wert 1/10 der Strömungsmenge des SiH₄(10)/H₂-Gases betrug.

Anschließend wurde die Hochfrequenz-Stromquelle

30

1443 zur erneuten Einleitung der Glimmentladung wieder eingeschaltet. Die Eingangsleistun^ betrug 3 W. Nachdem die Glimmentladung zur Bildung eines oberen Schichtbereichs mit einer Dicke von 60,0 nm_10 min lang aufrechterhalten worden war, wurden die Heizvorrichtung 1408 und die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 abgeschaltet, und der

Träger wurde auf 100 C abkühlen gelassen, worauf die Ausströmventile 1426 und 1429 und die Einströmventile 1421, 1422 und 1424 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1410 geschlossen wurden, wodurch der Innendruck in der Abscheidungskanuner 1401 auf einen Wert von weniger als 13 nbar gebracht wurde. Dann wurde das Hauptventil' 1410 geschlossen, und der Innendruck in der Abseheidungskammer 1401 wurde durch das Belüftungsventil 1406 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger mit den darauf ausgebildeten Schichten aus der Abscheidungskammer herausgenommen wurde. In diesem Fall hatten die Schichten eine Gesamtdicke von etwa 9 um..

Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, und es wurde 0,2 s lang eine Koronaladung mit -5,5 kV durchgeführt, und unmittelbar danach wurde das Bilderzeugungselement durch Projizieren eines Lichtbildes bildmäßig belichtet.■Zur bildmäßigen Belichtung wurde das Lichtbild unter Anwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle mit einem Belichtungswert von 1,0 Ix.s durch eine lichtdurchlässige Testkarte hindurch projiziert .

Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaska-

^" denförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen, wodurch auf dem Bilderzeugungselement ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem Bilderzeugungselement befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit -5,0 kV auf ein Bildempfangspapier über-

«" tragen wurde, wurde ein klares Bild mit einer hohen Dichte erhalten, dat> eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte. ■ ·-

- 66 Beispiel 2

Ein Träger aus Molybdän wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 in einer Glimmentladungs-Abscheidungsg kammer 1401 befestigt, worauf die Glimmentladungs-Abscheidungskammer^1401 nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 bis· zu einem Druck von 6,7 nbar evakuiert wurde. Nachdem die Temperatur des Trägers nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 auf

IQ einen konstanten Wert von 250 C gebracht worden war, wurden das Hilfsventil 1441

und anschließend die Ausströmventile 1426, 1427 und 1429 und die Einströmventile 1421, 1422 und 1424 vollständig geöffnet, wodurch die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416, 1417 und 1419 in ausreichendem Maße bis zur Erzielung von Vakuum entgast wurden. Nach dem Schließen des Hilfsventiis 1441 , der Ausströmventile 1426, 1427 und 1429 und der Einströmventile 1421, 1422 und 1424 wurden das Ventil 1431 der Gasbombe 1411, die SiH₄(10)/H--Gas enthielt, und das Ventil 1432

der Gasbombe 1412, die NH- (0,1)/H enthielt, geöffnet, wodurch der an .dem Auslaßmanometer 1436 bzw. 1437 abgelesene Druck auf einen Wert von jeweils 0,98 bar eingestellt wurde. Anschließend wurden die Einströmventile 1421 und 1422 zur Einführung von SiH₄(IO)/H₃-GaS und NH'(0,1)/J-L-Gas in die Durchfluß-Reguliervorrichtung 1416 bzw. 1417 allmählich geöffnet. Dann wurden die Ausströmventile 1426 und 1427 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil 1441 allmählich geöffnet wurde . Dabei wurden die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416 und 1417 so eingestellt, daß das

Verhältnis der Strömungsmenge von SxH AlO)/H--

zu NH (0,1)/H₅ den Wert 10:0,3 erhielt. Dann wurde 3 *-

die Öffnung des Hilfsventiis 1^41 unter

sorgfältiger Ablesung des Pirani-Manometers 1442 eingestellt und so weit geöffnet, daß der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 13 ^ibar erreichte. Nachdem sich der Innendruck in d'er Abscheidungskammer 1401 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 1410 unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis der an dem Pirani-Manotoeter 1442 abgelesene Druck 0,13 mbar erreichte. Nachdem festgestellt worden war, daß die Gaszuführüng und der Innendruck stabil waren, wurde' die auch als Elektrode dienende Blende 1405 geschlossen und die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 eingeschaltet.Durch das Einschalten der Hochfrequenz-Stromquelle 1443 wurde zwischen dem ebenfalls als Elektrode dienenden Festhalteelement 1403 und der Blende 1405 eine Hochfrequenzspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt, wodurch in der Abscheidungskammer 1401 eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 10 W erzeugt wurde. Gleichzeitig mit dem Beginn der Bildung des unteren Schichtbereichs einer amorphen Schicht auf dem Träger' wurde unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen der an der Durchfluß-Reguliervorrichtung 1417 eingestellte Wert der Strömungsmenge im Verlauf von 5 h erhöht, so daß das Verhältnis der Gasströmungsmenge von SiH. (10)/H -Gas zu NH₃(O,1)/H₂-GaS 5 h nach dem Beginn der Schichtbildung 1:1 betrug.

Danach wurde das Ausströmventil 1427 bei zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschalteter Hochfrequenz-Stromquelle 1443 geschlossen. Dann wurden das Einströmventil 1424 und das Ausströmventil 1429 zur Einführung von NH₃-GaS in die Durchfluß-Regulier-

Vorrichtung 1419 allmählich geöffnet, während NH -Gas

unter einem an dem Auslaßmanometer 1439 abgelesenen Druck von 0,98 bar aus der Bombe 1414 durch das Ventil 1434 hindurchströmen gelassen wurde, und die Durchfluß-Reguliervorrichtung 1419 wurde so eingestellt, daß die Strömungsmenge des NH -Gases 1/10 der Strömungsmenge des SiH.(1Ό)/H^-Gases betrug.

Anschließend wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 zur erneuten Einleitung der Glimmentladung wieder eingeschaltet. Die Eingangsleistung betrug 3 W.

Nachdem die Glimmentladung zur Bildung eines oberen Schichtbereichs 15 min lang aufrechterhalten' worden war, wurden die Heizvorrichtung 1408 und die

]5 Hochfrequenz-Stromquelle 1443 abgeschaltet. Der Träger ' wurde auf 100 C abkühlen gelassen, worauf die Ausströmventile 1426 und 1429 und die Einströmventile 1421, 1422 und 1424 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1410 geschlossen wurden. Dadurch wurde der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 auf weniger als 13 nbar gebracht. Dann wurde das Hauptventil 1410 geschlossen, und der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 wurde durch das Belüftungsventil 1406 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger mit den darauf ausgebildeten Schichten aus der Abscheidungskammer herausgenommen wurde. In diesem Fall hatten die Schichten eine G'esamtdicke von etwa 15 ,um.

Unter Anwendung des auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselements wurden unter den gleichen Bedingungen und nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 Bilder auf einem Bildempfangspapier erzeugt, wobei eine sehr klare Bildqualität erhalten wurde.

Beispiel 3

Ein Träger aus Molybdän wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 in einer Glimmentladungs-Abscheidungskammer 1401 befestigt, worauf die Glimmentladungs-Abscheidungskammer 1401 nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 bis zu einem Druck von 6,7 nbar evakuiert wurde. Nachdem die Temperatur des Trägers nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 auf einen konstanten Wert von 250 C gebracht worden war, wurden das Hilfsventil 1441

und anschließend die Ausströmventile 1426 und 1427 und die Einströmventile 1421 und 1422 vollständig geöffnet, wodurch die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416 und 1417 in ausreichendem Maße bis zur Erzielung von Vakuum entgast wurden. Nach dem Schließen des Hilfsventils 1441 , der Ausströmventile 1426 und 1427 und der Einströmventile 1421 und 1422 wurden das Ventil 1431 der Bombe 1411, die SiH₄(10)/H₃-GaS enthielt, und das Ventil 1432 der Bombe 1412, die NH₃ (0,1)/H₃-GaS enthielt, geöffnet, wodurch der an dem Auslaßmanometer 1436 bzw. 1437 abgelesene Druck auf einen Wert von jeweils 0,98 bar eingestellt wurde. Anschließend wurden die Einströmventile 1421 und 1422 zur Einführung von SiH₄(IO)/H-Gas und NH (O,l)/H -Gas in die Durchfluß-Reguliervorrichtung 1416 bzw. 1417 allmählich geöffnet. Dann wurden die Ausströmventile 1426 und 1427 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil 1441 allmählich geöffnet wurde . Dabei wurden die Einströmventile 1421 und 1422 so eingestellt, daß das Verhältnis der Gasströmungsmenge von SiH₄(l0)/H zu NH (0,l)/H„ den Wert 10:0,3 erhielt.

Dann wurde die Öffnung· · des Hilfsventils

1441 unter sorgfältiger Ablesung des Pirani-Manometers 1442 eingestellt,, bis sie so weit geöffnet waren, daß der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 13 /jbar erreichte. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskanuner 1401 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 1410 unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis der an dem Pirani-Manometer 1442 abgelesene Druck 0,13 mbar erreichte.

Nachdem festgestellt worden war, daß die Gaszuführung und der Innendruck stabil waren, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 eingeschaltet und die auch als Elektrode dienende Blende 1405 geschlossen. Durch das Einschalten der Hochfrequenz-Stromquelle

¹^ 1443 wurde zwischen dem ebenfalls als Elektrode dienenden Festhalteelement 1403 und der Blende 1405 eine Hochfrequenzspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt, wodurch in der Abscheidungskammer 1401 eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 10 W erzeugt wurde. Gleichzeitig mit dem Beginn der Bildung der amorphen Schicht auf dem Träger unter den vorstehend beschriebenen, anfänglichen Schichtbildungsbedingungen wurde der an der Durchfluß-Reguliervorrichtung 1417 eingestellte Wert der Strömungsmenge

im Verlauf von 5 h kontinuierlich erhöht, v/obei das Verhältnis der Strö mungsmenge von SiH.(10)/H₀ zu NH (0,l)/H₉ während der Bildung der amorphen Schicht so reguliert wurde, daß das Verhältnis 5 h nach dem Beginn der

Schichtbildung 1:10 betrug.
30

Nach der Bildung der amorphen Schicht

wurden die Heizvorrichtung 1408 und die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 abgeschaltet. Der Träger wurde auf 100 C abkühlen gelassen, worauf die Ausströmventile 1426 und 1427. und die Einströmventile 1421 und 142 2 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1410

- 71 -

geschlossen wurden. Dadurch wurde der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 auf weniger als 13 nbar gebracht. Dann wurde das Hauptventil 1410 geschlossen, und der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 wurde durch das Belüftungsventil 1406 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger mit den darauf ausgebildeten Schichten aus der Abscheidungskammer herausgenommen wurde. In diesem Fall hatten die gebildeten Schichten eine Gesamtdicke von etwa 15 jum. Unter Anwendung des auf dies,e Weise erhaltenen Bilderzeugungselements wurden unter den -gleichen Bedingungen und nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 Bilder auf einem Bildempfangspapier erzeugt, wobei ein sehr klares Bild erhalten wurde.

- 72 Beispiel 4

Auf einem Träger aus Molybdän wurde unter den gleichen Verfahrensbedingungen wie -in Beispiel 3 beschrieben eine

amorphe Schicht gebildet, wobei die Bedingungen je-5

doch in der nachstehend angegebenen Weise abgeändert wurden.

Die Bombe 1411, die SiH₄- (10) /H₂-GaS enthielt, wurde durch eine SiF.-Gas (Reinheit:99,999 %) enthaltende Bombe ersetzt, und die Bombe 1412, die NH₃(0,1)/H₂-GaS enthielt, wurde durch eine Bombe ersetzt, die mit Argongas (Reinheit: 99,999 %) gefüllt war,, in dem 0,2 Volumen-% NH„ enthalten waren [nachstehend als NH₃(0,2)/Ar bezeichnet] . Das Verhältnis der Strömungsmenge des SiF.-Gases zu der Strömungsmenge von NH₃₁(0,2)/Ar im Anfangszustand der Abschei---P-dung der amorphen Schicht wurde auf den Wert 1 : 0,6 eingestellt, und die Strömungsmenge von NH (0,2)/Ar wurde

3 nach dem Beginn der Schichtbildung kontinuierlich erhöht, bis dieses Verhältnis bei Beendigung der Abscheidung der amorphen Schicht 1 : 18 betrug. Außerdem wurde die Eingangsleistung für die Glimmentladung so abgeändert, daß sie 100 W betrug. In diesem Fall hatte die gebildete Schicht einen Dicke von etwa 18 μπι. Unter Anwendung des auf diese Weiser hergestellten Bilderzeugungselements wurde die Bilderzeugung auf einem Bildempfangs papier nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 getestet, wobei sehr klare Bilder erhalten wurden.

Beispiel 5

Ein Träger aus Molybdän wurde in ähnlicher Weise wie

in Beispiel 1 in einer Glimmentladungs-Abscheidungskammer ο Ο

1401 befestigt, worauf die Glimmentladungs-Abscheidungskaramer 1401 nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiels 1 bis zu einem Druck von 6,7 nbar evakuiert wurde. Nachdem die Temperatur des Trägers auf einen" konstanten Wert von 250°C gebracht

worden war, wurden das Hilfsventil 1441 und anschließend die Ausströmventile 1426, 1427, 1428 und 1429 und die Einströmventile 1421, 1422, 1423 und 1424 vollständig geöffnet; wodurch die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416, 1417, 1418 und 1419 in ausreichendem Maße bis zur Erzielung von Vakuum entgast wurden.

Nach dem Schließen des Hilfsventils

1441 , der Ausströmventile 1426, 1427 und 1429 und der Einströmventile 1421, 1422, 1423 und 1424 wurden das Ventil 1431 der Bombe 1411, die SiH I10)/H₀-GaS

4 ^

enthielt, das Ventil 1432 der Bombe 1412, die NH₃ (0,l)/H₂-Gas enthielt, und das Ventil 1433 der Bombe 1413, die B₃Hg-GaS (Reinheit: 99,999%) enthielt, das mit H2 bis zu einer B₂H_fi-Konzentration von 50 Volumen-ppm verdünnt worden war ![nachstehend als B₃H,- (50) /H₂ bezeichnet), geöffnet, wodurch der an dem Auslaßmanometer 14 36, 1437 bzw. 1438 abgelesene Druck auf einen Wert von jeweils 0,98 bar eingestellt wurde. Anschließend wurden die Einströmventile 1421, 1422 und 1423 zur Einführung von SiH₄ (10)/ Η,,-Gas, NH_ (0,1)/H_o-Gas und B₀H^(SO)ZH₀-GaS in die Durchfluß-Reguliervorrichtung 1.416, 1417 bzw. 1418 allmählich geöffnet. Dann wurden die Ausströmventile 1426, 1427 und 1428 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil 1441 allmählich geöffnet wurde. Dabei wurden die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416, 1417 und 1418 so eingestellt, daß das Verhältnis der Strömungsmenge von SiH.(10)/H₀ zu NH (0,I)ZH den Wert 10 : 0,3 erhielt und

Tt_- & \J έ.

das Zuführungsverhältnis von SiH₄(IO)ZH₃ zu B₂H,(50)ZH₃ ^ 50 : 1 betrug. Darin wurde die Öffnung des Hilfsventils 1441 unter sorgfältiger Ablesung des Pirani-Manometers 1442 eingestellt und so weit geöffnet, daß der Innendruck in der Absehe id ungskammer 1401 1.3 μ bar erreichte. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil

1410 unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis der an dem Pirani-Manometer 1442 angezeigte Druck 0,13 mbar erreichte. Nachdem festgestellt worden war, daß die Gaszuführung und der "Innendruck stabil waren, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 144 3 eingeschaltet und die auch als Elektrode dienende Blende 1405 geschlossen. Durch das Einschalten der Hochfrequenz-Stromquelle 1443 wurde zwischen dem ebenfalls als Elektrode dienenden Festhalteelement 1403 und der Blende 1405 eine Hochfrequenz-Spannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt, wo- . · durch in der Abseheidungskanuner 1401 eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 10 W erzeugt wurde. Die vorstehenden Bedingungen wurden zur Bildung des unteren Schichtbereichs einer amorphen Schicht 3 h lang beibehalten. Danach wurden die Ausströmventile 1427 und 1428 bei zur Unterbrechung der Glimment- ' ladung abgeschalteter Hochfrequenz-Stromquelle 1443 geschlossen. Dann wurden das Einströmventil 14 24 und das Ausströmventil 1429 zur Einführung von NH₃-GaS in die Durchfluß-Reguliervorrichtung 1419 allmählich geöffnet, während NH„ -Gas unter einem an dem Auslaßmanometer 14 39 abgelesenen Druck von 0,98 bar aus der Bombe 1414 durch das Ventil 1434 hindurchströmen gelassen wurde. Dann wurde die Strömungsmenge des NH -Gases durch Einstellung der Durchf luß-Reguliervprrichtungen 1416 und 1419 so reguliert, daß sie 1/10 der Strömungsmenge des SiH,(10)/H₂-Gases betrug und bei diesem Wert stabilisiert.

Anschließend wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 ^O zur erneuten Einleitung der Glimmentladung wieder eingeschaltet. Die Eingangsleistung betrug 3 W. Nachdem die Glimmentladung zur Bildung eines oberen Schichtbereichs mit einer Dicke von 60,0 nm 10 min lang fortgesetzt worden war, wurden die Heizvorrichtung 14 08 und die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 abgeschaltet. Der Träger wurde auf 100⁰C

-.75 -

abkühlen gelassen, worauf die Ausströmventile 1426 und 1429 und die Einströmventile 1421, 1422, 1423 und 1424 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1410 geschlossen wurden. Dadurch wurde der Innendruck in der Abseheidungskammer 1401 auf weniger als 13 nbar - gebracht. Dann wurde das Hauptventil 1410 geschlossen, und der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401"wurde durch das Belüftungsventil 1406 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger

aus der Abscheidungskammer herausgenommen wurde. In diesem Fall hatten die Schichten eine Gesamtdicke von etwa 9 um. Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, und es wurde 0,1 s lang eine Koronaladung mit -5,5 kV durchgeführt, und unmittelbar danach wurde das Bilderzeugungs- ' element durch Projizieren eines Lichtbildes bildmäßig belichtet. Zur bildmäßigen Belichtung wurde das Lichtbild unter Anwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle mit einem Belichtungswert von 1,0 Ix.s durch eine lichtdurchlässige Testkarte hindurch projiziert.

Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen, wodurch auf dem Bilderzeugungselement ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem Bilderzeugungselement befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit -5,0 kV auf ein Bildempfängerpapier übertragen wurde, wurde, ein klares Bild mit einer hohen Dichte erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte.

Als nächstes wurde das vorstehend erwähnte Bilderzeugungselement 0,2 s lang mittels einer Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung einer Koronaladung mit +6,0 kV unter-

zogen und unmittelbar danach mit einem Belichtungswert von 0,8 Ix.s bildmäßig belichtet. Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen. Dann wurde durch Übertragung auf ein Bildempfangspapier und Fixieren ein sehr klares Bild erhalten.

Wie aus dem vorstehenden Ergebnis in Verbindung mit dem früheren Ergebnis hervorgeht, hat das in diesem Beispiel erhaltene Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke die Eigenschaft, daß es von der Ladungs·^ Polarität unabhängig ist, d.h. sowohl für negative als auch für positive Ladungspolarität als Bilderzeugungselement geeignet ist.

*

Beispiel 6

Unter Anwendung einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 14 gezeigt wird, wurde ein Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke nach dem nachstehenden Verfahren

hergestellt.

Ein Molybdänblech (Träger) 1409 (10 cm χ 10 cm; Dicke: 0,5 mm), dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde an einem Festhalteelement 1403 befestigt, das in einer vorbestimmten Lage in einer Abscheidungskammer 1401 angeordnet war. Das Target 14 04 war durch Aufbringen von hochreinem Graphit (99,999 %) auf hochreines, polykristallines Silicium (99,999 %) gebildet worden, wobei das Flächenverhältnis von

Silicium zu Graphit 1:9 betrug. Der Träger 1409 wurde durch eine innerhalb oü

des Fes thai tee leirients 1403 befindliche Heizvorrichtung 1408 mit einer Genauigkeit von + 0,5°C erhitzt. Die Temperatur wurde direkt an der Rückseite des Trägers mit einem Alumel-Chromel-Thermopaar gemessen. Dann wurde das Hauptventil 1410 ge-gffnet, nachdem festgestellt worden war, daß alle Ventile in dem System geschlossen waren,

und die Abscheidungskammer 1401 wurde bis zu einem Druck

von etwa 6,7 nbar evakuiert. Nach diesem Arbeitsgang waren alle Ventile mit Ausnahme des Hauptventils geschlossen.

Dann wurden die Hilfsventil

1441 und anschließend die Ausströmventile 1426, 1427, 14 29 und 14 30 geöffnet, wodurch die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416, 14Ϊ7, 1419 und 1420 in ausreichendem Maße bis zur Erzielung von Vakuum entgast wurden. Danach wurden die Ausströmventile 1426, 1427, 1429 und 1430 und die Hilfsventil 1441 geschlossen.

Das Ventil 14 35 der Bombe 1415, die Argongas (Reinheit: , 99,999 %) enthielt, wurde geöffnet, wobei der an dem Auslaßmanometer 1440 abgelesene Druck auf einen Wert von 0,98 bar eingestellt wurde. Dann wurde das Einströmventil 1425 geöffnet, worauf das Ausströmventil 14 30 zur Einführung von Argongas in die Abscheidungskammer 1401 allmählich geöffnet wurde. Das Ausströmventil 1430 wurde allmählich geöffnet, bis der an dem Pirani-Manometer 1442 angezeigte Druck einen Wert von 0,67 μbar erreicht hatte. Nachdem sich die Strömungsmenge in diesem Zustand stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 1410 unter Verengung seiner öffnung allmählich geschlossen, bis der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 13 μbar erreicht hatte. Nachdem festgestellt worden war, daß die Durchfluß-Reguliervorrichtung 1420 bei geöffneter Blende 1405 stabilisiert war, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 eingeschaltet, wodurch zwischen dem Target 1404 und dem Festhalteelement 1403 ein Wechselstrom mit einer Frequenz von 13,56 MHz und einer Leistung von 100 W fließen gelassen wurde. Während die vorstehend beschriebenen Bedingungen so abgestimmt wurden, daß eine stabile Entladung fortgesetzt wurde, wurde eine Schicht gebildet. Die Entladung wurde 1 min lang auf diese Weise fortgesetzt, wodurch eine untere Sperrschicht mit einer Dicke von 10,0 nm gebildet wurde.

Danach wurde das Ausströmventil 1430 bei zur Unterbrechung

der Glimmentladung abgeschalteter Hochfrequenz-Stromquelle 1443 bei vollständiger öffnung des Hauptventils 1410 geschlossen, wodurch die Abscheidungskammer 1401 bis zu einem Druck von 6,7 nbar evakuiert wurde. Dann wurde die Eingangsspannung der Heizvorrichtung 1408 erhöht, wobei die Eingangsspannung unter Messung der Temperatur des Trägers geändert wurde, bis die Temperatur des Trägers unter Erzielung eines konstanten Wertes von 200⁰C stabilisiert war.

Anschließend wurde nach dem gleichen Verfahren wiein Beispiel 1 eine amorphe Schicht gebildet. " Mit dem auf diese Weise hergestellten Bilderzeugungselement wurde die Bilderzeugung auf einem Bildempfangspapier nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt, wobei ein sehr klares und scharfes Bild erhalten wurde. '

Beispiel 7

Eine amorphe Schicht wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 auf einem Träger aus Molyb-

_. dan gebildet, jedoch wurde die NE₃ (0,2)/Ar enthaltende Gasbombe durch /U ' ^

eine Gasbombe ersetzt, die Hp enthielt, in dem 0,2 Vol.-% NH„ enthalten waren [!nachstehend als NHo(0,2)/H₀ bezeichnet].

In diesem Fall hatte die gebildete Schicht eine Dicke von etwa 15 um. Unter Anwendung dieses Bilderzeugungselements wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 beschrieben ein Bild auf einem Bildempfangspapier erzeugt, wobei ein sehr klares Bild erhalten wurde.

Beispiel 8

Die Beispiele 1 bis 7 wurden jeweils in ähnlicher Weise und unter ähnlichen Bedingungen wiederholt, wobei jedoch in jedem Beispiel N₂, (NH₃ + O₂), N₃O oder (N₂ + O₂) anstelle von NH₃ eingesetzt wurde. Als mit den erhaltenen, photoleitfähigen Elementen jeweils das entsprechende, elektrophotographische Bilderzeugungsverfahren durchgeführt wurde, wurden übertragene Bilder mit einer sehr hohen Qualität erhalten. Auch nach wiederholter, langzeitiger Anwendung wurde keine Verschlechterung der Qualität der übertragenen Bilder beobachtet.; '

Beispiel 9
1

Unter Anwendung einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 14 gezeigt wird, die in einem reinen, vollständig abgeschirmten Raum untergebracht war, wurde ein Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke nach dem nachstehender Verfahren hergestellt.

Ein Molybdänblech (Träger) 1409 (10 cm χ 10 cm; Dicke: 0,5 mm), dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde an einem Festhalteelement 1403 befestigt, das in einer vorbestimmten Lage in einer Glimmentladungs-Absch'eidungskaminer 1401 angeordnet war. Der Träger 1409 wurde durch eine innerhalb des Festhalteelements 1403 befindliche Heizvorrichtung 14 08 mit einer Genauigkeit von ± 0,5⁰C erhitzt. Die Temperatur wurde direkt an der Rückseite des Trägers mit einem , Alumel-Chromel-Thermopaar gemessen. Dann wurde das Hauptventil 1410 vollständig geöffnet, nachdem festgestellt worden war, daß alle Ventile in dem System geschlossen waren, und die Abseheidungskammer 1401 wurde bis zu einem Druck von etwa 6,7 nbar evakuiert. Danach wurde die Eingangsspannung für

die Heizvorrichtung 14 08 unter Messung der Temperatur des Trägers erhöht, bis sich die Temperatur auf einen konstanten Wert von 250⁰C stabilisiert hatte.

Dann wurden das Hilfsventil 1441

und anschließend die Ausströmventile 1426, 1427 und 1429 und die. Einströmventile 1421, 1422 und 1424 vollständig geöffnet, wodurch die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416, 1417 und 1419 in ausreichendem Maße bis zur Erzielung von Vakuum entgast wurden. Nach dem Schließen des Hilfsventils 1441, der Ausströmventile 1426, 1427 und 1429 und der Einströmventile 1*421, 1422 und 1424 wurden das Ventil 1431 der Bombe 1411, die SiH. (10)/H₃-GaS

enthielt, und das Ventil 14 34 der Bombe 1414, die NH₃ -Gas (Reinheit: 99,999 %) enthielt, geöffnet, wodurch der an dem Auslaßmanomoter 1436 bzw. 1439 abgelesene Druck auf einen Wert von jeweils 0,98 bar eingestellt wurde. Dann wurden die Einströmventile 1421 und 1424 zur Einführung von SiH₄ (10)/H₃-GaS und NH₃ v-Gas in die Durchfluß-Reguliervorrichtung 1416 bzw. 1419 allmählich geöffnet. Anschließend

!wurden die Ausströmventile 1426 und 1429 allmählich geöffnet, worauf tiasr Hilfsventil 1441 geöffnet wurde

Dabei wurden die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416 und 1419 so eingestellt, daß das Verhältnis der Gasströmungsmenge von SiH. (10)/H- zu NH₃ den Wert 10 : 1 erreichte. Dann wurde die öffnung des Hilfsventil^ 1441 unter sorgfältiger Ablesung des Pirani-Manometers 1442 eingestellt, wobei sie so weit geöffnet wurden, daß der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 13 ubar erreichte, ι

Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskaimer 1401 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 1410 unter Verengung seiner öffnung allmählich geschlossen, bis der an dem Pirani-Manometer 1442 angezeigte Druck 0,13 mbar erreichte. Nachdem festgestellt worden war, daß die Gaszuführung und der Innendruck stabil waren, wurde die auch ' als Elektrode dienende Blende 1405 geschlossen. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 144 3 eingeschaltet, wodurch zwischen dem ebenfalls als Elektrode dienenden Festhalteelement 1403 und der Blende 1405 eine Hochfrequenzspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt wurde. Dadurch wurde in der Abscheidungskammer 1401 eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 3 W erzeugt.

Die vorstehend beschriebenen Bedingungen wurden 10 min lang aufrechterhalten, wodurch ein unterer Schichtbereich

. mit einer Dicke von 60,0 nm gebildet wurde. Danach wurde das Ausströmventil 1429 bei zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschalteter Hochfrequenzstromquelle 1443 geschlossen. Das Einströmventil 1422 und das Ausströmventil 1427 wurden zur Einführung von·NH, (0,1)/H₃-GaS in die Durchfluß-Reguliervorrichtung 1417 allmählich geöffnet, während NH₃ (0,1) /H₂~Gas unter einem an dem Auslaßmanometer 14 37 abgelesenen Druck von 0,9 8 bar aus der Bombe 1412 durch das Ventil 14 32 hindurchströmen gelassen wurde. Durch Einstellung der Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416 und

] 1417 wurde das Verhältnis der Strömungsmenge des SiH₄ (1O)/H₂-Gases zu der Strömungsmenge des NH₃ (0,1)/H₃-Gases so reguliert, daß es 1 : 1 betrug. Anschließend wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 zur erneuten Einleitung der Glimmentladung wieder eingeschaltet. Die Eingangsleistung betrug 10 W.

Gleichzeitig mit dem Beginn der Bildung eine Schicht auf dem unteren Schichtbereich wurde der an der Durchfluß-Reguliervorrichtung 1417 eingestellte Wert der Strömungsmenge im Verlauf won 3 Ji kontinuierlich vermindert, bis das Verhältnis der Strömungsmenge des SiH. (10)/H₂-GaSeS zu der Strömungsmenge des NH₃ XO,1)/H₂-Gases nach 3 h den Wert 10 : 0,3 erreicht hatte. Die Schichtbildung wurde auf diese Weise 5 h lang durchge-

,i-führt. Dann wurden die Heizvorrichtung 1408 und die Hoch- , frequenz-Stromquelle 1443 abgeschaltet. Der Träger wurde auf 100⁰C abkühlen gelassen, worauf die Ausströmventile 1426 und 1427 und die Einströmventile 1421, 1422 und 1424 bei vollständiger öffnung des Hauptventils 1410 geschlossen

«ηwurden. Dadurch wurde der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 auf weniger als 13 nbargebracht.

Dann wurde das Hauptventil 1410 geschlossen, und der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 wurde durch das Belüftungsventil 14 06 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf

der Träger aus der

Abscheidungskammer herausgenommen wurde. In diesem Fall hatten die Schichten eine Gesamtdicke von etwa 9 um.

Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement 30wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, und es wurde 0,2 s lang eine Koronaladung mit -5,5 kV durchgeführt, und unmittelbar danach wurde das Bilderzeugungselement durch Projizieren eines Lichtbilds bildmäßig belichtet. Zur bildmäßigen Belichtung wurde das Licht-35bild unter Anwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle mit einem Belichtungswert von 1,0 lx.s durch eine lichtdurchlässige Testkarte hindurch projiziert.

1 Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen, wodurch auf dem Bilderzeugungselement ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem Bilderzeugungselement befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit -5,0 kV auf ein Bildeitpfangspapier übertragen'wurde, wurde ein klares Bild mit einer hohen Dichte erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte.

Beispiel 10

Ein Träger aus Molybdän wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 9 in einer Glimmentladungs-Abscheidungskammer 1401 befestigt, worauf die Glimmentladungs-Abscheidungskammer 1401 nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 9 bis zu einem Druck von 67 nbar evakuiert wurde. Nachdem die Temperatur des Trägers nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel auf einen konstanten Wert von 250 C gebracht worden war, wurden das Hilfsventil

1441 und anschließend die Ausströmventile 1426 und 1427 und die Einströmventile 1421 und 1422 vollständig geöffnet, wodurch die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416 und 1417 in ausreichendem Maße bis zur Erzielung von Vakuum entgast wurden. Nach dem Schließen des Hilfsventils 1441 , der Ausströmventile 1426 und 1427 und

der Einströmventile 1421 und 1422 wurden das Ventil 1431

der Gasbombe 1411, die SiH. (10)/H„-Gas enthielt, und das on
^ύν Ventil 1432 der Gasbombe 1412, die NH₃ (O,1)/H₂ enthielt.

geöffnet, wodurch der an dem Auslaßmanometer 1436 bzw. 1437 abgelesene Druck auf einen Wert von jeweils 0,98 bar eingestellt wurde. Anschließend wurden die Einströmventile 1421 und 1422 zur Einführung von SiH (10)/Hp-Gas und NH₃(0,1)/H₂-GaS in die Durchfluß-Reguliervorrichtung 1416

320ί 031

bzw. 1417 allmählich geöffnet. Dann wurden die Ausströmventile 1426 und 1427 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil 1441 allmählich geöffnet wurde . Dabei wurden die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416 und 1417 so eingestellt, daß das Verhältnis der Gasströmungsmenge von SiH₄(l0)/H₂ zu NH₃ (0,I)ZHj den Wert 1:10 erhielt.

Dann wurde die Öffnung des Hilfsventil·» 1441 unter sorgfältiger Ablesung des Pirani-Manometers 1442 .eingestellt und so weit geöffnet, daß der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 13 jjbar erreichte. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 1410 unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis an dem Pirani-Manometer 1442 ein Druck von 0,13 mbar angezeigt wurde. Nachdem festgestellt worden war, daß die Gaszuführung und der Innendruck stabil waren, wurde die Blende 1405 geschlossen. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 eingeschaltet, wodurch zwischen dem Festhalteelement 1403 und der Blende 1405, die als Elektroden dienten, eine Hochfrequenzspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt wurde. Dadurch wurde in der Abscheidungskammer 1401 eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 10 W erzeugt. Gleichzeitig mit dem Beginn der Bildung der· amorphen Schicht auf dem Träger unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen wurde der an der Durchfluß-Reguliervorrichtung 1417 eingestellte Wert der Strömungsmenge im Verlauf von 5 h kontinuierlich vermindert, so daß das Verhältnis der Gasströmungsmenge von SiH. (10)/H-

zu NH^(O,1)/H₂ 5 ta. nach dem Beginn der Schichtbildung 10:0,3 betrug.

Nach der Beendigung der Bildung der amorphen Schicht wurden die Heizvorrichtung 1408 und die Hoch-

frequenz-Stromquelle 1443 abgeschaltet. Der Träger wurde auf 100⁰C abkühlen gelassen, worauf die Ausströmventile 1426 und 1427 und die Einströmventile 1421 und 1422 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1410 geschlossen wurde. Dadurch wurde der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 auf weniger als 13 nbar gebracht. Dann wurde das Hauptventil

1410 geschlossen, und der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 wurde durch das Belüftungsventil 1406 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger

aus der Abscheidungskammer herausgenommen wurde. In diesem Fall hatten die Schichten eine Gesamtdicke von etwa

15 yum. Unter Anwendung des auf diese Weise hergestellten Bilderzeugungselement wurden unter den gleichen Bedingungen und nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 9 Bilder auf einem Bildempfangspapier erzeugt, wodurch sehr klare Bilder erhalten wurden.

Beispiel 11

Eine einen Teil der amorphen Schicht dieses Beispiels bildende Schicht wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 9 auf einem Träger aus Molybdän gebildet. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet. Unter diesen Bedingungen wurde das Ausströmventil 1427 geschlossen, worauf das Ausströmventil 1429 wieder geöffnet wurde. Das Verhältnis der Strömungsmenge von NH,-Gas zu SiH₄(l0)/H„ wurde durch Einstellung der Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1419 und 1416 so stabilisiert, daß es 1/10 betrug. Anschließend wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 zur erneuten Einleitung der Glimmentladung eingeschaltet. Dabei wurde die Eingangsleistung ähnlich wie

320 j 08 1 . ^;··..; :

' vorstehend beschrieben auf einen Wert von 3 W eingestellt.

Unter diesen Bedingungen wurde die Glimmentladung zur Bildung eines oberen Schichtbereichs _{mit e}i_ner Dicke von 90,0 nm 15 min lang aufrechterhalten, und dann wurden die Heizvorrichtung 1408 und die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 abgeschaltet. Der Träger wurde auf 100 C abkühlen gelassen, worauf die Ausströmventile 1426 und 1429 und die Einströmventile 1421., 1422 und 1424 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1410 . geschlossen wurden. Dadurch wurde der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 auf veniger als 13 nbar

gebracht. Dann wurde das Hauptventil 1410 geschlossen, und der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 wurde durch das Belüftungsventil 1406 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger

aus der Abscheidungskammer herausgenommen wurde. In diesem Fall hatten die gebildeten Schichten eine Gesamtdicke von etwa 9 yum.

Unter Anv/endung dieses Bilderzeugselement:: wurden unter den gleichen Bedingungen und nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 9 Bilder auf einem Bildempfangspapier erzeugt, wodurch sehr klare Bilder erhalten wurden.

Beispiel 12

"~

Nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 10 wurde auf einem Träger aus Molybdän eine einen Teil der amorphen Schicht dieses Beispiels bildende Schicht gebildet. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 zur Unterbrechung der Gliimentladung

abgeschaltet.

Unter diesen Bedingungen wurde das Ausströmventil 1427 geschlossen, worauf das Ausströmventil 1429 wieder geöffnet wurde. Das Verhältnis der Strömungsmenge von NHr-Gas zu SiH₄(10)/H₂ wurde durch Einstellung der Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1419 und 1416 so stabilisiert, daß sein Wert 1/10 betrug. Anschließend wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 zur erneuten Einleitung der Glimmentladung eingeschaltet, wobei die Eingangsleistung ähnlich wie vorstehend beschrieben auf einen Wert von 3 W eingestellt wurde»

Die Glimmentladung wurde unter diesen Bedingungen zur Bildung eines oberen Schichtbereichs. mit einer Dicke von 90,0 nm 10 min lang aufrechterhalten. Dann wurden

die Heizvorrichtung 1408 und die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 abgeschaltet. Der Träger wurde auf 100⁰C abkühlen gelassen, worauf die Ausströmventile 1426 und 1429 und die Einströmventile 1421, 1422 und 1424

bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1410 ge-20

schlossen wurden. Dadurch wurde der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 auf einen Wert von weniger als 13 nbar gebracht. Dann wurde das Hauptventil 1410 geschlossen, und der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 wurde durch das Belüftungsventil

1406 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger

aus der Abscheidungskammer herausgenommen wurde. In diesem Fall hatten die gebildeten Schichten eine Gesamtdicke von etwa 15 pm. Untern Anwendung dieses Bilderzeugungselements wurden unter den gleichen Bedingungen und nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 9 Bilder auf einem Bildempfangspapier erzeugt, wodurch sehr klare Bilder erhalten wurden.

J Λ υ , υ O !

- - 87

Beispiel 13

Ein Träger aus Molybdän wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 9 in einer Glimmentladungs-Abscheidungs-' kammer 1401 befestigt, worauf die Glimmentladungs-Abscheidungskammer 1401 nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 9 bis "zu einem Druck von 6,7 nbar evakuiert wurde. Nachdem die Temperatur des Trägers nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel ⁹ _auf einen konstanten Wert von 250 C gebracht worden war,

wurden das Hilfsventil 1441 und anschließend die Ausströmventile 1426 und 1427 und die Einströmventile 1421 und 1422 vollständig geöffnet, wodurch die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416 und 1417 in ausreichendem Maße bis zur Erzielung von Vakuum entgast wurden. Nach dem Schließen ^des Hilfsventils 1441 . . , der Ausströmventile 1426 und 1427 und der Einströmventile 1421 und 1422 wurden das Ventil 1431 der SiH₄(10)/H₅-GaS enthaltenden Bombe 1411 und das Ventil 1432 der NHJO, 1)/H₂ enthaltenden Bombe 1412 geöffnet, wodurch der an dem Auslaßmanometer 1436 bzw. 1437 abgelesene Druck auf einen Wert von jeweils 0,98 bar eingestellt wurde. Anschließend wurden die. Einströmventile 1421 und 1422 zur Einführung von SiH₄(IO)/H₂-GaS und NH₃ (0,1)/H₃-GaS in die Durchfluß-Reguliervorrichtung 1416 bzw. 1417 allmählich geöffnet. Dann wurden die Ausströmventile 1426 und 1427 allmählich geöffnet, worauf d<33 Hilfsventil. 1441 ' allmählich geöffnet wurde .. Dabei wurden die Einström-

ventile 1421 und 1422 so eingestellt,

daß das Verhältnis der Gasströmungsmenge von SiH.(10)/H_ zu NH₃(0,DZH₂ den Wert 1:10 erhielt.

Dann wurde die Öffnung des Hilfsventils

1441 unter sorgfältiger Ablesung des Pirani-

Manometers 1442 eingestellt und so weit geöffnet, daß der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 13 /ibar erreicht. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 1410 unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlössen, bis der an dem Pirani-Manometer 1442 angezeigte Druck '0,4 mDar erreichte. Nachdem festgestellt worden war, daß die Gas zuführung und der Innendruck stabil waren, wurde die Blende 1405 geschlossen. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 eingeschaltet, wodurch zwischen dem Festhalfteelement 1403 und der Blende 1405, die als Elektroden dienten, eine Höchfrequenzspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt wurde. Dadurch wurde in der Abscheidungskammer 1401 eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 10 W erzeugt. Gleichzeitig mit dem Beginn der Bildung einer Schicht auf dem Träger unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen v/urde der an der Durchf luß-Reguliervorrichtung 1417 eingestellte Wert der Strömungsmenge im Verlauf von ^Λ,; h kontinuierlich vermindert, wobei das Verhältnis der Gasströmungsmenge von SiH₄(IO)/H₂ zu NH₃(OJ)ZH₂

so reguliert wurde, daß das Verhältnis 2,5 h nach dem Beginn der Schichtbildung 10:0,3 be tr ug. Die gleichen Bedingungen wurden 30 min lang aufrechterhalten, und dann wurde der an der Durchfluß-Reguliervorrichtung 1417 eingestell.te Wert der Strömungsmenge im Gegensatz zu dem vorangehenden SQ Arbeitsgang kontinuierlich erhöht, bis das Verhältnis der Gasströmungsmenge von SiH. (10)/H- zu NH., (O,1)/H₂ 2,5 h nach dem Beginn der Erhöhung der Strömungsmenge auf einen Wert von 1:10 eingestellt worden war.

Nach der Beendigung der Bildung der amorphen Schicht wurden die Heizvorrichtung 1408 und die

Hochfrequenz-Stromquelle 1443 abgeschaltet. Der Träger wurde auf 10O⁰C abkühlen gelassen, worauf die Ausströmventile 1426 und 1427 und die Einströmventile 1421 und 1422 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1410 geschlossen wurden. Dadurch wurde der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 auf weniger als 13 nbar , gebracht. Dann wurde das Hauptventil 1410 geschlossen, und der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 wurde durch das Belüftungsventil IQ 1406 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger

aus der Abscheidungskammer herausgenommen wurde. In diesem Fall hatten die gebildeten Schichten eine Gesamtdicke von etwa 17 pm. Unter Anwendung dieses Bilderzeugungselements wurden unter den gleichen Bedingungen und nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 9 Bilder auf einem Bilde.mpfan.gspapier erzeugt, wodurch sehr klare Bilder erhalten wurden.

Beispiel 14

Nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 9 wurde auf einem Träger aus Molybdän ein unterer Schichtbereich gebildet. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet. Unter diesen Bedingungen wurde das Ausströmventil 1429 geschlossen. Danach wurden das Ventil 1432 der NH₃ (0,D/KL-Gas enthaltenden Bombe 1412 und das Ventil 1433 der Bombe 1413, die B₃H₆ (50)/H₃-OaS enthielt, geöffnet, wobei der an dem Auslaßmanometer 14 37 bzw. 14 38 abgelesene Druck auf einen Wert von jeweils 0,98 eingestellt 'wurde. Anschließend wurden die Einströmventile 1422 und 1423

201081

zur Einführung des NH₃(0,1)/H₂ und des B₃H₆ (5G) ZH₂ in die Durchfluß-Reguliervorrichtung 14]7 bzw. 1418 allmählich geöffnet. Dann wurden die Ausströmventile 1427 und 1428 allmählich geöffnet, wobei die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416, 1417 und 1413 so eingestellt wurd^» dsß das Verhältnis der Gasströmungsmenge von SiH. (10)/Hp zu NIL· (0, D/E, 1:10 und das Verhältnis der Strömungsmenge von S 1H₄-(IO)/H₂ zu B₃H₆(50)/H₂ 50:1 betrug. Dann wurde die Öffnung des Hilfsventil s 1441 unter sorgfältiger Ablesung des Pirani-Manometers 1442 erneut eingestellt und so weit geöffnet, daß der Innendruck in der Abseheidungskammer 1401 13 /ibar erreichte. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 stabilisiert hatte, wurde auch das Hauptventil 1410 erneut eingestellt, bis
an dem Pirani-Manometer 1442 0,13 mbar angezeigt wurden.

Nachdem festgestellt worden war, daß die Gaszufuhr und der Innendruck stabil waren, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 eingeschaltet, wodurch eine Hochfrequenzspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt und in der Abscheidungskammer 1401 erneut eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 10 W eingeleitet wurde.

Gleichzeitig mit dem Beginn der Bildung "einer Schicht unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen wurde der an der Durchfluß-Reguliervorrichturig 1417 eingestellte Wert der Strömungsmenge im Verlauf von 5h kontinuierlich vermindert, wobei das Verhältnis der Gasströmungsmenge von SiH.(lO)/Hp zu NH₃ (0,1),

reguliert wurde, daß das Verhältnis 5 h nach dem Beginn der Schichtbildung 10:0,3 betrug. Nachdem die

Schicht auf diese Weise 5 h lang gebildet worden war, wurden die Heizvorrichtung 1408 und die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 abgeschaltet. Der Träger wurde auf 1OO°C abkühlen gelassen, worauf die Ausströmventile 1426, 1427 und 1428 und die Einströmventile 1421, 1422, 1423 und 1424 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1410 geschlossen wurden. Dadurch wurde der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 auf weniger als 13 nbar gebracht.

Dann wurde das Hauptventil 1410 geschlossen, · und der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 wurde durch das Belüftungsventil 1406 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger

aus der Abscheidungskammer herausgenommen wurde.

In diesem Fall hatten die gebildeten Schichten ein Gesamtdicke von etwa 15 μιη.

Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, und es wurde 0,2 s lang eine Koronaladung rrit -5,5 kV durchgeführt, und unmittelbar danach wurde das Bilderzeugungselement durch Projizieren eines Lichtbildes bildmäßig belichtet. Zur bildmäßigen Belichtung wurde das Lichtbild unter Anwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle mit einem Belichtungswert von 1,0 Ix.s durch eine lichtdurchlässige Testkarte hindurch projiziert.

Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen, wodurch auf dem Bilderzeugungselement ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem Bilderzeugungselement befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit -5,0 kV auf ein Bildenpfangspapier

übertragen wurde, wurde ein klares Bild mit einer hohen Dichte erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte.
5

Als nächstes wurde das vorstehend erwähnte Bilderzeugungselement 0,2 S lang mittels einer Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung einer Koronaladung mit +6,0 kV unterzogen und unmittelbar danach mit einem Belichtungswert von 1,0 Ix.s bildmäßig belichtet. Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselemerits auftreffen gelassen. Dann wurde durch tbertragung auf ein Bildempfanqspapier und Fixieren ein sehr klares Bild erhalten.

Wie aus dem vorstehenden Ergebnis in Verbindung mit dem früheren Ergebnis hervorgeht, hat das in diesem Beispiel erhaltene Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke die Eigenschaft, daß es von der Ladungspolarität unabhängig ist, d. h. sowohl für negative als auch für positive Ladungspolarität als Bilderzeugungselement geeignet ist.

.93

Beispiel 15

Auf einem Träger aus Molybdän wurde unter den gleichen Verfahrensbedingungen wie-.in Beispiel 10 beschrieben eine
g ahorphe Schicht gebildet, wobei die Bedingungen
jedoch in der nachstehend angegebenen Weise abgeändert
wurden. Die Bombe 1411,. die SiH.(10)/H₂-GaS enthielt,
wurde durch eine SiF.-Gas (Reinheit: 99,999 %) enthaltende Bombe ersetzt, und die Bombe 1412, die NH₃(CUyH₂-GaS ent-

jQ hielt, wurde durch eine Bombe ersetzt, die mit Argongas

gefüllt war, in dem 0,2 VÖlumen-%

NH₃ enthalten waren {nachstehend als NH₃ (0,2)/Ar bezeichnet]. Das Verhältnis der Strömungsmenge des SiF.-Gases zu der Strömungsmenge von NH,(o,2)/Arini Anfangs zustand der

Abscheidung der amorphen Schicht wurde auf den Wert 1 : 18 eingestellt, und die Strömungsmenge von NH₃ (0,2)/Ar wurde nach dem Beginn der Schichtbildung kontinuierlich
vermindert, so daß das Verhältnis der Strömungsmenge von
SiF^-Gas zu NH₃ (O,2)/Ar-Gas bei Beendigung der Abscheidung ^der amorphen Schicht 1 : 0,6 betrug. Außerdem wurde die Eingangsleistung für die Glimmentladung so abgeändert, daß sie 100 W betrug. In diesem Fall hatte die gebildete
Schicht eine Dicke von etwa 18 μπι. Unter Anwendung des auf diese Weise hergestellten Bilderzeugungselements wurde die Bilderzeugung auf einem Bildempfangspapier nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 9 getestet, wobei sehr klare Bilder erhalten wurden.

Beispiel 16

Unter Anwendung einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 14

gezeigt wird, wurde ein Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke nach dem nachstehenden Verfahren
hergestellt.

Ein Molybdänblech (Träger) 1409 (10 cm χ 10 cm; Dicke: 0,5 mm), dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde an einem Festhalteelement 1403 befestigt, das in einer vorbestimmten Lage in einer Abscheidungskammer 1401 angeordnet war. Das Target 1404 war durch Aufbringen von hochreinem Graphit (Reinheit: 99,999 %) auf hochreines, polykristallines Silicium (Reinheit·: 99,999 %) gebildet worden, wobei das Flächenverhältnis von Silicium zu Graphit 1:9 betrug. Der Träger 1409 wurde durch eine innerhalb des Festhalteelements 1403 befindliche Heizvorrichtung 1408 mit einer Genauigkeit von + 0,5⁰C erhitzt. Die Temperatur wurde direkt an der Rückseite des Trägers mit einem Alumel-Chromel-Thermepaar gemessen. Dann wurde das Hauptventil ¹⁴¹° vollständig geöffnet,nachdem festgestellt worden war, daß alle Ventile in dem System geschlossen waren, und die Abscheidungskammer 1401 wurde bis » zu einem Druck von etwa 6,7 nbar evakuiert. Während dieses Arbeitsgangs waren alle Ventile mit Ausnahme des Hauptventils geschlossen.

Dann wurden das Hilfsventil 1441

und die Ausströmventile 1426, 1427, 1429 und

1430 geöffnet, wodurch die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416-r- 14 17, 1419 und 1420 in ausreichendem Maße bis zur Erzielung von Vakuum entgast wurden. Danach wurden die Ausströmventile 1426, 1427, 1429 und 1430 und das Hilfsventil 1441 geschlossen. Das Ventil 1435 der

Bombe 1415, die Argongas (Reinheit: 99,999 %) enthielt, wurde geöffnet, wobei der an dem Auslaßmanometer 1440 abgelesene Druck auf einen Wert von 0,98 bar eingestellt wurde. Dann wurden das Einströmventil 1425 geöffnet, worauf das Ausströmventil 14 30 zur Einführung von Argongas in die Abscheidungskammer 1401 allmählich geöffnet wurde.

uas Ausströmventil 1430 wurde allmählich geöffnet,bis der an dem Pirani-Manometer 1442 angezeigte Druck einen Wert von 0,6 7 ubar erreicht hatte. Nachdem sich die Strömungsmenge in diesem Zustand stabilisiert hatte, wurde das

95
Hauptventil 1410 unter Verengung seiner öffnung allmählich geschlossen, bis der Innendruck in der Abscheidungskanuner 1401 13 \ibar erreicht hatte. Nachdem festgestellt worden war, daß die Durchfluß-Reguliervorrichtung 1420 stabilisiert war, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 144 3 bei geöffneter Blende eingeschaltet, wodurch zwischen dem Target 14 04 und dem Festhalteelement 14 03 ein Wechselstrom mit einer Frequenz von 13,56 MHz und einer Leistung von 100 W fließen gelassen wurde. Während die vorstehend beschriebenen Bedingungen so abgestimmt wurden, daß eine

'" stabile Entladung fortgesetzt wurde, wurdeeine Schicht gebildet. Die Entladung wurde auf diese Weise 1 min lang fortgesetzt, wodurch eine untere Sperrschicht mit einer-Dicke von 10,0 nm gebildet wurde. Danach wurde das Ausströmventil 1430 bei zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschalteter Hochfrequenz-Stromquelle 144 3 bei vollständiger öffnung des Hauptventils 1410 geschlossen, wodurch die Abscheidungskanuner 1401 bis zu einem Druck von 6,7 nbar evakuiert wurde. Dann wurde die Eingangsspannung der Heizvorrichtung 1408 verändert, wobei die Eingangsspannung

unter Messung der Temperatur des Trägers erhöht wurde, bis die Temperatur des Trägers unter Erzielung eines konstanten Wertes von 200⁰C stabilisiert war.

Das Verfahren zur Eildung einer amorphen Schicht wurde anschließend in der bleichen Weise wie j η BeisDi^l 10 unt^r

den gleichen Eedingunqen durchqeführt.

Mit dem auf diese Weise hergestellten Bilderzeugungselement wurde die Bilderzeugung auf einem Bildempfangspapier in der gleichen Weise und unter den gleidien Bedingungen wie in Beispiel 9 durchgeführt, wobei ein sehr klares und scharfes Bild erhalten wurde.

Beispiel 17

Eine amorphe Schicht wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 15 auf einem Träger aus Molybdän gebildet, jedoch wurde die NH₃(0,2)/ Ar-Gas enthaltende Bombe 1412 durch eine Bombe ersetzt, die H₂-Gas enthielt, in dem 0,2 Vol.-% NH₃ enthalten waren [nachstehend als NH₃ (0,2)/H₂ bezeichnet}.

In diesem Fall hat die gebildete Schicht eine Dicke von etwa 15/im. Unter Anwendung dieses Bilderzeugungselements wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 9 beschrieben ein Bild auf einem Bildempfangspapier erzeugt, wobei ein sehr klares Bild erhalten wurde.

Beispiel 18

Die Seispiele 9 bis 15 wurden jeweils in ähnlicher Weise und unter ähnlichen Bedingungen wiederholt, wobei jedoch in jedem Beispiel N₂, (NH₃-K)₂), N₃O oder (N₂+O₂) anstelle von NH₃ eingesetzt wurde. Als mit den erhaltenen photoleitfähigen Elementen jeweils das entsprechende, elektrophotographische Bilderzeugungsverfahren durchgeführt wurde, wurden übertragene Bilder mit einer sehr hohen Qualität erhalten. Auch nach wiederholter, « langzeitiger Anwendung wurde keine Verschlechterung der Qualität der übertragenen Bilder beobachtet. Beispiel 19

Unter Anwendung einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 14 gezeigt wird, die in einem reinen, vollständig abgeschirmten Raum untergebracht war, wurde ein Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke nach dem nachstehenden Verfahren hergestellt.

Ein Molybdänblech (Träger) 1409 (10 cm x 10 cm ,-Dicke: 0,5 mm), dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde an einem Festhalteelement 1403 befestigt, das in einer vorbestimmten Lage in einer Glimmentladungs-Abseheidungskammer 1401 angeordnet war. Der Träger 1409 wurde durch eine innerhalb des Festhalteelements 1403 befindliche Heizvorrichtung 1408 mit einer Genauigkeit von χ 0,5⁰C erhitzt. Die Temperatur wurde direkt an der Rückseite des Trägers mit einem Alumel-Chromel-Thermopaar gemessen. Dann wurde das Hauptventil 1410 vollständig geöffnet, nachdem festgestellt worden war, daß alle Ventile in dem System geschlossen waren, und die Abseheidungskammer 1401 wurde bis zu einem Druck von etwa 6,7 nbar evakuiert. Danach wurde die Ein-

^- 97

gangsspannung für die Heizvorrichtung 14 08 erhöht, indem sie unter Messung der Temperatur des Trägers variiert wurde, bis sich die Temperatur auf einen konstanten Wert von 250⁰C stabilisiert hatte.

Dann wurden das Hilfsventil 1441

und anschließend die Ausströmventile 1426, 1427 und 1429 und die Einströmventile 1421, 1422 und 1424 vollständig geöffnet, wodurch die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416, 1417 und 1419 in ausreichendem Maße bis zur Erzielung von Vakuum entgast wurden. Nach dem Schließen des Hilfsventils 1441, der Ausströmventile 1426, 1427 und 1429 und der Einströmventile 1421 und 1424 wurden· das Ventil 14 31 der Bombe 1411, die SiH₄ (10)/H₂-GaS enthielt, und das Ventil 1434 der Bombe 1414, die NH₃ -Gas (Reinheit: 99,999 %) enthielt, geöffnet, wodurch der an dem Auslaßmanometer 14 36 bzw. 14 39 abgelesene Druck auf einen Wert von jeweils 0,98 bar eingestellt wurde. Dann wurden die Einströmventile 1421 und 14 24 zur Einführung von SiH. (10) /H₀-GaS und NH_O-Casin die Durchfluß-Reguliervorrichtung 1416 bzw. 1419 allmählich geöffnet. Anschließend wurden die Ausströmventile 1426 und 1429 allmählich geöffnet, worauf <3_as Hilfsventil 1441 geöffnet wurde . Dabei wurden die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416 und 1419 so eingestellt, daß das Verhältnis

der Gasströmungsmenge von SiH.(10)/H-zu NK₃ den Wert 10 : erreichte. Dann wurde die öffnung des Hilfsventil-s

1441 unter sorgfältiger Ablesung des Pirani-Manometers 1442 eingestellt, wobei sie so weit geöffnet wurden, daß der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 13 ixbar erreichte.

Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 1410 unter Verengung seiner öffnung allmählich geschlossen, bis der an dem Pirani-Manometer 1442 angezeigte Druck 0,13 mbar erreichte. Nachdem festgestellt worden war, daß die Gaszuführung und der Innendruck stabil waren, wurde die Blende 1405 geschlossen. Dann wurde die Hochfrequenz-

Stromquelle 1443 eingeschaltet, wodurch zwischen dem Festhalteelement 1403 und der Blende 1 405, die als Elektroden dien« ten , eine Hochfrequenzspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt wurde. Dadurch wurde in der Abseheidungskammer 1401 eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 3 W erzeugt. Die vorstehend beschriebenen Bedingungen wurden 10 min lang aufrechterhalten, wodurch ein einen Anteil einer amorphen -Schicht bildender, unterer Schichtbereich mit einer Dicke von 60,0 nm gebildet wurde.

Danach wurde das Ausströmventil 1429 bei zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschalteter Hochfrequenz-Stromquelle 144 3 geschlossen. Dann wurden das Einströmventil 1422 und das Ausströmventil 1427 zur Einführung von UHU (0,1 J./FL-Gas ⁱⁿ die Durchfluß-Reguliervorrichtung 1417 allmählich geöffnet, während NH₃ <O, U/I^-Gas unter einem an dem Auslaßmanometer 14 37 abgelesenen Druck von 0,98 bar durch das Ventil 14 32 der Bombe 1412 hindurchströmen gelassen wurde. Das Verhältnis der Gasströmungsmenge von NH., (o, 1)/H- zu SiH₄ (10)/H₂ wurde durch die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416 und 1417 so eingestellt, daß es 10 : O,.3 betrug.

Anschließend wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 144 3 zur erneuten Einleitung der Glimmentladung wieder eingeschaltet. Die Eingangsleistung betrug 10 W. Nachdem unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen 5 h lang ein einen Anteil der amorphen Schicht bildender Zwischenschichtbereich gebildet worden war, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 144 3 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet. Unter diesen Bedingungen wurde das Ausströmventil 1427 geschlossen, worauf das Ausströmventil 1429 wieder geöffnet wurde. Die Strömungsmenge des NH, — Gases wurde durch Einstellung der Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1419 und 1416 so stabilisiert, daß ihr Wert 1/10 der Strömungsmenge des SiH.(10)/H^-Gases betrug. Anschließend wurde die Hoch-

frequenz-Stromquelle 1443 zur erneuten Einleitung der Glimmentladung wieder eingeschaltet. Die Eingangsleistung betrug ähnlich wie vorstehend beschrieben 3 W.

Nachdem die Glimmentladung zur Bildung eines einen Anteil der amorphen Schicht bildenden, oberen Schichtbereichs mit einer Dicke von 90,0 nm 15 min lang aufrechterhalten worden war, wurden die Heizvorrichtung 1408 und die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 abgeschaltet. Der Träger wurde auf 100⁰C abkühlen gelassen, worauf die Ausströmventile 1426 und 1429 und die Einströmventile 1421, 1422 und 1424 bei vollständiger öffnung des Hauptventils 1410 geschlossen wurden. Dadurch wurde der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 auf weniger als 13 nbar gebracht. Dann wurde das Hauptventil 1410 geschlossen, < und der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 wurde durch das Belüftungsventil 14 06 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger

aus der Abscheidungskammer herausgenommen wurde.

in diesem Fall hatten die Schichten eine Gesamtdicke von etwa 15 μπι.

Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, und es wurde 0,2 s lang eine Koronaladung mit -5,5 kV durchgeführt, und unmittelbar danach wurde das Bilderzeugungselement durch Projizieren eines Lichtbildes bildmäßig belichtet. Zur bildmäßigen Belichtung wurde das Lichtbild unter Anwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle ® mit einem Belichtungswert von 1,1 Ix.s durch eine lichtdurchlässige Testkarte hindurch projiziert.

Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auf-

treffen lassen, wodurch auf dem Bilderzeugungselement ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem Bilderzeugungselement befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit -5,0 kV auf ein Bildeitpfangspapier übertragen wurde, wurde ein klares Bild mit einer hohen Dichte erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Helligkeitsäbstufung zeigte.

Beispiel 20

Ein Träger aus Molybdän wurde in ähnlicher Weise wie

in Beispiel 19 in einer Glimmentladungs-Abscheidungskammer 1401 befestigt, worauf die Glimmentladungs-Abscheidungskammer 1401 nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel

, _e bis zu einem Druck von 67 nbar evakuiert wurde. Nach dem ο

gleichen Verfahren wie in Beispiel 19 wurden das Hilfsventil 1.441 und anschließend die Ausströmventile 1426, 1427, 1429 und 1430 und die Einströmventile 1421, 1422, 1424 und 1425 vollständig geöffnet, wodurch

2Q die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416, 1417, 1419 und 14 20 in ausreichendem Maße bis zur Erzielung von Vakuum entgast wurden. Nach dem Schließen des Hilfsventil·? 1441 , der Ausströmventile 1426, 1427, 1429 und

1430 und der Einströmventile 1421, 1422, 1424 und 1425 wurde das Ventil 1435 der Argongas (Reinheit: 99,999 %) enthaltenden Bombe 1415 geöffnet, wodurch der an dem Auslaßmanometer 144 0 abgelesene Druck auf einen Wert von 0,98 bar eingestellt wurde. Anschließend wurde das Einströmventil 1425 geöffnet, worauf das Ausströmventil 1430 zur Einführung des Argongases in die·Abseheidungskammer 1401 allmählich geöffnet wurde. Das Ausströmventil 14 30 wurde allmählich geöffnet, bis der an dem Pirani-Manometer 1442 angezeigte Druck 0,67 μbar erreichte. Nachdem sich die Strömungsmenge unter.diesen Bedingungen stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 1410 unter Verengung seiner Öffnung allmählich

320 : OS 1 -' '"'. . ■" '

geschlossen, bis der Innendruck in der Abseheidungskamner 1401 13 μbar erreichte. Die Blende 1405 wurde geöffnet, und nachdem festgestellt worden war, daß sich die Durchflußreguj-iervorrichtung 1420 stabilisiert hatte, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 eingeschaltet, wodurch zwischen dem Target 1404, auf dem sich hochreines ,polykristallines Silicium · (Reinheit: 99,999 %) und hochreiner Graphit . (Reinheit: 99,999 %) befanden und dem Festhalteelement 1403 ein Wechselstrom mit einer Frequenz von 13,56 MHz und einer Leistung von 100 W fließen gelassen wurde. Unter diesen Bedingungen, die so abgestimmt waren, da'ß eine stabile Entladung fortgesetzt wurde, wurde eine Schicht gebildet. Die Entladung wurde auf diese Weise 1. min lang unter Bildung einer unteren Sperrschicht mit einer Dicke von 10,0 nm fortgesetzt. Danach wurde die Hochfrequenz-Stromquelle zur Unterbrechung der Entladung abgeschaltet. Anschließend wurden das Ausströmventil 1430 und die Blende 1405 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1410 geschlossen, um die Abscheidungskammer 1401 bis zu einem Druck von 6,7 nbar zu entgasen. Dann wurde die Eingangsspannung der Heizvorrichtung 1408 unter Messung der Temperatur des Trägers erhöht, bis sich die Temperatur unter Erzielung eines konstanten Wertes von 200⁰C stabilisiert hatte. Das Verfahren zur Bildung einer amorphen Schicht _Wurde anschließend unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 15 durchgeführt.

Unter Anwendung des auf diese Weise hergestellten Bilderzeugungselements wurden nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 19 Bilder auf einem Bildempfangspapier erzeugt, wobei ein sehr klares und scharfes Bild erhalten wurde.

Beispiel 21

Nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 19 wurde auf einem Träger aus

320 1031 . " '

Molybdän ein unterer Schichtbereich gebildet, der einen Anteil einer amorphen . Schicht bildete. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 144 3 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet. Unter diesen Bedingungen wurde das Ausströmventil 1429 geschlossen, und danach wurden das Ventil 14 32 der NH₃(OJ)Ai₂-GaS enthaltenden Bombe 1412 und das Ventil 1433 de? B-H,(50)/H--Gas enthaltenden Bombe

2 ο λ

1413 geöffnet, wodurch der an dem Auslaßmanometer 14 37 · bzw. 1438 abgelesene Druck auf einen Wert von jeweils 0,98 bar eingestellt wurde. Anschließend wurden die Einströmventile 1422 und 1423 zur Einführung von tJH, (O,1)/H~-Gas und B-H,(50)/H₂-GaS in die Durchfluß-Reguliervorrichtung

1417 bzw. 1418 allmählich geöffnet. Anschließend wurden die Ausströmventile 1427 und 1428 allmählich geöffnet/ und die Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1416, 1417 und '

1418 wurden so reguliert, daß das Verhältnis der Strömungsmenge von SiH,(10)/H₂ zu der Strömungsmenge von NEU (0,1)/H₀ 10 : 0,3 und das Verhältnis der Strömungsmenge von SiH. (10)/ H₂ zu der Strömungsmenge von B₂Hg(50)/H₂. 50 : 1 betrug.

Dann wurde die Öffnung des Hilfsventil_s 1441 unter' sorgfältiger Ablesung des Pirani-Manometers 1442 wieder eingestellt und so weit geöffnet, daß der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 13 ubar erreichte. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 1410 wieder unter Verengung seiner Öffnung eingestellt, bis der an dem Pirani-Manometer 144 2 angezeigte Druck 0,13 rnbar erreichte.

Nachdem festgestellt worden war, daß sich die Gaszuführung und der Innendruck stabilisiert hatten, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 144 3 wieder eingeschaltet, wodurch zur erneuten Einleitung einer Glimmentladung / mit einer Eingangsleistung von 10 W in der Abscheidungskammer 1401 eine Hochfrequenzspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt wurde. Die vorstehend beschriebenen

Bedingungen wurden zur Bildung eines Zwischenschichtbereichs, der einen Anteil einer amorphen Schicht bildete, 5 h lang aufrecht erhalten. Danach wurden die Ausströmventile 1427 und 1428 bei zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschalteter Hochfrequenz-Stromquelle 144 3 geschlossen, worauf das Ausströmventil 1429 wieder geöffnet wurde. Das Verhältnis der Strömungsmenge von NHU-GaS _Zu SiH₄ (10) /H_?-Gas wurde durch Regulierung der Durchfluß-Reguliervorrichtungen 1419 und 1416 so stabilisiert, daß es 1/10 betrug. 10

Anschließend wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 1443 zur erneuten Einleitung der Glimmentladung wieder eingeschaltet. Die Eingangsleistung betrug ähnlich wie bei der Bildung des unteren Schichtbereichs 3 W. Nachdem die Glimmentladung zur Bildung eines einen Anteil einer amorphen Schicht bildenden, oberen Schichtbereichs mit einer Dicke von 90,0 nm 15 min lang fortgesetzt worden war, wurden die Heizvorrichtung 14 08 und die Hochfrequenz-Stromquelle 144 3 abgeschaltet. Der Träger wurde auf 100⁰C abkühlen gelassen, worauf die Ausströmventile 1426, 1427 und 1428 und die Einströmventile 1421, 1422, 1423 und 1424 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1410 geschlossen wurden. Dadurch wurde der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 auf weniger als 13 nbar gebracht. Dann wurde das Hauptventil 1410 geschlossen, und der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 wurde durch das Belüftungsventil 1406 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger aus der Abscheidungskammer herausgenommen wurde. In diesem Fall hatten die

"^ Schichten eine Gesamtdicke von etwa 15 μπι.

Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, und es wurde 0,2 s lang eine Koronaladung mit j-5,5 kV durchgeführt, und unmittelbar danach wurde das

Bilderzeugungselement durch Projizieren eines Lichtbildes bildmäßig belichtet. Zur bildmäßigen Belichtung wurde das Lichtbild unter Anwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle mit einem Belichtungswert von 1,0 Ix.s durch eine lichtdurchlässige Testkarte hindurch projiziert.

Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen, wodurch auf dem Bilderzeugungselement ein gutes Tonerbild erhalten wurde.· Als das auf dem Bilderzeugungselement befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit -5,0 kV auf ein Bildempfangspapier übertragen wurde, wurde ein klares Bild mit einer hohen Dichte erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine ausgezeichnete Reprozu- ' zierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte.

Als nächstes wurde das vorstehend erwähnte Bilderzeugungselement 0,2 s lang mittels einer Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung einer Koronaladung mit +6,0 kV unterzogen und unmittelbar danach mit einem Belichtungswert von 1,0 Ix.s bildmäßig belichtet. Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen. Dann

■25 wurde durch Übertragung auf ein Bildempfangspapier und Fixieren ein sehr klares Bild erhalten.

Wie aus dem vorstehenden Ergebnis in Verbindung mit dem früheren Ergebnis hervorgeht, hat das in diesem Bei-

^ÜU spiel erhaltene Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke die Eigenschaft, daß es von der Ladungspolarität unabhängig ist, d.h. sowohl für negative als auch für positive Ladungspolarität als Bilderzeugungselement geeignet ist.

320 ;031

Beispiel 22

Die SiH. (10)/H₂-GaS enthaltende Bombe 1411 vorher durch eine Bombe ersetzt, die SiF.-Gas (Reinheit: 99,999 %) enthielt, und auf einem Träger aus Molybdän wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 20 eine untere Sperrschicht gebildet.

Ι« Dann wurden bei zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschalteter Hochfrequenz-Stromquelle 1443 das Ausströmventil 1430 und die Blende 1405 geschlossen, worauf das Hauptventil 1410 zum Evakuieren der AbEchelduncrskammer 1401 bis zu einem Druck von 6,7 nbar vollständig geöffnet wurde.

■,r Danach wurde die Eingangsspannung der Heizvorrichtung 1408 unter Messung der Temperatur des Trägers erhöht, bis sich die Temperatur unter Erzielung eines konstanten Wertes von 200⁰C stabilisiert hatte.

Danach wurden bei geschlosse-

^iUner Blende 1405 SiF.-Gas und Nf-j -Gas bei der Bildung des unteren Schichtbereichs und des oberen Schichtbereichs eingesetzt, wobei das Verhältnis ihrer Strömungsmenge auf einen Wert von 1 : 1 eingestellt wurde, während bei der Bildung des Zwischenschichtbereichs SiF.-Gas und jjH (0,1)/

"2.-Gas unter Einstellung des Verhältnisses ihrer Strömungsmenge auf einen Wert von 2 : 1 eingesetzt wurden. Die Eingangs leistung für die Glimmentladung betrug 100 W. Während ansonsten das gleiche Verfahren und die gleichen Bedingungen wie in Beispiel 19 eingehalten wurden, wurde auf diese Weise eine amorphe Schicht gebildet.

Nach der Beendigung der Bildung der amorphen Schicht wurden äie Ausströmventile 1426 und 1428 bei abgeschalteter Heizvorrichtung 1408 geschlossen, und die Blende 1405 wurde wieder geöffnet. Nachdem der Träger auf eine Temperatur von 80° C abgekühlt worden war, wurde unter den gleicnen Bedingungen und nach dem gleichen Verfahren wie bei der Bildung der unteren Sperrschicht eine obere Sperrschicht auf der amorphen Schicht gebildet.

Nachdem auf dem Träger in der vorstehend beschriebenen Weise die untere Sperrschicht, die amorphe Schicht und die obere Sperrschicht gebildet worden waren, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 144 3 abgeschaltet, und das Ausströmventil 1430 und die Einströmventile 1421, 1422 und 1425 wurden bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1410 geschlossen, wodurch der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 auf weniger als 13 nbar gebracht wurde. Dann wurde das Hauptventil 1410 geschlossen, und der Innendruck in der Abscheidungskammer 1401 wurde durch das Belüftungsventil 1406 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger

aus der Abscheidungskammer herausgenommen wurde. In diosem Fall hatten die gebildeten Schichten eine Gesamtdicke von etwa 15 μΐη. Unter Anwendung dieses Bilderzeugungs-' elements wurden unter den gleichen Bedingungen und nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 19 Bilder auf einem Bildempfangspapier erzeugt, wobei sehr klare Bilder erhalten . wurden.

Beispiel 23

Die Beispiele 19 bis 22 wurden jeweils in ähnlicher Weise und unter ähnlichen Bedingungen wiederholt, wobei jedoch in jedem Beispiel N^, N₂O oder (K₂-K)-) anstelle von NH₃eingesetzt wurde. Als mit den erhaltenen, photoleitfähigen Elementen jeweils das entsprechende, elektrophotographische. Bilderzeugungsverfahren durchgeführt wurde, wurden übertragene Bilder mit einer sehr hohen Qualität erhalten. Auch nach wiederholter,

langzeitiger Anwendung wurde keine Verschlechterung der Qualität der übertragenen Bilder beobachtet.

Claims (1)

1. TlEDTKE - BüHLING " KlNNE . Ve.Tret.er beim EPA #/■

   GD "". . . Oipl.-ing. H.Tiedtke I

   RUPE - TELLMANN . ... nioir-htem. G. Buhlina

   Dipir-Ch'eni. G. Buhling Dipl.-Ing. R. Kinne 3 201081 Dipl.-Ing. R Grupe

   Dipl.-Ing. B. Pellmann

   Bavariaring 4, Postfach 8000 München 2

   Tel.: 089-539653 Telex: 5-24 845 tipat cable: Germaniapatent Mün 15. Januar 1982

   DE 1815

   Patentansprüche

   Γΐ J Photoleitfähiges Element, gekennzeichnet durch einen Träger für ein photoleitfähiges Element und eine amorphe Schicht, die aus Siliciurnatomen als Matrix gebildet ist, Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthält und Photoleitfähigkeit zeigt, wobei die amorphe Schicht mindestens in einem Teil davon einen Schichtbereich aufweist, der Stickstoffatome enthält, und wobei der Gehalt der Stickstoffatome in dem Schichtbereich in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht ungleichmäßig verteilt ist.

   2. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtbereich einen Höchstwert des Gehalts der Stickstoffatome im Verteilungsprofil des Gehalts der Stickstoffatome in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht aufweist.

   3. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilungsprofil des Gehalts der Stickstoffatome in dem Schichtbereich in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht an der Seite der Oberfläche der amorphen Schicht, die der Seite des Trägers entgegengesetzt ist, den Höchstwert des Gehalts der stickstoffatome C_max aufweist.

   B /13

   Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 393t) 844 Postscheck (München) KIo 670-43-804

   A. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstwert des Gehalts C o,1 bis 60 Atom-% beträgt.

   5. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 3,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstwert des Gehalts C 0,1 bis 60 Atom-% und daß der Gesamtgehalt der Stickstoffatome in dem Schichtbereich 0,02 bis 30 Atom-% beträgt.
   10

   6. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilungsprofil des Gehalts der stickstoffatome in dem Schichtbereich in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht den Höchstwert des Gehalts C an der Seite des Trägers aufweist.

   7. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstwert des Gehalts c_max 0,1 bis 60 Atom-% beträgt.

   8. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstwert des Gehalts C 0,1 bis 60 Atom-% und daß der Gesamtgehalt der

   max · '

   Stickstoffatome in dem Schichtbereich 0,02 bis 30 Atom-% beträgt.

   9. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht aus

   ^ou einem unteren Schichtbereich, in dem der Gehalt der Stickstoffatome in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht im wesentlichen gleichmäßig verteilt ist und den Wert C hat, einem oberen Schichtbereich, in dem der Gehalt der Stickstoffatome in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht im wesentlichen gleichmäßig

   3 ι Ο 1 O 8 1

   verteilt ist und den Wert C„ hat, und einem zwischen dem unteren und dem oberen Schichtbereich ausgebildeten Zwischenschichtbereich, in dem der Gehalt der Stickstoffatome in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht im wesentlichen gleichmäßig verteilt ist und den Wert C- hat, besteht, wobei die Werte C bzw. Cp größer als der Wert C₃ sind.

   10. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte C. und C des

   Gehalts der stickstoffatome im Verteilungsprofil 11 bis 60 Atom-% betragen und daß der Wert C des Gehalts der Stickstoffatome im Verteilungsprofil 0,005 bis 10 Atom-% beträgt.
   15

   11. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt der Stickstoffatome in der amorphen Schicht 0,02 bis 30 Atom-% beträgt, daß die Werte C. und C₂ 11 bis 60 Atom-% betragen und daß der Wert C₃ 0,005 bis 10 Atom-% beträgt.

   12. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht einen den Typ der elektrischen Leitfähigkeit regulierenden Fremdstoff enthält.

   13. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdstoff ein Fremdstoff vom p-Typ ist.

   14. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdstoff vom p-Typ ein Element der Gruppe IIIA des Periodensystems ist.

   15. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 14,

   -A-

   dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdstoff vom p-Typ aus B, Al, Ga, In und Tl ausgewählt ist.

   16. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 13,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des Fremdstoffs

   _2
   vom p-Typ 3 χ 10 oder weniger beträgt.

   17. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdstoff ein Fremdstoff vom n-Typ ist.

   18. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdstoff vom n-Typ ein Element der Gruppe VA des Periodensystems ist.

   15

   19. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdstoff vom n-Typ aus N, P, As, Sb und Bi ausgewählt ist.

   20. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht eine Dicke von 3 bis 100 pm hat.

   21. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1,

   / 25 dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zwischen dem Träger und der amorphen Schicht eine Zwischenschicht vorgesehen ist.

   22. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 21, ^O dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Zwischenschicht um eine Sperrschicht handelt.

   23. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 21,

   dadurch gekennzeichnet, daß die .Zwischenschicht aus

   35

   einem amorphen Material besteht, das Siliciumatome

   als Matrix und mindestens eine aus Kohlenstoffatomen, Stickstoffatomen und Sauerstoffatomen ausgewählte Atomart als am Aufbau beteiligte Elemente enthält.

   24. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material außerdem Wasserstoffatome und/oder Halogenatome als am Aufbau beteiligte Elemente enthält.

   25. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel Si C₁ , worin a = 0,1 bis 0,4, dargestellt

   21 X ~ el

   wird.

   26. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel (Si.C ) H._ , worin b = 0,1 bis 0,5 und c = 0,6 bis 0,99, dargestellt wird.

   27. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel (Si C ) X , worin X ein Halogenatom

   Q J. — Q Θ X ■— Q

   bedeutet, d = 0,1 bis 0,47 und e = 0,8 bis 0,99, dargestellt wird.

   28. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 23,

   dadurch- gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel (Si_fC₁__f) (X+X) , worin X ein Halogenatom bedeutet, f = 0,1 bis 0,47 und g = 0,8 bis 0,99, dargestellt wird.

   29. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel Si_hN₁__h, worin h"= 0,43 bis 0,6, dargestellt

   wird.

   -δ- Ι 30. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 23,

   dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel (Si₁N₁ ^₁H₁ ., worin i = 0,43 bis 0,6 und j = 0,65 bis 0,98, dargestellt wird. 5

   31. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel (Si. N₁ ,,KX₁ -, , worin X ein Halogenatom

   it X—1\ X X ■— X

   bedeutet, k = 0,43 bis 0,60 und 1 = 0,8 bis 0,99, dargestellt wird.

   32. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch

   die Formel (Si N ) (H+X) , worin X ein Halogenatom m χ—πι π χ—π

   bedeutet, m = 0,43 bis 0,60 und η = 0,8 bis 0,99, dargestellt wird.

   33. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel Si 0- , worin ο = 0,33 bis 0,40, dargestellt wird.

   34. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel (Si 0 ) H , worin ρ = 0,33 bis 0,40 und q = 0,65 bis 0,98, dargestellt wird.

   35. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel (Si O₁ ) X, , worin X ein Halogenatom bedeutet, r = 0,33 bis 0,40 und s 0,80 bis 0,89, dargestellt wird.

   36. Photoleitfähiges'Element nach Anspruch 23,

   dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch

   die Formel (Si O₁ ) (H+X), , worin X ein Halogenatom bedeutet, t = 0,33 bis 0,40 und u 0,80 bis 0,99, dargestellt wird.

   37. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einem elektrisch isolierenden Metalloxid besteht.

   38. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht eine Dicke von 3,0 bis 100,0 nm hat.

   39. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich auf der amorphen Schicht eine Deckschicht vorgesehen ist.

   40. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Deckschicht um eine Sperrschicht handelt.

   41. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus einem amorphen Material besteht, das Siliciumatome als Matrix und mindestens eine aus Kohlenstoffatomen, Stickstoffatomen und Sauerstoffatomen ausgewählte Atomart als am Aufbau beteiligte Element enthält.

   42. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material außerdem Wasserstoffatome und/oder Halogenatome als am Aufbau beteiligte Elemente enthält.

   43. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel Si C , worin a = 0,1 bis 0,4, dargestellt

   ei Jl —3.

   wird.

   44. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel (Si-C₁ , ) H , worin b = 0,1 bis 0,5 und c = 0,6 bis 0,99, dargestellt wird.

   45. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel (Si ,C ) X , worin X ein Halogenatom

   Q J. —Q Θ X-¹G

   bedeutet, d = 0,1 bis 0,47 und e = 0,8 bis 0,99, dargestellt wird.

   46. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41,

   * dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch

   die Formel (Si^CL _f) (Hh-X)₁ , worin X ein Halogenatom bedeutet, f = 0,1 bis 0,47 und g = 0,8 bis 0,99, dargestellt wird.

   47. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel Si-N_1-., worin h = 0,43 bis 0,6, dargestellt wird.

   48. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel (Si.N,.) .H,., worin i = 0,43 bis 0,6 und j = 0,65 bis 0,98, dargestellt wird.

   49. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel (Si-N₁ . KX₁ -. , worin X ein Halogenatom

   K i — K JL JL— J.

   bedeutet, k = 0,43 bis 0,60 und 1 = 0,8 bis 0,99, dargestellt wird.

   50. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41,

   dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch

   die Formel (Si N._ ) (H+X) , worin X ein Halogenatom bedeutet, m = 0,43 bis 0,60 und η = 0,8 bis 0,99, dargestellt wird.

   51. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel Si 0 , worin ο = 0,33 bis 0,40, dargestellt wird.

   52. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel (Si 0 ) H , worin ρ = 0,33 bis 0,40 und q = 0,65 bis 0,98, dargestellt wird.

   53. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel (Si 0, ) X₁ , worin X ein Halogenatom bedeutet, r = 0,33 bis 0,40 und s = 0,80 bis 0,89, dargestellt wird.

   54. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel (Si.O . ) (H+X) , worin X ein Halogenatom bedeutet, t = 0,33 bis 0,40 und u = 0,80 bis 0,99, dargestellt wird.

   55. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus einem

   elektrisch isolierenden Metalloxid besteht. 30

   56. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht eine Dicke von 3,0 ran bis 5 μπ\ hat.

   57. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Wasser-

   3201031 ..^: ' . · . ·.· ■ ■

   -ΙΟΙ stoffatome in der amorphen Schicht 1 bis 40 Atom-# beträgt.

   58. Photoleitfähiges Element nach Anspruch

   1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Halogenatome in der amorphen Schicht 1 bis 40 Atom-% beträgt.

   59. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen Schicht sowohl Wasserstoffatome als auch Halogenatome enthalten sind.

   60. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe des Gehalts der Wasserstoffatome und der Halogenatome 1 bis 40 Atom-% beträgt.

   61. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Wasserstoffatome 19 Atom-% oder weniger beträgt.

   62. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Stickstoffatome in dem Schichtbereich 0,05 bis 30 Atom-% beträgt.

   63. Photoleitfähiges Element, gekennzeichnet durch einen Träger für ein photoleitfähiges Element und eine amorphe Schicht, die aus Siliciumatomen als Matrix gebildet ist und Photoleitfähigkeit zeigt, wobei die amorphe Schicht Stickstoffatome enthält und wobei das Verteilungsprofil des Gehalts der Stickstoffatome in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht ungleichmäßig ist und einen Höchstwert C

   max aufweist.

   64. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt der Stickstoffatome in der amorphen Schicht 0,02. bis 30 Atom-% beträgt.

   65. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht zusätzlich Wasserstoffatome und/oder Halogenatome als am Aufbau beteiligte Elemente enthält.

   66. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstwert des Gehalts der stickstoffatome C im Verteilungsprofil des

   max

   Gehalts der Stickstoffatome,0,1.bis 60 Atom-% beträgt. 15

   67. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1 oder Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich vorhanden ist, in dem der Gehalt der Stickstoffatome im Verteilungsprofil kontinuierlich abnimmt.

   68. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht aus einem unteren Schichtbereich, in dem der Gehalt der stickstoffatome in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht im wesentlichen gleichmäßig verteilt ist und den Wert C. hat, einem oberen Schichtbereich, in dem der Gehalt der Stickstoffatome in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht im wesentlichen gleichmäßig verteilt ist und den Wert C„ hat, und einem zwischen dem unteren und dem oberen Schichtbereich ausgebildeten Zwischenschichtbereich, in dem der Gehalt der stickstoffatome in der Richtung der Dicke der amorphen Schicht im wesentlichen gleichmäßig verteilt ist und den Wert C₃ hat, besteht, wobei die Werte

   - 12 bzw. C_ größer als der Wert C„ sind.

   69. Photoleitfähiges Element nach Anspruch Anspruc 5 gleich sind.

   oder Anspruch 68, worin C₁ und C_? im wesentlichen

   70. Photoleitfähiges Element nach Anspruch oder Anspruch 68, worin C₁ und C₅, verschieden sind,