DE3201081A1 - Photoleitfaehiges element - Google Patents
Photoleitfaehiges elementInfo
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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 dd)J
den elektromagnetischen Wellen entsprechen, mit denen
Spektraleigenschaften, die llen entsprechen, mit sie bestrahlt werden, eine gute lichtelektrische
/13
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
320,381
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.
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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.
32Ü1G81
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-SihN1_h, a-(Sij_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-(Sir01_r)sX1_s, a-(Sit01_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„HD 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_HC), 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.Hc) 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-{SifC1_f.) (X+H)1_ bestehende Sperr-
IiIg 1 g
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
320IQ81 .;·. / .'
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-
3201ΰ8δ!- .Ό" ..- ■:. " -·:- ■
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 0p 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-
32 0 7 031
- 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-^ibC1_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-(SifC1 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
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 tn 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
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
tfi 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 tQ 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 tQ 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 tfi 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
tn 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 tn 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 tQ 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 to 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 tQ 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 to 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.
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 tn und
tn 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 tp, 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
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 der 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.
ih ^ 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
ein 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 SiQN. 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
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
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.
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)/Ho
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.
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
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.
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 B2Hfi-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)/Ho-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.
*
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. '
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.
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
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.
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.
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.
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 einer 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.
"~
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
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.
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.
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
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
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-
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.
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.
Unter Anwendung einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 14
gezeigt wird, wurde ein Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke nach dem nachstehenden Verfahren
hergestellt.
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
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.
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.
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 NHO-Casin die Durchfluß-Reguliervorrichtung
1416 bzw. 1419 allmählich geöffnet. Anschließend wurden die Ausströmventile 1426 und 1429 allmählich
geöffnet, worauf <3as 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.
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.
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 Hilfsventils 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
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.
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)
- TlEDTKE - BüHLING " KlNNE . Ve.Tret.er beim EPA #/■GD "". . . Oipl.-ing. H.Tiedtke IRUPE - TELLMANN . ... nioir-htem. G. BuhlinaDipir-Ch'eni. G. Buhling Dipl.-Ing. R. Kinne 3 201081 Dipl.-Ing. R GrupeDipl.-Ing. B. PellmannBavariaring 4, Postfach 8000 München 2Tel.: 089-539653 Telex: 5-24 845 tipat cable: Germaniapatent Mün 15. Januar 1982DE 1815PatentansprücheΓΐ 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 Cmax aufweist.B /13Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 393t) 844 Postscheck (München) KIo 670-43-804A. 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.
106. 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 cmax 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 dermax · 'Stickstoffatome in dem Schichtbereich 0,02 bis 30 Atom-% beträgt.9. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht ausou 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 gleichmäßig3 ι Ο 1 O 8 1verteilt 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 desGehalts 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.
1511. 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.1519. 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 aus35einem amorphen Material besteht, das Siliciumatomeals 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, dargestellt21 X ~ elwird.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 HalogenatomQ J. — Q Θ X ■— Qbedeutet, 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 (SifC1_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 SihN1_h, worin h"= 0,43 bis 0,6, dargestelltwird.-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. 531. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material durch die Formel (Si. N1 ,,KX1 -, , worin X ein Halogenatomit X—1\ X X ■— Xbedeutet, 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 durchdie Formel (Si N ) (H+X) , worin X ein Halogenatom m χ—πι π χ—πbedeutet, 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 durchdie 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, dargestelltei 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 HalogenatomQ J. —Q Θ X-1Gbedeutet, 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 durchdie 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-N1-., 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 HalogenatomK 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 durchdie 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 einemelektrisch isolierenden Metalloxid besteht. 3056. 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 Anspruch1, 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 Cmax 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 desmaxGehalts der Stickstoffatome,0,1.bis 60 Atom-% beträgt. 1567. 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 wesentlichen70. Photoleitfähiges Element nach Anspruch oder Anspruch 68, worin C1 und C5, verschieden sind,
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