DE3243928C2 - Fotoleitfähiges Element - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein fotoleitfähiges Element
mit einem Träger und einer amorphen, fotoleitfähigen Schicht,
die aus einem amorphen Material gebildet ist, das Siliciumatome
als Matrix und mindestens eine aus Sauerstoffatomen,
Kohlenstoffatomen und Stickstoffatomen ausgewählte Atomart und
Atome eines zu der Gruppe III des Periodensystems gehörenden
Elements als am Aufbau beteiligte Atome enthält.
Ein derartiges fotoleitfähiges Element ist aus der DE-OS 30 40 031
bekannt.
Ein derartiges fotoleitfähiges Element ist
auf elektromagnetische Wellen wie Licht, worunter
in weitestem Sinne UV-Strahlen, sichtbares Licht,
IR-Strahlen, Röntgenstrahlen und γ-Strahlen usw.
zu verstehen sind, bzw. gegenüber elektro
magnetischen Wellen empfindlich.
Das fotoleitfähige Element gemäß der DE-OS 30 40 031 enthält ein
Substrat und eine fotoleitfähige Schicht, wobei die
fotoleitfähige Schicht aus hydriertem, amorphem Silicium
besteht, in der Kohlenstoffatome enthalten sind. Ferner kann die
fotoleitfähige Schicht Atome der Gruppe III des Periodensystems
enthalten.
Aus der DE-OS 30 46 509 ist ein elektrofotografisches
Bilderzeugungsmaterial mit einer fotoleitfähigen Schicht aus
einem amorphen Material bekannt, in dem Siliciumatome als Matrix
und Halogenatome enthalten sind. Die fotoleitfähige Schicht kann
aus zwei Schichtbereichen von unterschiedlichem Leitfähig
keitstyp aufgebaut sein, wobei ein Schichtbereich undotiert und
der andere Schichtbereich vom p- oder n-Typ ist. In dem
Schichtbereich vom p-Typ liegen die Atome der Gruppe III des
Periodensystems in Richtung der Schichtdicke in gleichförmiger
Verteilung vor.
Fotoleitfähige Materialien, aus denen Festkörper-Bild
abtastvorrichtungen oder Bilderzeugungselemente für
elektrofotografische Zwecke und Manuskript-Lesevorrich
tungen auf dem Gebiet der Bilderzeugung gebildet werden,
müssen eine hohe Empfindlichkeit, einen hohen Störab
stand (Fotostrom (Ip)/Dunkelstrom (Id)), Spektraleigen
schaften, die an die Spektraleigenschaften der elektro
magnetischen Wellen, mit denen sie bestrahlt werden
sollen, angepaßt sind, ein schnelles Ansprechen auf
Licht und einen gewünschten Dunkelwiderstandswert
haben und dürfen während der Anwendung nicht gesund
heitsschädlich sein. Außerdem ist es bei einer Fest
körper-Bildabtastvorrichtung auch notwendig, daß das
Restbild innerhalb einer vorbestimmten Zeit leicht
behandelt bzw. beseitigt werden kann. Im Fall eines
Bilderzeugungselements für elektrofotografische Zwecke,
das in eine für die Anwendung in einem Büro als Büro
maschine vorgesehene, elektrofotografische Vorrichtung
eingebaut werden soll, ist es besonders wichtig, daß
das Bilderzeugungselement nicht gesundheitsschädlich
ist.
Die fotoleitfähigen Elemente mit aus dem bekannten
a-Si (amorphen Silicium) gebildeten, fotoleitfähigen Schichten müssen
jedoch unter den gegenwärtigen Umständen hinsichtlich
der Erzielung eines Ausgleichs der Gesamteigenschaften,
wozu verschiedene elektrische, optische und Fotoleit
fähigkeitseigenschaften wie der Dunkelwiderstandswert,
die Fotoempfindlichkeit und das Ansprechen auf Licht
sowie Eigenschaften bezüglich der wiederholten Anwendung
in einer heißen Umgebung und außerdem die Stabilität
im Verlauf der Zeit gehören, verbessert werden.
Beispielsweise wird bei der Anwendung des fotoleitfähigen
a-Si-Elements für ein Bilderzeugungselement für elektro
fotografische Zwecke oft beobachtet, daß während seiner
Verwendung ein Restpotential verbleibt, wenn gleichzeitig
Verbesserungen in bezug auf die Erzielung einer höheren
Fotoempfindlichkeit und eines höheren Dunkelwiderstandes
beabsichtigt sind. Wenn ein solches fotoleitfähiges
Element über eine lange Zeit wiederholt verwendet
wird, werden verschiedene Schwierigkeiten, beispielsweise
eine Anhäufung von Ermüdungserscheinungen durch wieder
holte Anwendung, die sogenannte Geisterbild-Erscheinung,
die auf der Anhäufung von Ermüdungserscheinungen beruht,
wobei Restbilder erzeugt werden, hervorgerufen.
Die Erfinder haben zwar durch eine Anzahl von Versuchen
festgestellt, daß ein a-Si-Material, das die fotoleit
fähige Schicht eines Bilderzeugungselements für elektro
fotografische Zwecke bildet, im Vergleich mit bekannten
anorganischen, fotoleitfähigen Materialien wie Se,
CdS und ZnO oder mit bekannten organischen, fotoleitfähi
gen Materialien wie Polyvinylcarbazol und Trinitro
fluorenon eine Anzahl von Vorteilen hat, sie haben
jedoch auch gefunden, daß bei dem a-Si-Material verschie
dene Probleme gelöst werden müssen. Wenn die fotoleit
fähige Schicht eines Bilderzeugungselements für elektro
fotografische Zwecke mit einem aus einer a-Si-Monoschicht
gebildeten, fotoleitfähigen Element, dem Eigenschaften
verliehen worden sind, die es für die Verwendung in
einer bekannten Solarzelle geeignet machen, einer
Ladungsbehandlung zur Erzeugung von elektrostatischen
Ladungsbildern unterzogen wird, ist nämlich die Dunkel
abschwächung bemerkenswert schnell, weshalb die Anwendung
eines üblichen Elektrofotografieverfahrens schwierig
ist.
In dem Fall, daß eine fotoleitfähige Schicht aus a-Si
gebildet ist, können die a-Si-Materialien außerdem
als am Aufbau beteiligte Atome Wasserstoffatome oder
Halogenatome wie Fluor- oder Chloratome zur Verbesserung
ihrer elektrischen und Fotoleitfähigkeitseigenschaften,
Atome wie Bor- oder Phosphoratome zur Regulierung
des Typs der elektrischen Leitung und andere Atome
zur Verbesserung anderer Eigenschaften enthalten.
In Abhängigkeit von der Art und Weise, in der diese
am Aufbau beteiligten Atome enthalten sind, können
manchmal Probleme bezüglich der elektrischen, optischen
oder Fotoleitfähigkeitseigenschaften der gebildeten
Schicht verursacht, werden.
Beispielsweise ist in vielen Fällen die Lebensdauer
der in der gebildeten, fotoleitfähigen Schicht durch
Belichtung erzeugten Fototräger ungenügend, oder die
von der Trägerseite her injizierten Ladungen können
in dem dunklen Bereich nicht in ausreichendem Maße
behindert bzw. gehemmt werden.
Bei der Gestaltung eines fotoleitfähigen Materials
muß infolgedessen zusammen mit der Verbesserung der
a-Si-Materialien für sich die Erzielung gewünschter
elektrischer, optischer und Fotoleitfähigkeitseigenschaf
ten, wie sie vorstehend erwähnt wurden, angestrebt
werden.
Im Hinblick auf die Lösung der vorstehend erwähnten
Probleme wurden ausgedehnte Untersuchun
gen hinsichtlich der Anwendbarkeit und Brauchbarkeit
von a-Si als fotoleitfähiges Element für elektrofoto
grafische Bilderzeugungselemente, Festkörper-Bildabtast
vorrichtungen, Lesevorrichtungen usw. durchgeführt.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß ein
fotoleitfähiges Element mit einer fotoleitfähigen
Schicht aus einer amorphen Schicht, die Fotoleitfähig
keit zeigt und aus a-Si und vorzugsweise aus sogenanntem hydriertem, amorphem
Silicium, halogeniertem, amorphem Silicium oder halogen
haltigem, hydriertem, amorphem Silicium, einem amorphen
Material, das in einer Matrix von
Siliciumatomen, Wasserstoffatome (H) und/oder Halogen
atome (X) enthält, [nachstehend als a-Si(H,X) bezeichnet]
gebildet ist, nicht nur für die praktische Verwendung
außerordentlich gute Eigenschaften zeigt, sondern
auch den bekannten, fotoleitfähigen Elementen im wesent
lichen in jeder Hinsicht überlegen ist und insbesondere
hervorragende Eigenschaften als fotoleitfähiges Element
für elektrofotografische Zwecke zeigt, wenn dieses
fotoleitfähige Element bei seiner Herstellung so gestal
tet wird, daß es eine besondere Schichtstruktur hat.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein fotoleitfähiges
Element zur Verfügung zu stellen, das in konstanter
Weise stabile elektrische, optische und Fotoleitfähig
keitseigenschaften aufweist, eine besonders gute Bestän
digkeit gegenüber der Licht-Ermüdung zeigt, eine ausge
zeichnete Haltbarkeit hat, ohne daß nach wiederholter
Verwendung irgendwelche Verschlechterungserscheinungen
hervorgerufen werden, und vollkommen oder im wesent
lichen frei von beobachteten Restpotentialen ist.
Zudem soll es einen guten elektrischen Kontakt mit dem Träger haben.
Weiterhin soll durch die Erfindung ein fotoleitfähiges
Element für elektrofotografische Zwecke zur Verfügung
gestellt werden, mit dem leicht Bilder hoher Qualität,
die eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und eine
hohe Auflösung haben, hergestellt werden können.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch das im Patentan
spruch 1 gekennzeichnete, fotoleitfähige Element gelöst.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden
nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich
nungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht, die
zur Erläuterung des Schichtaufbaus der bevorzug
ten Ausführungsform des erfindungsgemäßen,
fotoleitfähigen Elements dient.
Fig. 2 bis 7 zeigen schematische Schnittansichten,
die zur Erläuterung des Schichtaufbaus der
amorphen Schicht, die das erfindungsgemäße,
fotoleitfähige Element bildet, dienen.
Fig. 8 ist ein Flußschema, das zur Erläuterung einer
Vorrichtung dient, die zur Herstellung der
erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Elemente
angewandt wird.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht, in
der ein typischer Schichtaufbau des erfindungsgemäßen
fotoleitfähigen Elements erläutert wird.
Das in Fig. 1 gezeigte, fotoleitfähige Element 100
weist einen Träger 101 für das fotoleitfähige Element
und eine auf dem Träger vorgesehene, amorphe Schicht
102, die a-Si, vorzugsweise a-Si(H,X), enthält und
Fotoleitfähigkeit zeigt, auf. Die amorphe Schicht
102 hat eine Schichtstruktur, die aus einem ersten
Schichtbereich (O, N, C) 103, der mindestens eine
aus Sauerstoffatomen, Stickstoffatomen und Kohlenstoff
atomen ausgewählte Atomart enthält, einem zweiten
Schichtbereich (III) 104, der Atome eines zu der Gruppe
III des Periodensystems gehörenden Elements als am
Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem auf dem
zweiten Schichtbereich (III) 104 vorgesehenen Ober
flächenschichtbereich 105, der kein Atom eines zu
der Gruppe III des Periodensystems gehörenden Elements
enthält, gebildet ist.
Jedes der aus Sauerstoffatomen, Kohlenstoffatomen
und Stickstoffatomen ausgewählten Atome, die in dem
ersten Schichtbereich (O, N, C) 103 enthalten sind,
ist in dem Schichtbereich (O, N, C) 103 in der Richtung
der Schichtdicke kontinuierlich und ungleichmäßig
verteilt, ist jedoch in der Richtung, die zu der Ober
fläche des Trägers 101 im wesentlichen parallel ist,
vorzugsweise in einer kontinuierlichen und gleichmäßigen
Verteilung enthalten.
In dem in Fig. 1 gezeigten, fotoleitfähigen Element
100 ist am Oberflächenteil der amorphen Schicht 102
ein Schichtbereich 105 vorgesehen, der kein Atom eines
zu der Gruppe III gehörenden Elements enthält. Dieser
Schichtbereich 105 ist im Rahmen der Erfindung nicht
erforderlich, kann jedoch gegebenenfalls vorgesehen
sein. Das heißt, daß beispielsweise der erste Schicht
bereich (O, N, C) 103 mit dem Schichtbereich (III)
104 identisch sein kann oder daß der zweite Schicht
bereich (III) 104 bei einer alternativen Ausführungs
form innerhalb des ersten Schichtbereichs 103 vorgesehen
sein kann. Die in dem zweiten Schichtbereich (III)
104 enthaltenen Atome der Gruppe III sind in dem zweiten
Schichtbereich (III) 104 in der Richtung der Schicht
dicke kontinuierlich und ungleichmäßig verteilt, sie
sind jedoch in der Richtung, die der Oberfläche des
Trägers 101 im wesentlichen parallel ist, vorzugsweise
in einer kontinuierlichen und gleichmäßigen Verteilung
enthalten.
Mit dem Einbau mindestens einer aus Sauerstoffatomen,
Kohlenstoffatomen und Stickstoffatomen ausgewählten
Atomart in den ersten Schichtbereich (O, N, C) des
erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Elements sind haupt
sächlich Verbesserungen in bezug auf einen höheren
Dunkelwiderstand und eine bessere Haftung zwischen
der amorphen Schicht und dem Träger, auf dem die amorphe
Schicht direkt vorgesehen ist, beabsichtigt.
Insbesondere im Fall von Schicht
strukturen, wie sie in dem fotoleitfähigen Element
100 von Fig. 1 gezeigt werden, wo die amorphe Schicht
102 einen ersten Schichtbereich (O, N, C) 103, der
mindestens eine aus Sauerstoffatomen, Kohlenstoffatomen
und Stickstoffatomen ausgewählte Atomart enthält,
einen zweiten Schichtbereich (III) 104, der die Atome
der Gruppe III enthält, und einen Oberflächenschicht
bereich 105, der kein Atom der Gruppe III enthält,
aufweist, wobei sich der erste Schichtbereich (O,
N, C) 103 und der zweite Schichtbereich (III) 104
in einen gemeinsamen Schichtbereich teilen, können bessere
Ergebnisse erzielt werden.
Bei dem fotoleitfähigen Element
wird die Verteilung aller aus Sauerstoffatomen, Kohlen
stoffatomen und Stickstoffatomen ausgewählten Atomarten,
die in den ersten Schichtbereich (O, N, C) 103 einge
baut sind, so durchgeführt, daß ihre
Konzentration in Richtung auf den Träger 101 höher
ist, um eine gute Haftung und einen guten Kontakt
mit dem Träger 101 zu gewähr
leisten. Zweitens wird es bevorzugt, daß die drei
vorstehend erwähnten Atomarten so in den ersten Schicht
bereich (O, N, C) 103 eingebaut werden, daß ihre Vertei
lungskonzentration in Richtung auf die freie Oberflächen
seite 106 allmählich abnimmt, bis die Verteilungskon
zentration an der freien Oberfläche 106 im wesentlichen
den Wert 0 erreicht, um den Oberflächenschichtbereich
105 gegenüber der von der freien Oberflächenseite
106 der amorphen Schicht 102 her erfolgenden Belichtung
empfindlicher zu machen. Was die in den zweiten Schicht
bereich (III) 104 einzubauenden Atome der Gruppe III
anbetrifft, so wird es im Fall eines Beispiels, bei
dem in den Oberflächenschichtbereich 105 der amorphen
Schicht 102 kein Atom der Gruppe III eingebaut wird,
bevorzugt, daß die Atome der Gruppe III derart verteilt
werden, daß die Verteilungskonzentration der Atome
der Gruppe III innerhalb des zweiten Schichtbereichs
(III) 104 in Richtung auf die mit dem Oberflächenschicht
bereich 105 verbundene Oberfläche allmählich abnimmt,
bis sie an der mit dem Oberflächenschichtbereich 105
verbundenen Oberfläche im wesentlichen den Wert 0
erreicht, um einen glatten, elektrischen Kontakt zwischen
dem zweiten Schichtbereich (III) 104 und dem Oberflächen
schichtbereich 105 herzustellen.
Als Beispiele für die zu der Gruppe III des Perioden
systems gehörenden Atome, die erfindungsgemäß in den
die amorphe Schicht bildenden, zweiten Schichtbereich
(III) einzubauen sind, können B (Bor), Al (Aluminium),
Ga (Gallium), In (Indium) und Tl (Thallium) erwähnt
werden. Von diesen werden B und Ga besonders bevor
zugt.
Der Gehalt der Atome dem Gruppe
III kann in dem zweiten Schichtbereich (III), der nach
Wunsch in geeigneter Weise so festgelegt werden kann,
daß die Aufgabe der Erfindung in wirksamer Weise gelöst
wird, im allgemeinen 0,01 bis 5×10⁴ Atom-ppm, geeigne
terweise 1 bis 100 Atom-ppm, vorzugsweise 2 bis 50
Atom-ppm und insbesondere 3 bis 20 Atom-ppm, jeweils
auf die Siliciumatome bezogen, betragen. Der Gehalt
der Sauerstoffatome, Stickstoffatome und Kohlenstoff
atome in dem ersten Schichtbereich (O, N, C) kann
ebenfalls in geeigneter Weise in Abhängigkeit von
den erforderlichen Eigenschaften des gebildeten, foto
leitfähigen Elements festgelegt werden, beträgt jedoch
im allgemeinen 0,001 bis 30 Atom-%, geeigneterweise
0,01 bis 20 Atom-%, vorzugsweise 0,02 bis 10 Atom-%
und insbesondere 0,03 bis 5 Atom-%. Wenn im Rahmen
der Erfindung in dem ersten Schichtbereich (O, N,
C) zwei oder drei aus Sauerstoffatomen, Stickstoffatomen
und Kohlenstoffatomen ausgewählte Atomarten enthalten
sind, wird der Gesamtgehalt der enthaltenen Atome
so festgelegt, daß er innerhalb des vorstehend erwähnten,
numerischen Bereichs liegt.
Die Fig. 2 bis 7 zeigen jeweils typische Beispiele
für die Verteilung der Sauerstoffatome, Stickstoffatome
und Kohlenstoffatome und der Atome der Gruppe III,
die in der amorphen Schicht des
fotoleitfähigen Elements enthalten sind, in der Richtung
der Schichtdicke.
In den Fig. 2 bis 7 zeigt die Abszissenachse den Gehalt
C der drei vorstehend erwähnten, in dem ersten Schicht
bereich (O, N, C) enthaltenen Atomarten und der Atome
der Gruppe III, während die Ordinatenachse die Richtung
der Schichtdicke der Fotoleitfähigkeit zeigenden,
amorphen Schicht zeigt. tB zeigt die Lage der Oberfläche
an der Trägerseite, während ts die Lage der Oberfläche
an der Seite, die der Trägerseite entgegengesetzt
ist, zeigt. D. h., daß das Wachstum der amorphen Schicht,
die die mindestens eine der drei vorstehend erwähnten
Atomarten und die Atome der Gruppe III enthält, von
der tB-Seite ausgehend in Richtung auf die ts-Seite
fortschreitet.
Der Maßstab der Abszissenachse für die drei vorstehend
erwähnten Atomarten ist von dem Maßstab für die Atome
der Gruppe III verschieden. In den Fig. 2 bis 7 stellen
die durchgehenden Linien A2 bis A4 und A7 bis A9 und
die durchgehenden Linien B2 bis B4 und B7 bis B9 die
Linien der Verteilungskonzentration der drei vorstehend
erwähnten Atomarten bzw. der Atome der Gruppe III
dar.
In Fig. 2 wird eine erste typische Ausführungsform
der Verteilung der drei vorstehend erwähnten Atomarten
und der Atome der Gruppe III, die in der amorphen
Schicht enthalten sind, in der Richtung der Schicht
dicke gezeigt.
Gemäß der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform weist
die amorphe Schicht (ts, tB) (der gesamte Schichtbereich
von ts bis tB), die a-Si, vorzugsweise a-Si(H,X) enthält
und Fotoleitfähigkeit zeigt, einen Schichtbereich
(t₁, tB) (den Schichtbereich zwischen t₁ und tB), in
dem die aus Sauerstoffatomen, Stickstoffatomen und
Kohlenstoffatomen ausgewählten Atome (M) mit der Vertei
lungskonzentration C₁ und die Atome der Gruppe III
mit der Verteilungskonzentration C(III)1 von der Träger
seite ausgehend in der Richtung der Schichtdicke im
wesentlichen gleichmäßig verteilt sind, und einen
Schichtbereich (ts, t₁), In dem die Verteilungskonzentra
tion der vorstehend erwähnten Atome (M) von C₁ bis
zu einem Wert von im wesentlichen 0 allmählich linear
abnimmt und die Verteilungskonzentration der Atome
der Gruppe III von C(III)1 bis zu einem Wert von im
wesentlichen 0 linear abnimmt, auf.
Im Fall der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, bei
der die amorphe Schicht (ts, tB) auf der Trägerseite
vorgesehen ist, eine Berührungsfläche mit dem Träger
oder einer anderen Schicht, die mit der amorphen Schicht
tB gemeinsam hat, aufweist und einen Schichtbereich
(t₁, tB) enthält, in dem die Atome (M) und die Atome
der Gruppe III gleichmäßig verteilt sind, können die
Verteilungskonzentrationen C(III)1 und C₁ nach Wunsch
in geeigneter Weise in bezug auf den Träger oder andere
Schichten festgelegt werden, wobei C(III)1 0,1 bis
8×10⁴ Atom-ppm, geeigneterweise 0,1 bis 1000 Atom-ppm,
vorzugsweise 1 bis 400 Atom-ppm und insbesondere 2
bis 200 Atom-ppm, jeweils auf Siliciumatome bezogen,
beträgt, während C₁ 0,01 bis 35 Atom-%, geeigneterweise
0,01 bis 30 Atom-%, vorzugsweise 0,02 bis 20 Atom-%
und insbesondere 0,03 bis 10 Atom-% beträgt.
Der Schichtbereich (ts, t₁) ist hauptsächlich zum Zweck
der Sensibilisierung unter Erzielung einer höheren
Fotoempfindlichkeit vorgesehen, und die Schichtdicke
des Schichtbereichs (ts, t₁) sollte nach Wunsch in
geeigneter Weise in bezug auf die Verteilungskonzentra
tion C₁ der Atome (M) und die Verteilungskonzentration
C(III)1 der Atome der Gruppe III, insbesondere in
bezug auf die Verteilungskonzentration C₁, festgelegt
werden.
Im Rahmen der Erfindung hat der an dem Oberflächen
schichtbereich der amorphen Schicht vorgesehene Schicht
bereich (ts, t₁) geeigneterweise eine Dicke von im
allgemeinen 10,0 nm bis 10 µm, vorzugsweise 20,0 nm
bis 5 µm und insbesondere 50,0 nm bis 3 µm.
Bei einem fotoleitfähigen Element mit der in Fig.
2 gezeigten Verteilung der Atome (M) und der Atome
der Gruppe III wird es bevorzugt, an dem an der Oberfläche
der Trägerseite (entsprechend der Lage tB) befindlichen
Teil in der amorphen Schicht einen Schichtbereich (t₂
tB) auszubilden, in dem der Verteilungskonzentration der
Atome (M) ein Wert gegeben wird, der höher ist als die
Verteilungskonzentration C₁, wie
es durch die Strichpunktlinie a in Fig. 2 gezeigt
wird, um die Haftung an dem Träger oder einer anderen
Schicht zu verbessern sowie um eine Injektion von
Ladungen von der Trägerseite in die amorphe Schicht
zu inhibieren, während auch Verbesserungen in bezug
auf die Erzielung einer höheren Fotoempfindlichkeit
und eines höheren Dunkelwiderstandes angestrebt werden.
Die Verteilungskonzentration C₂ der Atome (M) in dem
Schichtbereich (t₂, tB), in dem die Atome (M) mit
einer hohen Konzentration verteilt sind, kann im allge
meinen 70 Atom-% oder weniger, vorzugsweise 50 Atom-%
oder weniger und insbesondere 30 Atom-% oder weniger
betragen. Die Verteilung der Atome (M) in dem Schicht
bereich, in dem die Atome (M) mit höheren Konzentrationen
verteilt sind, kann in der Richtung der Schichtdicke
in konstanter Weise gleichmäßig ausgebildet werden,
wie es in Fig. 2 durch die Strichpunktlinie a gezeigt
wird, oder die Verteilungskonzentration der Atome
(M), kann alternativ zwecks Erzielung eines guten,
elektrischen Kontaktes mit einem benachbarten, direkt
verbundenen Schichtbereich so ausgebildet werden,
daß sie von der Trägerseite ausgehend bis zu einer
bestimmten Dicke einen konstanten Wert C₂ hat und
danach kontinuierlich und allmählich bis zu einem
Wert C₁ abnimmt, wie es in Fig. 2 durch die Strich
punktlinie b gezeigt wird.
Die Verteilung der in dem zweiten Schichtbereich (III)
enthaltenen Atome der Gruppe III kann im allgemeinen
so ausgebildet werden, daß man an der Trägerseite
einen Schichtbereich [entsprechend dem Schichtbereich
(t₁, tB)] erhält, in dem ein konstanter Wert der Vertei
lungskonzentration C(III)1 aufrechterhalten wird,
jedoch wird geeigneterweise zum Zweck einer wirksamen
Inhibierung der Injektion von Ladungen von der Träger
seite in die amorphe Schicht ein Schichtbereich (t₃
tB) vorgesehen, in dem die Atome der Gruppe III mit
einer hohen Konzentration verteilt sind, wie es in
Fig. 2 durch die Strichpunktlinie c gezeigt wird.
Der Schichtbereich (t₃, tB) kann vorzugs
weise so vorgesehen sein, daß dieser Schichtbereich
nicht mehr als 5 µm von der Lage tB entfernt ist.
Der Schichtbereich (t₃, tB) kann so ausgebildet werden,
daß er den gesamten Schichtbereich (LT), der sich
von der Lage tB ausgehend bis zu einer Dicke von
5 µm erstreckt, einnimmt, oder er kann als Teil des
Schichtbereichs (LT) vorgesehen werden.
Es kann in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den
erforderlichen Eigenschaften der gebildeten, amorphen
Schicht festgelegt werden, ob der Schichtbereich (t₃,
tB) als Teil des Schichtbereichs (LT) ausgebildet
werden oder den gesamten Schichtbereich (LT) einnehmen
soll.
Der Schichtbereich (t₃, tB) kann geeigneterweise so
gebildet werden, daß die Atome der Gruppe III in der
Richtung der Schichtdicke in der Weise verteilt sind,
daß der Höchstwert der Verteilungskonzentration Cmax
im allgemeinen 50 Atom-ppm oder mehr, vorzugsweise
80 Atom-ppm oder mehr und insbesondere 100 Atom-ppm
oder mehr, auf die Siliciumatome bezogen, beträgt.
Das heißt, daß der zweite Schichtbereich (III), der
die Atome der Gruppe III enthält, erfindungsgemäß
vorzugsweise so ausgebildet werden kann, daß der Höchst
wert Cmax der Verteilungskonzentration innerhalb einer
nicht mehr als 5 µm von der Trägerseite entfernten
Schichtdicke (innerhalb eines Schichtbereichs, dessen
von tB aus gerechnete Dicke 5 µm beträgt) vorliegt.
Der Schichtbereich (t₂, tB), in dem die Atome (M) mit
einer höheren Konzentration verteilt sind und der
Schichtbereich (t₃, tB), in dem die Atome der Gruppe
III mit einer höheren Konzentration verteilt sind,
können erfindungsgemäß Dicken haben, die in geeigneter
Weise in Abhängigkeit von den Gehalten und den Vertei
lungszuständen der Atome (M) oder der Atome der Gruppe
III festgelegt werden können und geeigneterweise im
allgemeinen 5,0 nm bis 5 µm, vorzugsweise 10,0 nm
bis 2 µm und insbesondere 20,0 nm bis 500,0 nm betragen.
Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform ist der in
Fig. 2 gezeigten Ausführungsform grundsätzlich ähnlich,
unterscheidet sich jedoch in dem folgenden Merkmal:
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform beginnt
die Verminderung der Verteilungskonzentrationen sowohl
der Atome (M) als auch der Atome der Gruppe (III)
in der Lage t₁, bis diese Verteilungskonzentrationen
in der Lage ts im wesentlichen den Wert 0 erreichen.
Im Gegensatz dazu beginnt im Fall der Ausführungsform
von Fig. 3 die Verminderung der Verteilungskonzentration
der Atome (M) in der Lage t₂, wie es durch die durch
gehende Linie A3 gezeiget wird, während die Verminderung
der Verteilungskonzentration der Atome
der Gruppe III in der Lage t₁ beginnt, wie es
durch die durchgehende Linie B3 gezeigt wird, und
beide Verteilungskonzentrationen erhalten in der Lage
ts einen Wert von im wesentlichen 0.
Das heißt, daß der erste Schichtbereich (ts, tB), der
die Atome (M) enthält, aus einem Schichtbereich (t₂,
tB), in dem die Atome (M) im wesentlichen gleichmäßig
mit einer Verteilungskonzentration C₁ enthalten sind,
und einem Schichtbereich (ts, t₂), in dem die Verteilungs
konzentration von C₁ bis zu einem Wert von im wesent
lichen 0 linear abnimmt, besteht.
Der zweite Schichtbereich (ts, tB), der die Atome der
Gruppe III enthält, besteht aus einem Schichtbereich
(t₁, tB), in dem die Atome der Gruppe III im wesentlichen
gleichmäßig mit einer Verteilungskonzentration C(III)1
enthalten sind, und einem Schichtbereich (ts, t₁),
in dem die Verteilungskonzentration von C(III)1 bis
zu einem Wert von im wesentlichen 0 linear abnimmt.
Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform ist eine Abwand
lung der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform und hat
den gleichen Aufbau wie in Fig. 3, jedoch mit dem
Unterschied, daß innerhalb eines Schichtbereichs (t₁, tB),
in dem die Atome (M) mit einer Verteilungskonzentration
C₁ gleichmäßig verteilt sind, ein Schichtbereich (t₂,
tB) vorgesehen ist, in dem die Atome der Gruppe III in
einer gleichmäßigen Verteilung mit einer Verteilungskon
zentration C(III)1 enthalten sind.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Atome
der Gruppe III in dem gesamten Bereich der amorphen
Schicht [Schichtbereich (ts, tB)] enthalten sind, wobei
die Atome der Gruppe III auch an der Oberflächenlage
ts mit einer Verteilungskonzentration C(III)3 enthalten
sind.
Der Schichtbereich (ts, tB), der die Atome (M) enthält,
wie es durch die durchgehende Linie A7 gezeigt wird,
weist einen Schichtbereich (t₂, tB), in dem die Atome
(M) im wesentlichen gleichmäßig mit einer Verteilungs
konzentration C₁ enthalten sind, und einen Schichtbereich
(ts, t₂), in dem die Verteilungskonzentration von C₁
bis zu einem Wert von im wesentlichen 0 allmählich
abnimmt, auf.
Die Verteilung der Atome der Gruppe III in der amorphen
Schicht wird durch die durchgehende Linie B7 gezeigt.
Das heißt, daß der Schichtbereich (ts, tB), der die
Atome der Gruppe III enthält, einen Schichtbereich
(t₁, tB), in dem die Atome der Gruppe III im wesentlichen
gleichmäßig mit einer Verteilungskonzentration C(III)1
enthalten sind, und einen Schichtbereich (ts, t₁), in
dem die Atome der Gruppe III in einer Verteilung enthal
ten sind, die sich zwischen der Verteilungskonzentration
C(III)1 und der Verteilungskonzentration C(III)3 in
kontinuierlicher Weise linear ändert, um die Änderung
der Verteilung der Atome der Gruppe III zwischen diesen
Verteilungskonzentrationen kontinuierlich zu machen,
aufweist.
Fig. 6 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 5 gezeigten
Ausführungsform.
Überall in dem gesamten Bereich der amorphen Schicht
sind die Atome (M) und die Atome der Gruppe III enthal
ten, wie es durch die durchgehende Linie A8 bzw. die
durchgehende Linde B8 gezeigt wird. In dem Schichtbereich
(t₂, tB) sind die Atome (M) mit einer Verteilungskon
zentration C₁ und die Atome der Gruppe III mit einer
Verteilungskonzentration C(III)1 jeweils in einer
gleichmäßigen Verteilung enthalten, während in dem
Schichtbereich (ts, t₁) die Atome der Gruppe III mit
einer Verteilungskonzentration C(III)3 gleichmäßig
enthalten sind.
Die Atome (M) sind in dem Schichtbereich (ts, t₂) in
einer Verteilungskonzentration enthalten, die von
dem Wert C₁ an der dem Träger zugewandten Seite bis
zu einem Wert von im wesentlichen 0 in der Lage ts
allmählich linear abnimmt, wie es durch die durchgehende
Linie A8 gezeigt wird.
In dem Schichtbereich (t₁, t₂) sind die Atome der Gruppe
III in einer Verteilung enthalten, die von der Vertei
lungskonzentration C(III)1 bis zu der Verteilungskon
zentration C(III)3) allmählich abnimmt.
Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform sind sowohl
die Atome (M) als auch die Atome der Gruppe III in
dem Schichtbereich in einer ungleichmäßigen, kontinuier
lichen Verteilung enthalten, und innerhalb des Schicht
bereichs (ts, tB), der die Atome (M) enthält, ist ein
Schichtbereich (t₁, tB) vorgesehen, der die Atome der
Gruppe III enthält.
In dem Schichtbereich (t₂, tB) sind die Atome (M) im
wesentlichen gleichmäßig mit einer konstanten Vertei
lungskonzentration C₁ und die Atome der Gruppe III
mit einer konstanten Verteilungskonzentration C(III)1)
enthalten, und in dem Schichtbereich (t₁, t₂) sind
die Atome (M) und die Atome der Gruppe III mit Vertei
lungskonzentrationen enthalten, die mit dem Wachstum
der einzelnen Schichten allmählich abnehmen, wobei
die Verteilungskonzentration im Fall der Atome der
Gruppe III in der Lage t₁ im wesentlichen 0 beträgt.
Die Atome (M) sind in der Weise enthalten, daß sie
in der Schicht, die kein Atom der Gruppe III enthält,
d. h. in dem Schichtbereich (ts, t₁), eine linear ab
nehmende Verteilungskonzentration bilden, die bei
tS einen Wert von im wesentlichen 0 erhält.
Vorstehend sind unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis
7 einige typische Ausführungsformen der Verteilungen
der Sauerstoffatome, Stickstoffatome und Kohlenstoff
atome und der Atome der Gruppe III, die in der amorphen
Schicht enthalten sind, in der Richtung der Schicht
dicke beschrieben worden. Im Fall der Fig. 3 bis 7
ist es auch möglich, ähnlich wie im Fall von Fig.
2 beschrieben einen Schichtbereich mit einer Verteilung
vorzusehen, die an der Trägerseite einen Anteil mit
einer höheren Konzentration C der Atome (M) oder der
Atome der Gruppe III und an der der Oberfläche ts
zugewandten Seite einen Anteil, bei dem die Konzentration
C im Vergleich mit der Konzentration an der Trägerseite
relativ vermindert ist, aufweist.
Wenn die amorphe Schicht aus a-Si(H,X) gebildet ist,
können als typische Beispiele für
Halogenatome (X), die in die amorphe Schicht einzubauen
sind, Fluor, Chlor, Brom und Jod erwähnt werden, wobei
Fluor und Chlor besonders bevorzugt werden.
Die Bildung einer aus a-Si(H,X) gebildeten, amorphen
Schicht kann erfindungsgemäß nach einem Vakuumbe
dampfungsverfahren unter Anwendung der Entladungser
scheinung, beispielsweise nach dem Glimmentladungs
verfahren, dem Zerstäubungsverfahren oder dem Ionen
plattierverfahren, durchgeführt werden. Für die Bildung
einer aus a-Si(H,X) bestehenden, amorphen Schicht
nach dem Glimmentladungsverfahren wird beispielsweise
ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung
von Wasserstoffatomen (H) und/oder Halogenatomen (X)
zusammen mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial für
die Zuführung von Siliciumatomen (Si) in eine Abschei
dungskammer eingeleitet, deren Innenraum auf einen
verminderten Druck gebracht werden kann und in der
zur Bildung einer Schicht aus a-Si(H,X) auf der Ober
fläche eines Trägers, der in der Kammer in eine vorbe
stimmte Lage gebracht worden ist, eine Glimmentladung
erzeugt wird. Wenn die amorphe Schicht nach dem Zerstäu
bungsverfahren gebildet werden soll, kann ein gasförmi
ges Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoff
atomen (H) und/oder Halogenatomen (X) in eine zur
Zerstäubung dienende Kammer eingeleitet werden, wenn
die Zerstäubung unter Anwendung eines aus Silicium
(Si) gebildeten Targets in einer Atmosphäre aus einem
Inertgas wie Ar oder He oder einer Gasmischung auf
Basis dieser Gase bewirkt wird.
Zu dem für die Zuführung von Si einzu
setzenden, gasförmigen Ausgangsmaterial können als
wirksame Materialien gasförmige oder vergasbare Silicium
hydride (Silane) wie SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ und Si₄H₁₀
gehören. SiH₄ und Si₂H₆ werden im Hinblick auf ihre
einfache Handhabung während der Schichtbildung und
auf den Wirkungsgrad hinsichtlich der Zuführung von
Si besonders bevorzugt.
Als wirksames, gasförmiges Ausgangsmaterial für den
Einbau von Halogenatomen, das erfindungsgemäß
einzusetzen ist, kann vorzugsweise eine Anzahl von
Halogenverbindungen wie gasförmige Halogene, Halogenide,
Interhalogenverbindungen und halogensubstituierte
Silanderivate, die gasförmig oder vergasbar sind,
erwähnt werden.
Alternativ ist auch der Einsatz einer
gasförmigen oder vergasbaren, Halogenatome enthaltenden
Siliciumverbindung, die aus Siliciumatomen und Halogen
atomen gebildet ist, wirksam.
Zu typischen Beispielen für Halogenverbindungen, die
vorzugsweise eingesetzt werden, können
gasförmige Halogene wie Fluor, Chlor, Brom oder Jod
und Interhalogenverbindungen wie BrF, ClF, ClF₃, BrF₅,
BrF₃, JF₃, JF₇, JCl und JBr gehören.
Als Halogenatome enthaltende Siliciumverbindung, d. h.
als mit Halogenatomen substituiertes Silanderivat,
werden Siliciumhalogenide wie SiF₄, Si₂F₆, SiCl₄ und
SiBr₄ bevorzugt.
Wenn das fotoleitfähige Element
nach dem Glimmentladungsverfahren unter Anwendung
einer solchen Halogenatome enthaltenden Siliciumverbin
dung gebildet wird, kann auf einem gegebenen Träger
eine aus a-Si, das Halogenatome (X) enthält, 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 Glimmentladungs
verfahren besteht darin, daß ein zur Zuführung von
Si dienendes, gasförmiges Ausgangsmaterial, nämlich
ein gasförmiges Siliciumhalogenid, und ein Gas wie
Ar, H₂ oder He in einem vorbestimmten Verhältnis in
einer geeigneten Menge in die zur Bildung einer amorphen
Schicht dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden,
worauf eine Glimmentladung angeregt wird, um eine
Plasmaatmosphäre aus diesen Gasen zu bilden und dadurch
auf einem Träger eine amorphe Schicht zu bilden. Zum
Einbau von Wasserstoffatomen in die amorphe Schicht
kann die Schicht auch gebildet werden, indem man eine
Wasserstoffatome enthaltende, gasförmige Siliciumverbin
dung in einem geeigneten Verhältnis mit diesen Gasen
vermischt.
Alle Gase, die zur Einführung der einzelnen Atomarten
dienen, können entweder als einzelne Spezies oder
in Form einer Mischung von mehr als einer Spezies
in einem vorbestimmten Verhältnis eingesetzt werden.
Zur Bildung einer aus a-Si(H,X) bestehenden, amorphen
Schicht nach dem reaktiven Zerstäubungsverfahren oder
dem Ionenplattierverfahren wird beispielsweise im
Fall des Zerstäubungsverfahrens die Zerstäubung unter
Anwendung eines Targets aus Si in einer geeigneten
Gasplasmaatmosphäre bewirkt. Alternativ wird im Fall
des Ionenplattierverfahrens polykristallines Silicium
oder Einkristall-Silicium als Verdampfungsquelle in
ein Aufdampfschiffchen hineingebracht, und die Silicium-
Verdampfungsquelle wird durch Erhitzen, beispielsweise
nach dem Widerstandsheizverfahren oder dem Elektronen
strahlverfahren, verdampft, wobei den verdampften,
fliegenden Substanzen ein Durchtritt durch eine geeig
nete Gasplasmaatmosphäre ermöglicht wird.
Während dieser Verfahrensweisen kann zur Einführung
von Halogenatomen in die gebildete Schicht beim Zerstäu
bungsverfahren oder beim Ionenplattierverfahren eine
gasförmige Halogenverbindung, wie sie vorstehend erwähnt
wurde, oder eine halogenhaltige Siliciumverbindung,
wie sie vorstehend erwähnt wurde, in die Abscheidungs
kammer eingeleitet werden, um darin eine Plasmaatmos
phäre aus diesem Gas zu bilden.
Wenn Wasserstoffatome eingeführt werden, können ein
gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von
Wasserstoffatomen wie H₂ und ein Gas wie die vorstehend
erwähnten Silane in die zur Zerstäubung dienende Abschei
dungskammer eingeleitet werden, worauf eine Plasma
atmosphäre aus diesen Gasen gebildet wird.
Als gasförmiges Ausgangsmaterial
für die Einführung von Halogenatomen können Halogenverbin
dungen oder die halogenhaltigen Siliciumverbindungen,
die vorstehend erwähnt wurden, in wirksamer Weise
eingesetzt werden. Außerdem ist es auch möglich, ein
gasförmiges oder vergasbares Halogenid, das Wasserstoff
atome als eine der am Aufbau beteiligten Atomarten
enthält, beispielsweise einen Halogenwasserstoff wie
HF, HCl, HBr oder HJ oder ein halogensubstituiertes
Siliciumhydrid wie SiH₂F₂, SiH₂J₂, SiH₂Cl₂, SiHCl₃,
SiH₂Br₂ oder SiHBr₃ als wirksames Ausgangsmaterial
für die Bildung einer amorphen Schicht einzusetzen.
Diese Halogenide, die Wasserstoffatome enthalten und
dazu befähigt sind, während der Bildung der amorphen
Schicht gleichzeitig mit der Einführung von Halogen
atomen in die Schicht Wasserstoffatome einzuführen,
die hinsichtlich der Regulierung der elektrischen oder
fotoelektrischen Eigenschaften sehr wirksam sind, können
vorzugsweise als Ausgangsmaterial für die Einführung
von Halogenatomen eingesetzt werden.
Für den Einbau von Wasserstoffatomen in die Struktur
der amorphen Schicht kann dafür gesorgt werden, daß
in einer Abscheidungskammer, in der die Entladung ange
regt wird, zusammen mit einer zur Zuführung von Si
dienenden Siliciumverbindung H₂ oder ein gasförmiges
Siliciumhydrid wie SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ oder Si₄H₁₀ vor
liegt.
Im Fall des reaktiven Zerstäubungsverfahrens wird bei
spielsweise ein Si-Target eingesetzt, und ein zur Ein
führung von Halogenatomen dienendes Gas und H₂-Gas
werden, zusammen mit einem Inertgas wie He oder Ar,
falls dies notwendig ist, in eine Abscheidungskammer
eingeleitet, in der eine Plasmaatmosphäre gebildet
wird, um eine Zerstäubung unter Anwendung des Si-Targets
zu bewirken und dadurch auf dem Träger eine aus a-Si(H,X)
bestehende, amorphe Schicht zu bilden.
Außerdem kann auch ein Gas wie B₂H₆ oder ein anderes
Gas als Dotiermittel eingeleitet werden.
Die Menge der Wasserstoffatome (H) oder der Halogenatome
(X) oder die Gesamtmenge dieser beiden Atomarten, die
in die amorphe Schicht des fotoleit
fähigen Elements eingebaut werden, kann vorzugsweise
1 bis 40 Atom-% und insbesondere 5 bis 30 Atom-% betra
gen.
Zur Regulierung der Mengen der Wasserstoffatome (H)
und/oder der Halogenatome (X) in der amorphen Schicht
können die Trägertemperatur während der Abscheidung
und/oder die Mengen der zum Einbau von Wasserstoffatomen
(H) oder Halogenatomen (X) eingesetzten, in die Abschei
dungsvorrichtung einzuleitenden Ausgangsmaterialien,
die Entladungsleistung usw. reguliert werden.
Als verdünnendes Gas, das bei
der Bildung einer amorphen Schicht nach dem Glimmentla
dungsverfahren oder dem Zerstäubungsverfahren einge
setzt wird, können vorzugsweise Edelgase wie He, Ne oder Ar
erwähnt werden.
Für die Bildung eines ersten Schichtbereichs (O, N, C)
durch Einführung mindestens einer aus Sauerstoffatomen,
Stickstoffatomen und Kohlenstoffatomen ausgewählten
Atomart (M) in eine amorphe Schicht oder für die Bildung
eines zweiten Schichtbereichs (III) durch Einführung
der Atome eines zu der Gruppe III des Periodensystems
gehörenden Elements in die amorphe Schicht kann ein
Ausgangsmaterial für die Einführung der Atome der Gruppe
III oder für die Einführung der Atome (M) oder können
beide Ausgangsmaterialien zusammen mit einem Ausgangs
material für die Bildung einer amorphen Schicht einge
setzt werden, während ihre in die gebildete Schicht
einzubauenden Mengen reguliert werden.
Wenn zur Bildung eines die amorphe Schicht bildenden,
ersten Schichtbereichs (O, N, C) das Glimmentladungs
verfahren angewandt wird, kann das Ausgangsmaterial
für die Bildung des ersten Schichtbereichs in gewünschter
Weise aus den vorstehend beschriebenen Ausgangsmateria
lien für die Bildung der amorphen Schicht ausgewählt
werden, und dazu wird mindestens eines der Ausgangs
materialien für die Einführung der Atome (M) zugegeben.
Als Ausgangsmaterial für die Einführung der Atome (M)
können die meisten gasförmigen Substanzen oder vergas
baren Substanzen in vergaster Form, die Atome (M) als
am Aufbau beteiligte Atome enthalten, eingesetzt werden.
Als Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoff
atomen als Atome (M) kann beispielsweise eine Mischung
aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Silicium
atome (Si) als am Aufbau beteiligte Atome enthält,
einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Sauerstoffatome
(O) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und, falls
notwendig, einem Gas, das Wasserstoffatome (H) und/oder
Halogenatome (X) als am Aufbau beteiligte Atome enthält,
in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt
werden. Alternativ kann auch eine Mischung aus einem
gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als
am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen
Ausgangsmaterial, das Sauerstoffatome (O) und Wasser
stoffatome (H) als am Aufbau beteiligte Atome enthält,
in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt
werden. Des weiteren ist es auch möglich, eine Mischung
aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Silicium
atome (Si) als am Aufbau beteiligte Atome enthält,
und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome
(Si), Sauerstoffatome (O) und Wasserstoffatome (H)
als am Aufbau beteiligte Atome enthält, einzusetzen.
Es ist auch ein anderes Verfahren möglich, bei dem
eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial,
das Siliciumatome (Si) und Wasserstoffatome (H) als
am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen
Ausgangsmaterial, das Sauerstoffatome (O) als am Aufbau
beteiligte Atome enthält, eingesetzt wird.
Als Ausgangsmaterial für die Einführung von Stickstoff
atomen als Atome (M) kann eine Mischung aus einem gas
förmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als
am Aufbau beteiligte Atome enthält, einem gasförmigen
Ausgangsmaterial, das Stickstoffatome (N) als am Aufbau
beteiligte Atome enthält, und, falls notwendig, einem
Gas, das Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome
(X) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem
gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden.
Alternativ kann auch eine Mischung aus einem gasförmigen
Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau
beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangs
material, das Stickstoffatome (N) und Wasserstoffatome
(H) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem
gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden.
Des weiteren ist es auch möglich, eine Mischung aus
einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome
(Si) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem
gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si),
Stickstoffatome (N) und Wasserstoffatome (H) als am
Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem gewünschten
Mischungsverhältnis einzusetzen. Es ist auch ein anderes
Verfahren möglich, bei dem eine Mischung aus einem
gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si)
und Wasserstoffatome (H) als am Aufbau beteiligte Atome
enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das
Stickstoffatome (N) als am Aufbau beteiligte Atome
enthält, eingesetzt wird.
Als Ausgangsmaterial für die Einführung von Kohlenstoffatomen
als Atome (M) kann eine Mischung aus einem gasförmigen
Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau
beteiligte Atome enthält, einem gasförmigen Ausgangs
material, das Kohlenstoffatome (C) als am Aufbau betei
ligte Atome enthält, und, falls notwendig, einem Gas,
das Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X)
als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem ge
wünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Alterna
tiv kann auch eine Mischung aus einem gasförmigen Aus
gangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau
beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangs
material, das Kohlenstoffatome (C) und Wasserstoffatome
(H) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem
gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden.
Des weiteren ist es auch möglich, eine Mischung aus
einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome
(Si) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem
gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si),
Kohlenstoffatome (C) und Wasserstoffatome (H) als am
Aufbau beteiligte Atome enthält, einzusetzen.
Es ist auch ein anderes Verfahren möglich, bei dem
eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial,
das Siliciumatome (Si) und Wasserstoffatome (H) als
am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmi
gen Ausgangsmaterial, das Kohlenstoffatome (C) als
am Aufbau beteiligte Atome enthält, eingesetzt wird.
Als Ausgangsmaterialien für die Einführung der Atome
(M) zur Bildung des ersten Schichtbereichs (O, N, C)
können in wirksamer Weise z. B. Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃),
Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂),
Distickstoffoxid (N₂O), Distickstofftrioxid (N₂O₃),
Distickstofftetraoxid (N₂O₄), Distickstoffpentoxid (N₂O₅),
Stickstofftrioxid (NO₃), niedere Siloxane, die Silicium
atome (Si), Sauerstoffatome (O) und Wasserstoffatome
(H) als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, wie Di
siloxan (H₃SiOSiH₃) und Trisiloxan (H₃SiOSiH₂OSiH₃),
gasförmige oder vergasbare Stickstoffverbindungen,
die aus Stickstoffatomen (N) oder aus Stickstoffatomen
(N) und Wasserstoffatomen (H) bestehen, wie Stickstoff,
Nitride und Azide, wozu beispielsweise Stickstoff (N₂),
Ammoniak (NH₃), Hydrazin (H₂NNH₂), Stickstoffwasser
stoffsäure (HN₃) und Ammoniumazid (NH₄N₃) gehören,
gesättigte Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 5 Kohlenstoff
atomen wie Methan (CH₄), Ethan (C₂H₆), Propan (C₃H₈),
n-Butan (n-C₄H₁₀) und Pentan (C₅H₁₂), ethylenische Kohlenwasser
stoffe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen wie Ethylen (C₂H₄),
Propylen (C₃H₆), Buten-1 (C₄H₈), Buten-2 (C₄H₈), Iso
butylen (C₄H₈) und Penten (C₅H₁₀) und acetylenische
Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen wie
Acetylen (C₂H₂), Methylacetylen (C₃H₄) und Butin (C₄H₆)
und Alkylsilane, die Siliciumatome (Si), Kohlenstoff
atome (C) und Wasserstoffatome (H) als am Aufbau betei
ligte Atome enthalten, wie Si(CH₃)₄ und Si(C₂H₅)₄, einge
setzt werden.
Im übrigen können zur Erzielung des Vorteils der Ein
führung von Halogenatomen zusätzlich zu Stickstoffatomen
auch halogenhaltige Stickstoffverbindungen wie Stick
stofftrifluorid (NF₃), Distickstofftetrafluorid (N₂F₄)
oder Distickstoffdifluorid (N₂F₂) eingesetzt werden.
Es ist auch möglich, daß zur Bildung des ersten Schicht
bereichs (O, N, C) nicht nur eine Art dieser Ausgangs
materialien für die Einführung der Atome (M), sondern
mehr als eine Art, die in geeigneter Weise ausgewählt
wird, eingesetzt wird. Es ist auch möglich, zwei oder
drei aus Sauerstoffatomen, Stickstoffatomen und Kohlen
stoffatomen ausgewählte Atomarten in den ersten Schicht
bereich (O, N, C), einzuführen, in dem man mindestens
eine aus den Ausgangsmaterialien für die Einführung
von Sauerstoffatomen, den Ausgangsmaterialien für die
Einführung von Stickstoffatomen und den Ausgangsmateria
lien für die Einführung von Kohlenstoffatomen ausgewähl
te Art eines Ausgangsmaterials einsetzt.
Für die Bildung eines Sauerstoffatome enthaltenden
Schichtbereichs (O) als erster Schichtbereich (O, N, C)
nach dem Zerstäubungsverfahren kann als Target eine
Einkristall- oder eine polykristalline Si-Scheibe oder
SiO₂-Scheibe oder eine Scheibe, in der eine Mischung
von Si und SiO₂ enthalten ist, eingesetzt werden, und
die Zerstäubung kann in verschiedenen Gasatmosphären
bewirkt werden.
Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target einge
setzt wird, wird ein Ausgangsmaterial für die Einführung
von Sauerstoff ggf. zusammen mit einem Ausgangsmaterial
für den Einbau von Wasserstoffatomen (H) und/oder Halo
genatomen (X), das, falls erwünscht, mit einem verdünnen
den Gas verdünnt sein kann, in eine zur Zerstäubung
dienende Abscheidungskammer eingeleitet, in der ein
Gasplasma aus diesen Gasen gebildet und die Zerstäu
bung der vorstehend erwähnten Si-Scheibe bewirkt wird.
Alternativ kann die Zerstäubung unter Verwendung von
Si und SiO₂ als getrennten Targets oder unter Verwendung
eines platten- oder folienförmigen Targets aus einer
Mischung von Si und SiO₂ in einer Atmosphäre eines
verdünnten Gases als Gas für die Zerstäubung oder in
einer Atmosphäre eines Gases, das Wasserstoffatome
(H) und/oder Halogenatome (X) als am Aufbau beteiligte
Atome enthält, bewirkt werden. Als Ausgangsmaterial
für die Einführung von Sauerstoffatomen können auch
im Fall der Zerstäubung die Ausgangsmaterialien für
die Einführung von Sauerstoffatomen eingesetzt werden,
die in den Beispielen für die Verwendung bei der Glimm
entladung als wirksame Gase erwähnt worden sind.
Für die Bildung eines Stickstoffatome enthaltenden
Schichtbereichs (N) als erster Schichtbereich (O, N, C)
nach dem Zerstäubungsverfahren wird eine Einkristall-
oder eine polykristalline Si-Scheibe oder Si₃N₄-Scheibe
oder eine Scheibe, in der eine Mischung von Si und
Si₃N₄ enthalten ist, als Target eingesetzt, und die
Zerstäubung wird in einer Atmosphäre aus verschiedenen
Gasen bewirkt.
Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target eingesetzt
wird, werden ein Ausgangsmaterial für die Einführung
von Stickstoffatomen (N) und, falls notwendig, ein
Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen
(H) und/oder Halogenatomen (X), die, falls erwünscht,
mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein können, in
eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer einge
leitet, um darin ein Gasplasma aus diesen Gasen zu
bilden und eine Zerstäubung der Si-Scheibe zu bewirken.
Alternativ können Si und Si₃N₄ als getrennte Targets
oder in Form eines platten- bzw. folienförmigen Targets
aus einer Mischung von Si und Si₃N₄ eingesetzt werden,
wobei die Zerstäubung in einer verdünnten Gasatmosphäre
als Gas für die Zerstäubung oder in einer Gasatmosphäre,
die Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X)
als am Aufbau beteiligte Atome enthält, bewirkt wird.
Als Ausgangsmaterial für die Einführung von Stickstoff
atomen können auch im Fall der Zerstäubung die Ausgangs
materialien für die Einführung von Stickstoffatomen
eingesetzt werden, die vorstehend in den Beispielen
für die Verwendung bei der Glimmentladung als wirksame
Gase erwähnt wurden.
Für die Bildung eines Kohlenstoffatome enthaltenden
Schichtbereichs (C) als erster Schichtbereich (O, N, C)
nach dem Zerstäubungsverfahren wird als Target eine
Einkristall- oder eine polykristalline Si-Scheibe oder
C-Scheibe oder eine Scheibe, in der eine Mischung von
Si und C enthalten ist, eingesetzt, und die Zerstäu
bung wird in einer Atmosphäre aus verschiedenen Gasen
bewirkt.
Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target einge
setzt wird, werden ein Ausgangsmaterial für die Einfüh
rung von Kohlenstoffatomen (C) und, falls notwendig,
ein Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoff
atomen (H) und/oder Halogenatomen (X), die, falls er
wünscht, mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein können,
in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer
eingeleitet, um darin ein Gasplasma aus diesen Gasen
zu bilden und eine Zerstäubung der Si-Scheibe zu bewir
ken.
Alternativ können Si und C als getrennte Targets oder
in Form eines folien- bzw. plattenförmigen Targets
aus einer Mischung von Si und C eingesetzt werden,
wobei die Zerstäubung in einer Gasatmosphäre bewirkt
wird, die mindestens Wasserstoffatome (H) und/oder
Halogenatome (X) als am Aufbau beteiligte Atome enthält.
Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung
von Kohlenstoffatomen kann auch im Fall der Zerstäubung
ein Ausgangsmaterial für die Einführung von Kohlenstoff
atomen eingesetzt werden, das vorstehend als Beispiel
für wirksame Gase für die Verwendung bei der Glimment
ladung erwähnt wurde.
Für die Einführung von zwei oder drei aus Sauerstoff
atomen (O), Stickstoffatomen (N) und Kohlenstoffatomen
(C) ausgewählten Atomarten in den gebildeten, ersten
Schichtbereich (O, N, C) bei der Bildung des ersten
Schichtbereichs (O, N, C) nach dem Zerstäubungsverfahren
können als Target SiO₂, Si₃N₄ oder eine Mischung von
SiO₂ und Si₃N₄ eingesetzt werden, können als Target
eine Mischung von Si mit SiO₂ oder Si₃N₄ oder eine
Mischung von Si, SiO₂ und Si₃N₄ eingesetzt werden oder
können alternativ als Target eine Mischung von C mit
SiO₂ oder Si₃N₄ oder eine Mischung von C, SiO₂ und
Si₃N₄ eingesetzt werden.
Für die Bildung eines die amorphe Schicht bildenden,
zweiten Schichtbereichs (III) kann ein gasförmiges
oder vergasbares Ausgangsmaterial für die Einführung
der Atome der Gruppe III im gasförmigen Zustand zusammen
mit einem Ausgangsmaterial für die Bildung einer amorphen
Schicht, wie es vorstehend erwähnt wurde, in eine zur
Bildung einer amorphen Schicht dienende Vakuumbe
dampfungskammer eingeleitet werden.
Der Gehalt der in den zweiten Schichtbereich einzuführen
den Atome der Gruppe III kann frei reguliert werden,
indem man beispielsweise die Gasdurchflußmengen, die
Verhältnisse der Gasdurchflußmengen der in die Abschei
dungskammer eingeleiteten Ausgangsmaterialien oder
die Entladungsleistung reguliert.
Als Ausgangsmaterialien, die in wirksamer
Weise zur Einführung der Atome der Gruppe III eingesetzt
werden können, können für die Einführung von Boratomen
Borhydride wie B₂H₆, B₄H₁₀, B₅H₉, B₅H₁₁, B₆H₁₀, B₆H₁₂
oder B₆H₁₄ und Borhalogenide wie BF₃, BCl₃ oder BBr₃
erwähnt werden. Außerdem können beispielsweise auch
AlCl₃, GaCl₃, Ga(CH₃)₃, InCl₃ oder TlCl₃ eingesetzt
werden.
Im Rahmen der Erfindung kann die Bildung eines Übergangs
schichtbereichs (d. h. eines Schichtbereichs, in dem
sich die Verteilungskonzentration entweder der Atome
(M) oder der Atome der Gruppe (III) in der Richtung
der Schichtdicke ändert) erzielt werden, indem man
die Durchflußgeschwindigkeit des Gases, in dem der
Bestandteil, dessen Verteilungskonzentration verändert
werden soll, enthalten ist, in geeigneter Weise verän
dert. Beispielsweise kann die Öffnung eines vorbestimm
ten Nadelventils, das im Verlauf des Gasströmungs-
Systems vorgesehen ist, durch ein manuelles Verfahren
oder durch das üblicherweise angewandte Verfahren,
bei dem ein Motor mit Außenantrieb eingesetzt wird,
allmählich verändert werden. Während dieses Vorgangs
muß die Geschwindigkeit, mit der die Durchflußgeschwin
digkeit verändert wird, nicht linear sein, sondern
die Durchflußgeschwindigkeit kann gemäß einer Änderungs
geschwindigkeitskurve, die vorher beispielsweise durch
einen Mikrocomputer entworfen worden ist, verändert
werden, damit eine gewünschte Atomgehaltskurve erhalten
wird.
Es hat keinen Einfluß auf die Eigenschaften einer
gebildeten, amorphen Schicht, ob der Plasmazustand
während der Bildung der amorphen Schicht aufrechterhalten
wird oder an der Grenze zwischen dem Übergangsschicht
bereich und anderen Schichtbereichen unterbrochen
wird, jedoch wird eine kontinuierliche Durchführung
des Verfahrens vom Standpunkt der Regulierung des
Verfahrens aus bevorzugt.
Wenn der Übergangsschichtbereich nach dem Zerstäubungs
verfahren gebildet wird, kann im Fall der Anwendung
eines Targets, das einen Bestandteil enthält, dessen
Verteilungskonzentration verändert werden soll, das
Target vorher so hergestellt bzw. präpariert werden,
daß dieser Bestandteil mit einer gewünschten Veränderung
der Verteilungskonzentration verteilt werden kann.
Die amorphe Schicht kann eine Dicke haben, die in
geeigneter Weise nach Wunsch so festgelegt wird, daß
die in der amorphen Schicht erzeugten Fototräger in
wirksamer Weise transportiert werden können, jedoch
beträgt die Dicke der amorphen Schicht im allgemeinen
3 bis 100 µm und vorzugsweise 5 bis 50 µm.
Der Träger kann entweder elektrisch leitend oder isolie
rend sein. Als Beispiele für elektrisch leitende Materia
lien können Metalle wie NiCr, rostfreier Stahl, Al,
Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt und Pd oder Legierungen
davon erwähnt werden.
Als isolierende Träger können üblicherweise Folien
oder Platten aus Kunstharzen, wozu Polyester, Poly
ethylen, Polycarbonate, Celluloseacetat, Polypropylen,
Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol
und Polyamide gehören, Gläser, keramische Stoffe,
Papiere und andere Materialien eingesetzt werden.
Diese isolierenden Träger können geeigneterweise minde
stens eine Oberfläche haben, die einer Behandlung
unterzogen worden ist, durch die sie elektrisch leitend
gemacht worden ist, und andere Schichten werden geeigne
terweise auf der Seite des Trägers vorgesehen, die
durch eine solche Behandlung elektrisch leitend gemacht
worden ist.
Ein 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, In₂O₃,
SnO₂ oder ITO(In₂O₃+SnO₂) vorgesehen wird. Alternativ
kann eine Kunstharzfolie wie eine Polyesterfolie auf
ihrer Oberfläche durch Vakuumaufdampfung, Elektronen
strahlabscheidung oder Zerstäubung eines Metalls wie
NiCr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta,
V, Ti oder Pt oder durch Laminieren eines solchen
Metalls auf die Oberfläche elektrisch leitend gemacht
werden. Der Träger kann in irgendeiner Form ausgebildet
werden, beispielsweise in Form eines Zylinders, eines
Bandes oder einer Platte oder in anderen Formen, und
seine Form kann in gewünschter Weise festgelegt werden.
Wenn das in Fig. 1 gezeigte, fotoleitfähige Element
100 beispielsweise als Bilderzeugungselement für elektro
fotografische Zwecke eingesetzt wird, kann es für
die Verwendung in einem kontinuierlichen, mit hoher
Geschwindigkeit durchgeführten Kopierverfahren geeigne
terweise in Form eines endlosen Bandes oder eines
Zylinders gestaltet werden. Der Träger kann eine in
geeigneter Weise festgelegte Dicke haben, so daß ein
gewünschtes, fotoleitfähiges Element gebildet werden
kann. Wenn das fotoleitfähige Element flexibel sein
muß, wird der Träger mit der Einschränkung, daß er
seine Funktion als Träger ausüben können muß, so dünn
wie möglich hergestellt. In einem solchen Fall hat
der Träger jedoch im allgemeinen unter Berücksichti
gung seiner Herstellung und Handhabung und seiner
mechanischen Festigkeit eine Dicke von 10 µm oder
eine größere Dicke.
Auf der amorphen Schicht wird vorzugs
weise eine Oberflächenschicht, eine sogenannte Sperr
schicht, vorgesehen, die die Funktion hat, eine Injektion
von Ladungen von der Seite der freien Oberfläche her
in die amorphe Schicht zu verhindern bzw. zu hemmen.
Die auf der amorphen Schicht vorgesehene Oberflächen
schicht besteht aus einem amorphen Material, das in
einer Matrix von Siliciumatomen mindestens eine aus
Kohlenstoffatomen (C) und Stickstoffatomen (N) ausgewähl
te Atomart gegebenenfalls zusammen mit Wasserstoff
atomen (H) und/oder Halogenatomen (X) enthält { kurz
mit a-[Si(C,N)1-x]y(H,X)1-y (worin 0<x<1; 0<y<1)
bezeichnet}, einem elektrisch isolierenden Metalloxid
oder einer elektrisch isolierenden, organischen Verbin
dung.
Im Rahmen der Erfindung kann das Halogenatom (X),
das in der Oberflächenschicht enthalten sein kann,
vorzugsweise F, Cl, Br oder J und insbesondere F oder
Cl sein.
Typische Beispiele für die vorstehend erwähnten, amorphen
Materialien, die in wirksamer Weise für die Bildung
der vorstehend erwähnten Oberflächenschicht eingesetzt
werden, sind amorphe Materialien vom Kohlenstofftyp
wie a-SiaC1-a, a-(SibC1-b)cH1-c, a-(SidC1-d)eX1-e und
a-(SifC1-f)g(H+X)1-g und amorphe Materialien vom
Stickstofftyp wie a-SihN1-h, a-(SiiN1-i)jH1-j,
a-(SikN1-k)lX1-l und a-(SimN1-m)n(H+X)1-n; außerdem
können auch amorphe Materialien erwähnt werden, die
als am Aufbau beteiligte Atome in den vorstehend erwähn
ten, amorphen Materialien Kohlenstoffatome (C) und
Stickstoffatome (N) enthalten (worin O < a, b, c,
d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n < 1).
Diese amorphen Materialien können in geeigneter Weise
in Abhängigkeit von den erforderlichen Eigenschaften
der Oberflächenschicht ausgewählt werden, damit die
Schichtstruktur in der bestmöglichen Weise gestaltet
wird und damit die darauffolgende Herstellung einer
in Berührung mit der Oberflächenschicht auszubildenden,
amorphen Schicht leicht durchgeführt werden kann.
Insbesondere vom Gesichtspunkt der Eigenschaften aus
können vorzugsweise amorphe Materialien vom Kohlenstoff
typ gewählt werden.
Wenn die Oberflächenschicht aus dem vorstehend beschrie
benen, amorphen Material besteht, können als Verfahren
zur Schichtbildung beispielsweise das Glimmentladungs
verfahren, das Zerstäubungsverfahren, das Ionenimplanta
tionsverfahren, das Ionenplattierverfahren und das
Elektronenstrahlverfahren erwähnt werden.
Wenn die Oberflächenschicht aus dem vorstehend beschrie
benen, amorphen Material besteht, wird sie sorgfältig
so gebildet, daß die erforderlichen Eigenschaften
genau nach Wunsch erzielt werden können.
Eine aus Siliciumatomen (Si), mindestens einer aus
Kohlenstoffatomen (C) und Stickstoffatomen (N) ausgewähl
ten Atomart und gegebenenfalls Wasserstoffatomen (H)
und/oder Halogenatomen (X) bestehende Substanz kann
hinsichtlich ihrer Struktur verschiedene Formen an
nehmen, die sich von einer kristallinen bis zu einer
amorphen Form erstrecken, und sie kann elektrische
Eigenschaften annehmen, die von den Eigenschaften
eines Leiters über die Eigenschaften eines Halbleiters
bis zu den Eigenschaften eines Isolators und von den
Eigenschaften eines Fotoleiters bis zu den Eigenschaften
einer nicht fotoleitfähigen Substanz reichen. Erfindungs
gemäß werden infolgedessen die Herstellungsbedingungen
genau ausgewählt, damit amorphe Materialien gebildet
werden können, die mindestens in bezug auf das Licht
des sichtbaren Bereichs nicht fotoleitfähig sind und
einen hohen Dunkelwiderstand haben.
Ähnlich wie die Bedingungen für die Herstellung der
Oberflächenschicht stellen auch die Gehalte der Kohlen
stoffatome (C), der Stickstoffatome (N), der Wasserstoff
atome (H) und der Halogenatome (X) in der Oberflächen
schicht wichtige Faktoren für die Bildung einer Oberflächen-
Schicht mit gewünschten Eigenschaften dar.
Bei der Bildung der aus a-SiaC1-a bestehenden Ober
flächenschicht kann der Gehalt der Kohlenstoffatome
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 Oberflächenschicht aus a-(SibC1-b)cH1-c besteht,
beträgt der Gehalt der Kohlenstoffatome im allgemeinen
30 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 40 bis 90 Atom-% und
insbesondere 50 bis 80 Atom-%, während der Gehalt
der Wasserstoffatome 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 insbeson
dere 0,7 bis 0,95 beträgt. Wenn die Oberflächenschicht
aus a-(SidC1-d)eX1-e oder aus a-(SifC1-f)g(H+X)1-g
besteht, beträgt der Gehalt der Kohlenstoffatome im
allgemeinen 40 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 50 bis
90 Atom-% und insbesondere 60 bis 80 Atom-% und beträgt
der Gehalt der Halogenatome oder die Summe der Gehalte
der Halogenatome und der Wasserstoffatome im allgemeinen
1 bis 20 Atom-%, vorzugsweise 1 bis 18 Atom-% und
insbesondere 2 bis 15 Atom-%, während der Gehalt der
Wasserstoffatome, 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 0,82 bis 0,99 und
insbesondere 0,85 bis 0,98 betragen.
Wenn die Oberflächenschicht aus einem amorphen Material
vom Stickstofftyp gebildet ist, beträgt der Gehalt
der Stickstoffatome im Fall von a-SihN1-h im allgemeinen
43 bis 60 Atom-% und vorzugsweise 43 bis 50 Atom-%,
d. h. daß der Index h im allgemeinen 0,4 bis 0,57
und vorzugsweise 0,5 bis 0,57 beträgt.
Wenn die obere Schicht aus a-(SiiN1-i)jH1-j besteht,
beträgt der Gehalt der Stickstoffatome im allgemeinen
25 bis 55 Atom-% und vorzugsweise 35 bis 55 Atom-%,
während der Gehalt der Wasserstoffatome 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 Oberflächenschicht
aus a-(SikN1-k)lX1-l oder aus a-(SimN1-m)n(H+X)1-n
besteht, beträgt der Gehalt der Stickstoffatome im
allgemeinen 30 bis 60 Atom-% und vorzugsweise 40 bis
60 Atom-% und beträgt der Gehalt der Halogenatome
oder die Summe der Gehalte der Halogenatome und der
Wasserstoffatome im allgemeinen 1 bis 20 Atom-% und
vorzugsweise 2 bis 15 Atom-%, während der Gehalt der
Wasserstoffatome, 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 l und n im allgemei
nen 0,8 bis 0,99 und vorzugsweise 0,85 bis 0,98 betragen.
Als elektrisch isolierende Metalloxide für die Bildung
der Oberflächenschicht können vorzugsweise Metalloxide
wie TiO₂, Ce₂O₃, ZrO₂, HfO₂, GeO₂, CaO, BeO, Y₂O₃,
Cr₂O₃, Al₂O₃, MgO·Al₂O₃ oder SiO₂·MgO erwähnt werden.
Zur Bildung der Oberflächenschicht kann auch eine
Mischung aus zwei oder mehr Arten dieser Verbindungen
eingesetzt werden.
Die aus einem elektrisch isolierenden Metalloxid beste
hende Oberflächenschicht kann durch das Vakuumabschei
dungsverfahren, das chemische Aufdampfverfahren (CVD-
Verfahren), das Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren,
das Zerstäubungsverfahren, das Ionenimplantationsverfah
ren, das Ionenplattierverfahren oder das Elektronen
strahlverfahren oder durch andere Verfahren gebildet
werden.
Der numerische Bereich der Schichtdicke der Oberflächen
schicht ist ein wichtiger Faktor für die wirksame
Erfüllung der vorstehend erwähnten Zwecke. Wenn die
Schichtdicke zu gering ist, kann die Funktion der
Verhinderung des Eindringens von Ladungen von der
Seite der Oberfläche der Oberflächenschicht her in
die amorphe Schicht nicht in ausreichendem Maße erfüllt
werden. Andererseits ist die Wahrscheinlichkeit, daß
die in der amorphen Schicht durch Belichtung erzeugten
Fototräger mit den auf der Oberfläche der Oberflächen
schicht vorhandenen Ladungen rekombinieren, sehr gering,
wenn die obere Schicht zu dick ist. Demnach kann in
diesen beiden Fällen der Zweck der Ausbildung einer
Oberflächenschicht nicht in wirksamer Weise erzielt
werden.
Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Gesichtspunkte
beträgt die Dicke der Oberflächenschicht im allgemeinen
3,0 nm bis 5 µm und vorzugsweise 5,0 nm bis 1 µm,
damit der Zweck der Ausbildung einer Oberflächenschicht
in wirksamer Weise erfüllt wird.
Das erfindungsgemäße, fotoleitfähige Element, das so
gestaltet ist, daß es den vorstehend beschriebenen
Schichtaufbau hat, kann alle Probleme überwinden, die
vorstehend erwähnt wurden, und zeigt hervorragende
elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaf
ten und gute Eigenschaften bezüglich der Beeinflussung
durch Umgebungsbedingungen bei der Verwendung.
Das erfindungsgemäße, fotoleitfähige Element zeigt
besonders in dem Fall, daß es als Bilderzeugungselement
für elektrofotografische Zwecke eingesetzt wird, eine
hervorragende Befähigung zum Beibehalten der Ladung
bei der Ladungsbehandlung, ohne daß irgendeine Beein
flussung der Bilderzeugung durch ein Restpotential
vorhanden ist, stabile, elektrische Eigenschaften mit
einer hohen Empfindlichkeit und einem hohen S/N-Verhältnis
sowie eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber der
Licht-Ermüdung und hat bei wiederholter Verwendung
ausgezeichnete Eigenschaften, wodurch es ermöglicht
wird, wiederholt Bilder mit hoher Qualität zu erhalten,
die eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und eine
hohe Auflösung zeigen.
Nachstehend wird das Verfahren zur Herstellung des
fotoleitfähigen Elements, das nach dem Glimmentladungs-
Zersetzungsverfahren gebildet wird, beschrieben.
Fig. 8 zeigt eine Vorrichtung für die Herstellung eines
fotoleitfähigen Elements nach dem Glimmentladungs-Zer
setzungsverfahren.
In den in Fig. 8 gezeigten Gasbomben 1002, 1003, 1004,
1005 und 1006 sind luftdicht abgeschlossene, gasförmige
Ausgangsmaterialien für die Bildung der einzelnen Schich
ten im Rahmen der Erfindung enthalten. Zum Beispiel
ist 1002 eine Bombe, die mit He verdünntes SiH₄-Gas
(Reinheit: 99,999%) enthält (nachstehend kurz mit
SiH₄/He bezeichnet ), ist 1003 eine Bombe, die mit He
verdünntes B₂H₆-Gas (Reinheit: 99,999%) enthält (nach
stehend kurz mit B₂H₆/He bezeichnet), ist 1004 eine
Bombe, die CH₄-Gas (Reinheit: 99,999%) enthält, ist
1005 eine Bombe, die NO-Gas (Reinheit: 99,999%) enthält,
und ist 1006 eine Bombe, die mit He verdünntes SiF₄-Gas
(Reinheit: 99,999%) enthält (nachstehend kurz mit
SiF₄/He bezeichnet).
Um diese Gase in die Reaktionskammer 1001 hineinströmen
zu lassen, wird zuerst das Hauptventil 1034 geöffnet,
um die Reaktionskammer 1001 und die Gas-Rohrleitungen
zu evakuieren, nachdem bestätigt worden ist, daß die
Ventile 1022 bis 1026 der Gasbomben 1002 bis 1006 und
das Belüftungsventil 1035 geschlossen und die Einström
ventile 1012 bis 1016, die Ausströmventile 1017 bis
1021 und die Hilfsventile 1032 und 1033 geöffnet sind.
Als nächster Schritt werden die Hilfsventile 1032 und
1033 und die Ausströmventile 1017 bis 1021 geschlossen,
wenn der an der Vakuummeßvorrichtung 1036 abgelesene
Wert 6,7 nbar erreicht hat.
Nachstehend wird ein Beispiel für die Bildung einer
amorphen Schicht auf einem zylindrischen Träger 1037
erläutert. SiH₄/He-Gas aus der Gasbombe 1002, B₂H₆/He-
Gas aus der Gasbombe 1003 und NO-Gas aus der Gasbombe
1005 werden in die Durchflußreguliervorrichtungen 1007,
1008 und 1010 hineinströmen gelassen, indem die Ventile
1022, 1023 und 1025 so geöffnet werden, daß die Drücke
an den Auslaßmanometern 1027, 1028 und 1030 jeweils
auf einen Wert von 0,98 bar einreguliert werden, und
indem die Einströmventile 1012, 1013 und 1015 allmählich
geöffnet werden. Anschließend werden die Ausströmventile
1017, 1018 und 1020 und das Hilfsventil 1032 allmählich
geöffnet, um die einzelnen Gase in die Reaktionskammer
1001 hineinströmen zu lassen. Die Ausströmventile 1017,
1018 und 1020 werden so reguliert, daß die relativen
Verhältnisse der Durchflußgeschwindigkeiten der Gase
SiH₄/He, B₂H₆/He, und NO gewünschte Werte haben, und
auch die Öffnung des Hauptventils 1034 wird reguliert,
während die Ablesung an der Vakuummeßvorrichtung 1036
beobachtet wird, und zwar so, daß der Druck in der
Reaktionskammer einen gewünschten Wert erreicht. Nachdem
bestätigt worden ist, daß die Temperatur des zylindri
schen Trägers 1037 durch die Heizvorrichtung 1038 auf
50°C bis 400°C eingestellt wurde, wird die Stromquelle
1040 auf eine gewünschte Leistung eingestellt, um in
der Reaktionskammer 1001 eine Glimmentladung anzuregen,
während zur Regulierung der Gehalte der Atome der Gruppe
III, beispielsweise der B-Atome, und der Sauerstoffatome
in der Schicht gleichzeitig ein Vorgang der allmählichen
Veränderung der Durchflußgeschwindigkeiten des B₂H₆/He-
Gases und des NO-Gases in Übereinstimmung mit einer
vorher entworfenen Kurve des Änderungsverhältnisses
durch allmähliche Veränderung der Einstellung der Ventile
1018 und 1020 nach einem manuellen Verfahren oder mittels
eines Motors mit Außenantrieb durchgeführt wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren können in
die gebildete Schicht ähnlich wie die Sauerstoffatome
Stickstoffatome oder Kohlenstoffatome eingebaut werden,
wenn anstelle des NO-Gases NH₃-Gas oder CH₄-Gas einge
setzt wird.
Für die zusätzliche Bildung einer Oberflächenschicht
auf der amorphen Schicht kann zur Durchführung der
Schichtbildung anstelle der bei der Bildung der amorphen
Schicht eingesetzten Gase B₂H₆/He und NO CH₄-Gas ein
gesetzt werden.
Natürlich werden alle Ausströmventile mit Ausnahme
der Ausströmventile, die für die bei der Bildung der
einzelnen Schichten eingesetzten Gase notwendig sind,
geschlossen, und um zum verhindern, daß das bei der
Bildung der vorherigen Schicht eingesetzte Gas während
der Bildung der einzelnen Schichten in der Reaktions
kammer 1001 und in den Rohrleitungen von den Ausström
ventilen 1017 bis 1021 zu der Reaktionskammer 1001
verbleibt, kann, falls erforderlich, ein Verfahren
durchgeführt werden, bei dem das System einmal bis
zur Erzielung eines hohen Vakuums evakuiert wird, indem
die Ausströmventile 1017 bis 1021 geschlossen werden
und die Hilfsventile 1032 und 1033 bei vollständiger
Öffnung des Hauptventils 1034 geöffnet werden.
Während der Bildung der Schicht kann der zylindrische
Träger 1037 mittels eines Motors 1039 mit einer konstan
ten Geschwindigkeit gedreht werden, um eine gleichmäßige
Schichtbildung zu bewirken.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 2 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und
des Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter
verändert wurden. Die allgemeinen Herstellungsbedingungen
werden in Tabelle, I gezeigt.
In Tabelle II werden die Ergebnisse der Bewertung der
einzelnen Proben gezeigt, wobei die Verteilungskonzentra
tionen des Bors C(III)1 in der oberen Zeile und die
Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁ in der
linken Spalte angegeben sind.
Die hergestellten Bilderzeugungselemente für elektrofoto
grafische Zwecke wurden einer Reihe von Verfahrens
schritten eines Elektrofotografieverfahrens unterzogen,
die aus einer Ladung, einer bildmäßigen Belichtung,
einer Entwicklung und einer Übertragung bestanden,
und bei den auf Bildempfangspapieren sichtbar gemachten
Bildern wurde eine Gesamtbewertung der Ergebnisse bezüg
lich Eigenschaften wie der Dichte, der Auflösung und der
Reproduzierbarkeit der Tonwertabstufung durchgeführt.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und
des Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter
verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die
einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich
ten gebildet werden, werden in Tabelle III gezeigt.
Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁:
3,5 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1): 80 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1): 80 Atom-ppm
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 1 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder
mit hoher Qualität erhalten werden konnten.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 4 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und
des Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter
verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die
einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich
ten gebildet werden, werden in Tabelle IV gezeigt.
Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁:
7 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 30 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 30 Atom-ppm
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 1 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder
mit hoher Qualität erhalten werden konnten.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 5 gezeigten Schichtaufbau gebil
det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des
Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter verändert
wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen
Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil
det werden, werden in Tabelle V gezeigt.
Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁:
7 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 10 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C(III)3 siehe Tabelle VI
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 10 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C(III)3 siehe Tabelle VI
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 1 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei die in Tabelle VI gezeigten Bewertungen
erhalten wurden.
In Tabelle V hat X(4) die folgende Bedeutung:
S4-1 . . . 1×10-7
S4-2 . . . 5×10-7
S4-3 . . . 1×10-6
S4-4 . . . 5×10-6
S4-2 . . . 5×10-7
S4-3 . . . 1×10-6
S4-4 . . . 5×10-6
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 6 gezeigten Schichtaufbau gebil
det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des
Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter verändert
wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen
Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil
det werden, werden in Tabelle VII gezeigt.
Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁:
1 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 100 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C(III)3: siehe Tabelle VI
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 100 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C(III)3: siehe Tabelle VI
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 1 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei die in Tabelle VI gezeigten Bewertungen
erhalten wurden.
In Tabelle VII hat X(5) die folgende Bedeutung:
S5-1 . . . 1×10-7
S5-2 . . . 5×10-7
S5-3 . . . 1×10-6
S5-4 . . . 5×10-6
S5-5 . . . 1×10-5
S5-6 . . . 2×10-5
S5-7 . . . 3×10-5
S5-8 . . . 4×10-5
S5-9 . . . 6×10-5
S5-2 . . . 5×10-7
S5-3 . . . 1×10-6
S5-4 . . . 5×10-6
S5-5 . . . 1×10-5
S5-6 . . . 2×10-5
S5-7 . . . 3×10-5
S5-8 . . . 4×10-5
S5-9 . . . 6×10-5
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 5 gezeigten Schichtaufbau gebil
det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des
Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter verändert
wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen
Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil
det werden, werden in Tabelle VIII gezeigt.
Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁:
2 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 30 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C(III)3: siehe Tabelle VI
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 30 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C(III)3: siehe Tabelle VI
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 1 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei die in Tabelle VI gezeigten Bewertungen
erhalten wurden.
In Tabelle VIII hat X(6) die folgende Bedeutung:
S6-1 . . . 1×10-7
S6-2 . . . 5×10-7
S6-3 . . . 1×10-6
S6-4 . . . 5×10-6
S6-5 . . . 1×10-5
S6-6 . . . 2×10-5
S6-2 . . . 5×10-7
S6-3 . . . 1×10-6
S6-4 . . . 5×10-6
S6-5 . . . 1×10-5
S6-6 . . . 2×10-5
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 6 gezeigten Schichtaufbau gebil
det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des
Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter verändert
wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen
Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil
det werden, werden in Tabelle IX gezeigt.
Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁:
2 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 200 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C(III)3: siehe Tabelle VI
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 200 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C(III)3: siehe Tabelle VI
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 1 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei die in Tabelle VI gezeigten Bewertungen
erhalten wurden.
In Tabelle IX hat X(7) die folgende Bedeutung:
S7-1 . . . 1×10-7
S7-2 . . . 5×10-7
S7-3 . . . 1×10-6
S7-4 . . . 5×10-6
S7-5 . . . 1×10-5
S7-6 . . . 2×10-5
S7-7 . . . 4×10-5
S7-8 . . . 8×10-5
S7-9 . . . 1×10-4
S7-2 . . . 5×10-7
S7-3 . . . 1×10-6
S7-4 . . . 5×10-6
S7-5 . . . 1×10-5
S7-6 . . . 2×10-5
S7-7 . . . 4×10-5
S7-8 . . . 8×10-5
S7-9 . . . 1×10-4
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 7 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Dicken des Schichtbereichs
(t₁, t₂) und des Schichtbereichs (t₂, t₃) als Parameter
verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die
einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich
ten gebildet werden, werden in Tabelle X gezeigt.
Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁:
7 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 100 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 100 Atom-ppm
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 1 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei die in Tabelle XI gezeigten Bewertungen
erhalten wurden.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 2 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und
des Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter
verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die
einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich
ten gebildet werden, werden in Tabelle XII gezeigt.
Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁:
3,5 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 80 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C(III)2: 500 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 80 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C(III)2: 500 Atom-ppm
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 1 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder
mit hoher Qualität erhalten werden konnten.
Auf Al-Zylindern wurden nach dem gleichen Verfahren
und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel
2 amorphe Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schicht
aufbau gebildet. Dann wurden auf den amorphen Schichten
unter den nachstehend gezeigten Bedingungen Oberflächen
sperrschichten des Siliciumcarbidtyps gebildet. Die
auf diese Weise hergestellten Proben wurden wiederholt
dem in Beispiel 1 beschriebenen Elektrofotografieverfah
ren unterzogen, wobei übertragene Tonerbilder erhalten
wurden. Als Ergebnis wurde gefunden, daß auch das
millionste übertragene Tonerbild eine sehr hohe Qualität
hatte, die mit der Qualität des ersten übertragenen
Tonerbilds vergleichbar war.
Eingesetzte Gase: CH₄
SiH₄/He = 10 : 250
Durchflußgeschwindigkeit: SiH₄ = 10 Norm-cm³/min
Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeiten: CH₄/SiH₄ = 30
Schichtbildungsgeschwindigkeit: 0,084 nm/s
Entladungsleistung: 0,18 W/cm²
Substrattemperatur: 250°C
Druck während der Reaktion: 0,67 mbar
SiH₄/He = 10 : 250
Durchflußgeschwindigkeit: SiH₄ = 10 Norm-cm³/min
Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeiten: CH₄/SiH₄ = 30
Schichtbildungsgeschwindigkeit: 0,084 nm/s
Entladungsleistung: 0,18 W/cm²
Substrattemperatur: 250°C
Druck während der Reaktion: 0,67 mbar
Nach den gleichen Verfahren und unter den gleichen
Bedingungen wie bei den Proben Nr. S4-1 bis S4-4, S5-1
bis S5-9, S6-1 bis S6-6 und S7-1 bis S7-9 der Beispiele
4 bis 7 wurden auf Al-Zylindern amorphe Schichten gebil
det. Dann wurden auf den einzelnen amorphen Schichten
nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen
Bedingungen wie in Beispiel 10 Oberflächensperrschichten
des Siliciumcarbidtyps gebildet, wobei 28 Proben (Proben
Nr. S11-1 bis S11-28) erhalten wurden. Alle Proben
wurden zur wiederholten Erzeugung von Tonerbildern
auf einzelnen, vorbestimmten Bildempfangspapieren dem
in Beispiel 1 beschriebenen Elektrofotografieverfahren
unterzogen, wobei auf allen Bildempfangspapieren Toner
bilder mit einer hohen Qualität und einer hohen Auflösung
erhalten werden konnten.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und
des Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter
verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die
einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich
ten gebildet werden, werden in Tabelle XIII gezeigt.
Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁:
3,5 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 80 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C(III)1: 80 Atom-ppm
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 1 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder
mit hoher Qualität erhalten werden konnten.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 2 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und
des Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter
verändert wurd 26930 00070 552 001000280000000200012000285912681900040 0002003243928 00004 26811en. Die allgemeinen Herstellungsbedingungen
werden in Tabelle XIV gezeigt.
In Tabelle XV werden die Ergebnisse der Bewertung der
einzelnen Proben gezeigt, wobei die Verteilungskonzentra
tionen des Bors C(III)1 in der oberen Zeile und die
Verteilungskonzentratioen des Stickstoffs C₁ in der
linken Spalte angegeben sind.
Die hergestellten Bilderzeugungselemente für elektrofoto
grafische Zwecke wurden einer Reihe von Verfahrens
schritten eines Elektrofotografieverfahrens unterzogen,
die aus einer Ladung, einer bildmäßigen Belichtung,
einer Entwicklung und einer Übertragung bestanden,
und bei den auf Bildempfangspapieren sichtbar gemachten
Bildern wurde eine Gesamtbewertung der Ergebnisse bezüg
lich Eigenschaften wie der Dichte, der Auflösung und der
Reproduzierbarkeit der Tonwertabstufung durchgeführt.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und
des Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter
verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die
einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich
ten gebildet werden, werden in Tabelle XVI gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 13 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder
mit hoher Qualität erhalten werden konnten.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 4 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und
des Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter
verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die
einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich
ten gebildet werden, Werden in Tabelle XVII gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 13 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder
mit hoher Qualität erhalten werden konnten.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 5 gezeigten Schichtaufbau gebil
det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des
Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter verändert
wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen
Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil
det werden, werden in Tabelle XVIII gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 13 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei die in Tabelle XIX gezeigten Bewertungen
erhalten wurden.
In Tabelle XVIII hat X(4) die folgende Bedeutung:
NS4-1 . . . 1×10-7
NS4-2 . . . 5×10-7
NS4-3 . . . 1×10-6
NS4-4 . . . 5×10-6
NS4-2 . . . 5×10-7
NS4-3 . . . 1×10-6
NS4-4 . . . 5×10-6
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 6 gezeigten Schichtaufbau gebil
det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des
Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter verändert
wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen
Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil
det werden, werden in Tabelle XX gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 13 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei die in Tabelle XIX gezeigten Bewertungen
erhalten wurden.
In Tabelle XX hat X(5) die folgende Bedeutung:
NS5-1 . . . 1×10-7
NS5-2 . . . 5×10-7
NS5-3 . . . 1×10-6
NS5-4 . . . 5×10-6
NS5-5 . . . 1×10-5
NS5-6 . . . 5×10-5
NS5-7 . . . 3×10-5
NS5-8 . . . 4×10-5
NS5-9 . . . 6×10-5
NS5-2 . . . 5×10-7
NS5-3 . . . 1×10-6
NS5-4 . . . 5×10-6
NS5-5 . . . 1×10-5
NS5-6 . . . 5×10-5
NS5-7 . . . 3×10-5
NS5-8 . . . 4×10-5
NS5-9 . . . 6×10-5
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 5 gezeigten Schichtaufbau gebil
det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des
Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter verändert
wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen
Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil
det werden, werden in Tabelle XXI gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 13 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei die in Tabelle XIX gezeigten Bewertungen
erhalten wurden.
In Tabelle XXI hat X(6) die folgende Bedeutung:
NS6-1 . . . 1×10-7
NS6-2 . . . 5×10-7
NS6-3 . . . 1×10-6
NS6-4 . . . 5×10-6
NS6-5 . . . 1×10-5
NS6-6 . . . 2×10-5
NS6-2 . . . 5×10-7
NS6-3 . . . 1×10-6
NS6-4 . . . 5×10-6
NS6-5 . . . 1×10-5
NS6-6 . . . 2×10-5
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 6 gezeigten Schichtaufbau gebil
det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des
Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter verändert
wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen
Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil
det werden, werden in Tabelle XXII gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 13 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei die in Tabelle XIX gezeigten Bewertungen
erhalten wurden.
In Tabelle XXII hat X(7) die folgende Bedeutung:
NS7-1 . . . 1×10-7
NS7-2 . . . 5×10-7
NS7-3 . . . 1×10-6
NS7-4 . . . 5×10-6
NS7-5 . . . 1×10-5
NS7-6 . . . 2×10-5
NS7-7 . . . 4×10-5
NS7-8 . . . 8×10-5
NS7-9 . . . 1×10-4
NS7-2 . . . 5×10-7
NS7-3 . . . 1×10-6
NS7-4 . . . 5×10-6
NS7-5 . . . 1×10-5
NS7-6 . . . 2×10-5
NS7-7 . . . 4×10-5
NS7-8 . . . 8×10-5
NS7-9 . . . 1×10-4
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 7 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Dicken des Schichtbereichs
(t₁, t₂) und des Schichtbereichs (t₂, t₃) als Parameter
verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die
einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich
ten gebildet werden, werden in Tabelle XXIII gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 13 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei die in Tabelle XXIV gezeigten Bewertungen
erhalten wurden.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 2 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und
des Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter
verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die
einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich
ten gebildet werden, werden in Tabelle XXV gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 13 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder
mit hoher Qualität erhalten werden konnten.
Auf Al-Zylindern wurden nach dem gleichen Verfahren
und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel
14 amorphe Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schicht
aufbau gebildet. Dann wurden auf den amorphen Schichten
unter den nachstehend gezeigten Bedingungen Oberflächen
Sperrschichten des Siliciumcarbidtyps gebildet. Die
auf diese Weise hergestellten Proben wurden wiederholt
dem in Beispiel 13 beschriebenen Elektrofotografieverfah
ren unterzogen, wobei übertragene Tonerbilder erhalten
wurden. Als Ergebnis wurde gefunden, daß auch das
millionste übertragene Tonerbild eine sehr hohe Qualität
hatte, die mit der Qualität des ersten übertragenen
Tonerbilds vergleichbar war.
Eingesetzte Gase: CH₄
SiH₄/He = 10 : 250
Durchflußgeschwindigkeit: SiH₄ = 10 Norm-cm³/min
Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeiten: CH₄/SiH₄ = 30
Schichtbildungsgeschwindigkeit: 0,084 nm/s
Entladungsleistung: 0,18 W/cm²
Substrattemperatur: 250°C
Druck während der Reaktion: 0,67 mbar
SiH₄/He = 10 : 250
Durchflußgeschwindigkeit: SiH₄ = 10 Norm-cm³/min
Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeiten: CH₄/SiH₄ = 30
Schichtbildungsgeschwindigkeit: 0,084 nm/s
Entladungsleistung: 0,18 W/cm²
Substrattemperatur: 250°C
Druck während der Reaktion: 0,67 mbar
Nach den gleichen Verfahren und unter den gleichen
Bedingungen wie bei den Proben Nr. NS4-1 bis NS4-4, NS5-1
bis NS5-9, NS6-1 bis NS6-6 und NS7-1 bis NS7-9 der Beispiele
16 bis 19 wurden auf Al-Zylindern amorphe Schichten gebil
det. Dann wurden auf den einzelnen amorphen Schichten
nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen
Bedingungen wie in Beispiel 22 Oberflächensperrschichten
des Siliciumcarbidtyps gebildet, wobei 28 Proben (Proben
Nr. NS11-1 bis NS11-28) erhalten wurden. Alle Proben
wurden zur wiederholten Erzeugung von Tonerbildern
auf einzelnen, vorbestimmten Bildempfangspapieren dem
in Beispiel 13 beschriebenen Elektrofotografieverfahren
unterzogen, wobei auf allen Bildempfangspapieren Toner
bilder mit einer hohen Qualität und einer hohen Auflösung
erhalten werden konnten.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und
des Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter
verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die
einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich
ten gebildet werden, werden in Tabelle XXVI gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 13 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder
mit hoher Qualität erhalten werden konnten.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 2 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und
des Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter
verändert wurden. Die allgemeinen Herstellungsbedingungen
werden in Tabelle XXVII gezeigt.
In Tabelle XXVIII werden die Ergebnisse der Bewertung der
einzelnen Proben gezeigt, wobei die Verteilungskonzentra
tionen des Bors C(III)1 in der oberen Zeile und die
Verteilungskonzentrationen des Kohlenstoffs C₁ in der
linken Spalte angegeben sind.
Die hergestellten Bilderzeugungselemente für elektrofoto
grafische Zwecke wurden einer Reihe von Verfahrens
schritten eines Elektrofotografieverfahrens unterzogen,
die aus einer Ladung, einer bildmäßigen Belichtung,
einer Entwicklung und einer Übertragung bestanden,
und bei den auf Bildempfangspapieren sichtbar gemachten
Bildern wurde eine Gesamtbewertung der Ergebnisse bezüg
lich Eigenschaften wie der Dichte, der Auflösung und der
Reproduzierbarkeit der Tonwertabstufung durchgeführt.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und
des Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter
verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die
einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich
ten gebildet werden, werden in Tabelle XXIX gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 25 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder
mit hoher Qualität erhalten werden konnten.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 4 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und
des Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter
verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die
einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich
ten gebildet werden, werden in Tabelle XXX gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 25 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder
mit hoher Qualität erhalten werden konnten.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 5 gezeigten Schichtaufbau gebil
det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des
Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter verändert
wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen
Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil
det werden, werden in Tabelle XXXI gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 25 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei die in Tabelle XXXII gezeigten Bewertungen
erhalten wurden.
In Tabelle XXXII hat X(4) die folgende Bedeutung:
CS4-1 . . . 1×10-7
CS4-2 . . . 5×10-7
CS4-3 . . . 1×10-6
CS4-4 . . . 5×10-6
CS4-2 . . . 5×10-7
CS4-3 . . . 1×10-6
CS4-4 . . . 5×10-6
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 6 gezeigten Schichtaufbau gebil
det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des
Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter verändert
wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen
Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil
det werden, werden in Tabelle XXXIII gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 25 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei die in Tabelle XXXII gezeigten Bewertungen
erhalten wurden.
In Tabelle XXXIII hat X(5) die folgende Bedeutung:
CS5-1 . . . 1×10-7
CS5-2 . . . 5×10-7
CS5-3 . . . 1×10-6
CS5-4 . . . 5×10-6
CS5-5 . . . 1×10-5
CS5-6 . . . 2×10-5
CS5-7 . . . 3×10-5
CS5-8 . . . 4×10-5
CS5-9 . . . 6×10-5
CS5-2 . . . 5×10-7
CS5-3 . . . 1×10-6
CS5-4 . . . 5×10-6
CS5-5 . . . 1×10-5
CS5-6 . . . 2×10-5
CS5-7 . . . 3×10-5
CS5-8 . . . 4×10-5
CS5-9 . . . 6×10-5
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 5 gezeigten Schichtaufbau gebil
det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des
Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter verändert
wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen
Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil
det werden, werden in Tabelle XXXIV gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 25 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei die in Tabelle XXXII gezeigten Bewertungen
erhalten wurden.
In Tabelle XXXIV hat X(6) die folgende Bedeutung:
CS6-1 . . . 1×10-7
CS6-2 . . . 5×10-7
CS6-3 . . . 1×10-6
CS6-4 . . . 5×10-6
CS6-5 . . . 1×10-5
CS6-6 . . . 2×10-5
CS6-2 . . . 5×10-7
CS6-3 . . . 1×10-6
CS6-4 . . . 5×10-6
CS6-5 . . . 1×10-5
CS6-6 . . . 2×10-5
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 6 gezeigten Schichtaufbau gebil
det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des
Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter verändert
wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen
Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil
det werden, werden in Tabelle XXXV gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 25 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei die in Tabelle XXXII gezeigten Bewertungen
erhalten wurden.
In Tabelle XXXV hat X(7) die folgende Bedeutung:
CS7-1 . . . 1×10-7
C57-2 . . . 5×10-7
CS7-3 . . . 1×10-6
CS7-4 . . . 5×10-6
CS7-5 . . . 1×10-5
CS7-6 . . . 2×10-5
CS7-7 . . . 4×10-5
CS7-8 . . . 8×10-5
CS7-9 . . . 1×10-4
C57-2 . . . 5×10-7
CS7-3 . . . 1×10-6
CS7-4 . . . 5×10-6
CS7-5 . . . 1×10-5
CS7-6 . . . 2×10-5
CS7-7 . . . 4×10-5
CS7-8 . . . 8×10-5
CS7-9 . . . 1×10-4
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 7 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Dicken des Schichtbereichs
(ts, t₁) und des Schichtbereichs (t₁, t₂) als Parameter
verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die
einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich
ten gebildet werden, werden in Tabelle XXXVI gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 25 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei die in Tabelle XXXVII gezeigten Bewertungen
erhalten wurden.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 2 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und
des Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter
verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die
einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich
ten gebildet werden, werden in Tabelle XXXVIII gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 25 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder
mit hoher Qualität erhalten werden konnten.
Auf Al-Zylindern wurden nach dem gleichen Verfahren
und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel
26 amorphe Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schicht
aufbau gebildet. Dann wurden auf den amorphen Schichten
unter den nachstehend gezeigten Bedingungen Oberflächen
sperrschichten des Siliciumcarbidtyps gebildet. Die
auf diese Weise hergestellten Proben wurden wiederholt
dem in Beispiel 25 beschriebenen Elektrofotografieverfah
ren unterzogen, wobei übertragene Tonerbilder erhalten
wurden. Als Ergebnis wurde gefunden, daß auch das
millionste übertragene Tonerbild eine sehr hohe Qualität
hatte, die mit der Qualität des ersten übertragenen
Tonerbilds vergleichbar war.
Eingesetzte Gase: CH₄
SiH₄/He = 10 : 250
Durchflußgeschwindigkeit: SiH₄ = 10 Norm-cm³/min
Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeiten: CH₄/SiH₄ = 30
Schichtbildungsgeschwindigkeit: 0,084 nm/s
Entladungsleistung: 0,18 W/cm²
Substrattemperatur 250°C
Druck während der Reaktion: 0,67 mbar
SiH₄/He = 10 : 250
Durchflußgeschwindigkeit: SiH₄ = 10 Norm-cm³/min
Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeiten: CH₄/SiH₄ = 30
Schichtbildungsgeschwindigkeit: 0,084 nm/s
Entladungsleistung: 0,18 W/cm²
Substrattemperatur 250°C
Druck während der Reaktion: 0,67 mbar
Nach den gleichen Verfahren und unter den gleichen
Bedingungen wie bei den Proben Nr. CS4-1 bis CS4-4, CS5-1
bis CS5-9, CS6-1 bis CS6-6 und CS7-1 bis CS7-9 der Beispiele
28 bis 31 wurden auf Al-Zylindern amorphe Schichten gebil
det. Dann wurden auf den einzelnen amorphen Schichten
nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen
Bedingungen wie in Beispiel 34 Oberflächensperrschichten
des Siliciumcarbidtyps gebildet, wobei 28 Proben (Proben
Nr. CS11-1 bis CS11-28) erhalten wurden. Alle Proben
wurden zur wiederholten Erzeugung von Tonerbildern
auf einzelnen, vorbestimmten Bildempfangspapieren dem
in Beispiel 25 beschriebenen Elektrofotografieverfahren
unterzogen, wobei auf allen Bildempfangspapieren Toner
bilder mit einer hohen Qualität und einer hohen Auflösung
erhalten werden konnten.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels
der in Fig. 8 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe
Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schichtaufbau
gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und
des Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter
verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die
einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich
ten gebildet werden, werden in Tabelle XXXIX gezeigt.
Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs
papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie
verfahrens wie in Beispiel 25 wiederholt Tonerbilder
erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder
mit hoher Qualität erhalten werden konnten.
Claims (19)
1. Fotoleitfähiges Element mit einem Träger und einer amor
phen, fotoleitfähigen Schicht, die aus einem amorphen Material
gebildet ist, das Siliciumatome als Matrix und mindestens
eine aus Sauerstoffatomen, Kohlenstoffatomen und Stickstoff
atomen ausgewählte Atomart und Atome eines zu der Gruppe III
des Periodensystems gehörenden Elements als am Aufbau betei
ligte Atome enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe
Schicht
- - einen ersten Schichtbereich (103), in dem die minde stens aus Sauerstoffatomen, Kohlenstoffatomen und Stickstoff atomen ausgewählte Atomart als am Aufbau beteiligte Atome der art verteilt ist, daß ihre Konzentration in Richtung auf den Träger (101) höher ist, und
- - einen zweiten Schichtbereich (104) aufweist, in dem die Atome des zu der Gruppe III des Periodensystems gehörenden Elements als am Aufbau beteiligte Atome derart verteilt sind, daß ihre Konzentration in Richtung auf den Träger (101) höher ist.
2. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der erste Schichtbereich (103) und der zweite
Schichtbereich (104) mindestens einen Teil von sich gemeinsam
haben.
3. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der erste Schichtbereich (103) und der zweite
Schichtbereich (104) im wesentlichen den gleichen Schichtbe
reich bilden.
4. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der zweite Schichtbereich (104) im Inneren des
ersten Schichtbereichs (103) vorliegt.
5. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der erste Schichtbereich (103) im wesentlichen
den gesamten Schichtbereich der amorphen Schicht einnimmt.
6. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der zweite Schichtbereich (104) im wesentlichen
den gesamten Schichtbereich der amorphen Schicht einnimmt.
7. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß in dem ersten Schichtbereich (103) Sauerstoff
atome und Stickstoffatome enthalten sind.
8. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß in dem ersten schichtbereich (103) Sauerstoff
atome und Kohlenstoffatome enthalten sind.
9. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß in dem ersten Schichtbereich (103) Kohlenstoff
atome und Stickstoffatome enthalten sind.
10. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß in dem ersten Schichtbereich (103) Sauer
stoffatome, Stickstoffatome und Kohlenstoffatome enthalten
sind.
11. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß in der amorphen Schicht Wasserstoffatome
enthalten sind.
12. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß in der amorphen Schicht Halogenatome enthal
ten sind.
13. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß in der amorphen Schicht Wasserstoffatome und
Halogenatome enthalten sind.
14. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß es außerdem auf der amorphen Schicht eine
Oberflächensperrschicht aufweist.
15. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Oberflächensperrschicht aus einem amor
phen Material besteht, das Siliciumatome als Matrix sowie Koh
lenstoffatome und/oder Stickstoffatome enthält.
16. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Oberflächensperrschicht zusätzlich Was
serstoffatome enthält.
17. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Oberflächensperrschicht außerdem Halo
genatome enthält.
18. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß es außerdem eine aus einem elektrisch iso
lierenden Metalloxid gebildete weitere Oberflächenschicht auf
weist.
19. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß es außerdem eine aus einer elektrisch iso
lierenden, organischen Verbindung gebildete weitere Oberflä
chenschicht aufweist.
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JP56194293A JPS5895876A (ja) | 1981-12-01 | 1981-12-01 | 光導電部材 |
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