DE3411475A1 - Lichtempfangendes aufzeichnungselement - Google Patents
Lichtempfangendes aufzeichnungselementInfo
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- DE3411475A1 DE3411475A1 DE19843411475 DE3411475A DE3411475A1 DE 3411475 A1 DE3411475 A1 DE 3411475A1 DE 19843411475 DE19843411475 DE 19843411475 DE 3411475 A DE3411475 A DE 3411475A DE 3411475 A1 DE3411475 A1 DE 3411475A1
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Description
20 Die Erfindung betriff.t ein lichtempfangendes Aufzeichnungselement,
das auf elektromagnetische Wellen wie Licht, worunter im weitesten Sinne UV-Strahlen, sichtbares
Licht, IR-Strahlen, Röntgenstrahlen und V-Strahlen
zu verstehen sind, anspricht bzw. gegenüber elektro-
25 magnetischen Wellen empfindlich ist.
Fotoleitfähige Materialien, aus denen Bilderzeugungselemente
für elektrofotografische Zwecke in Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen bzw. -Bildabtastvorrichtungen
30 oder auf dem Gebiet der Bilderzeugung-oder lichtempfangende
Schichten in Manuskript-Lesevorrichtungen gebildet werden, müssen eine hohe Empfindlichkeit, ein hohes
S/N-Verhältnis [Fotostrom (I )/Dunkelstrom (1^)J ,
bzw. einen hohen Störabstand, Spektraleigenschaften,
35 die an die elektromagnetischen Wellen, mit denen bestrahlt werden soll, angepaßt sind, ein schnelles An-
B/13
Drosdnnr Bank (München) KIo. 3939
Bayer. Vereinsbank (München) KIo. SOB
Posischeck (München) KIo. B70-43-B0<l
- 5 - DE 380Ü
sprechen auf Licht bzw. eine gute lichtelektrische Empfindlichkeit und einen gewünschten Wert des Dunkelwiderstandes
haben und dürfen während der Anwendung nicht gesundheitsschädlich sein. Außerdem ist es bei
einer. Festkörper-Bildabtastvorrichtung auch notwendig, daß das Restbild innerhalb einer festgelegten Zeit
leicht behandelt bzw. beseitigt werden kann. Im Fall eines Bilderzeugungselements für elektrofotografische
Zwecke, das in eine für die Anwendung in einem Büro als Büromaschine vorgesehene, elektrofotografische
Vorrichtung eingebaut werden soll, ist es besonders wichtig, daß das Bilderzeugungselement nicht gesundheitsschädlich
ist.
Von dem vorstehend erwähnten Gesichtspunkt aus hat· amorphes Silicium (nachstehend als a-Si bezeichnet)
in neuerer Zeit als fotoleitfähiges Material Beachtung gefunden. Beispielsweise sind aus der DE-A 2746967
und der DE-A 2855718 Anwendungen von a-Si für den Einsatz in Bilderzeugungselementen für elektrofotografische
Zwecke bekannt, und aus der DE-A 2933411 ist eine Anwendung von a-Si für den Einsatz in einer Lesevorrichtung
mit fotoelektrischer Wandlung bekannt.
Unter den gegenwärtigen Umständen sind jedoch bei den bekannten lichtempfangenden Aufzeichnungselementen
mit aus a-Si " gebildeten lichtempfangenden Schichten hinsichtlich der Ausgewogenheit der Gesamteigenschaften,
wozu elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschäften wie der Dunkelwiderstandswert,.die Lichtempfindlichkeit
und das Ansprechen auf Licht sowie Eigenschaften bezüglich des Einflusses von Umgebungsbedingungen
während der' Anwendung wie die Feuchtigkeitsbeständigkeit und des weiteren die Beständigkeit mit dem Verlauf
der Zeit gehören, weitere Verbesserungen erforderlich.
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Beispielsweise wird im Fall der Anwendung des vorstehend erwähnten lichtempfangenden Aufzeichnungselements
in einem Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke, oft beobachtet, daß während seiner Anwendung
ein Restpotential verbleibt, wenn gleichzeitig Verbesserungen hinsichtlich der Erzielung einer höheren Lichtempfindlichkeit
und eines höheren Dunkelwiderstandes angestrebt werden. Wenn ein solches lichtempfangendes
Aufzeichnungselernent über eine lange Zeit wiederholt
verwendet wird, werden verschiedene Schwierigkeiten, beispielsweise eine Anhäufung von Ermüdungserscheinungen
durch wiederholte Anwendungen oder die sogenannte
Geisterbild-Erscheinung, wobei Restbilder erzeugt werden, hervorgerufen.
Geisterbild-Erscheinung, wobei Restbilder erzeugt werden, hervorgerufen.
Ferner wurde bei einer Vielzahl von durch di$ Erfinder
durchgeführten Versuchen zwar festgestellt, daß a-Si als Material für die Bildung der lichtempfangenden
Schicht eines Bilderzeugungselements für elektrofotografische Zwecke im Vergleich mit bekannten ano'rganisehen
fotoleitfähigen Materialien wie z. B. Se, CdS oder ZnO oder mit bekannten organischen, fotoleitfähigen
Materialien wie z. B. Polyvinylcarbazol oder Trinitrofluorenon eine Anzahl von Vorteilen aufweist, jedoch
wurde auch festgestellt, daß bei a-Si noch Probleme gelöst werden müssen. Wenn die lichtempfangende Schicht
eines Bilderzeügungselements für elektrofotografische Zwecke mit einem aus einer a-Si-Monoschicht gebildeten,
lichtempfangenden Aufzeichnungselement, dem Eigenschaften
gegeben worden sind, die es für die Anwendung in einer bekannten Solarzelle geeignet machen, einer Ladungsbehandlung
zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungsbildern unterzogen wird, ist nämlich die Dunkelabschwächung
bzw. der Dunkelabfall auffällig schnell, weshalb es schwierig ist, ein übliches elektrofotografisches
- 7 - DE .3806
Verfahren anzuwenden. Außerdem ist diese Neigung unter einer feuchten Atmosphäre noch stärker ausgeprägt,
und zwar in manchen Fällen in einem solchen Ausmaß, daß vor der Entwicklungszeit überhaupt keine Ladung
aufrechterhalten wird.
a-Si-Materialien können ferner als am Aufbau beteiligte
Atome Wasserstoffatome oder Halogenatome wie Fluoratome oder Chloratome zur Verbesserung ihrer elektrischen
und Fotoleitfähigkeitseigenschaften, Atome wie Bor- oder Phosphoratome zur Regulierung des Typs
der elektrischen Leitung sowie 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 Problemebezüglich der elektrischen oder Fotoleitfähigkeitseigenschaften
der gebildeten Schicht verursacht werden.
Besonders an der Grenzfläche zwischen den aneinander angrenzenden Schichten besteht die Neigung, daß beim
Fertigungsverfahren in Abhängigkeit von den Gehalten und der Verteilungsweise der enthaltenen Atome freie
Bindungen erzeugt werden, und es besteht auch die Neigung daß in Energiebändern komplizierte Krümmungen auftreten.
Aus diesem Grund werden die Probleme des Verhaltens der Ladungen oder der Stabilität der Struktur sehr
wichtig, und eine Regulierung dieses Teils bzw. Abschnitts ist nicht selten ein Schlüssel für die Erzielung
eines .lichtempfangenden Aufzeichnungselements, das seine Funktion in der gewünschten Weise, erfüllt.
Ferner werden in vielen Fällen verschiedene Probleme hervorgerufen, wenn ein lichtempfangendes Aufzeichnungselement vom a-Si-Typ nach einem allgemein bekannten
Verfahren hergestellt wird. Beispielsweise kann wegen
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* der ungenügenden Lebensdauer der Fototräger, die durch
Belichtung der gebildeten lichtempfangenden Schicht überall in dieser Schicht erzeugt werden, keine ausreichendeBi.lddichte
erhalten werden, oder es besteht die Neigung, daß das Bild unklar bzw. unscharf ist,
weil überschüssige Fototräger, die in der Nähe der lichtempfangenden Schicht erzeugt werden, in seitlicher
Richtung fließen. Ferner führt es zu einem Problem, wenn die Injektion von Ladungen von der Seite des Substrats
nicht in ausreichendem Maße verhindert wird. Infolgedessen muß, während einerseits eine Verbesserung
der Eigenschaften des a-Si-Materials für sich angestrebt
wird, bei der Gestaltung des lichtempfangenden Aufzeichnungselements
andererseits auch eine Erzielung der vorstehend erwähnten, erwünschten elektrischen und
optischen Eigenschaften angestrebt werden.
Im Hinblick auf die Lösung der vorstehend erwähnten Probleme wurden erfindungsgemäß ausgedehnte Untersuchungen
hinsichtlich der· Anwendbarkeit und Brauchbarkeit von a-Si als, fotoleitfähiges Material für die lichtempfangende
Schicht von elektrofotografischen Bilderzeugungselementen
, Festkörper-Bildabtastvorrichtungen, Lesevorrichtungen usw. durchgeführt. Als Ergebnis dieser
Untersuchungen wurde nun gefunden, daß ein lichtempfangendes
Aufzeichnungselement mit einem Schichtaufbau aus einer Fotoleitfähigkeit zeigenden, lichtempfangenden
Schicht, die aus a-Si, insbesondere aus sogenanntem hydriertem, amorphem Silicium oder halogenhaltigern,
hydriertem amorphem Silicium, einem amorphen· Material,
das in einer Matrix aus Siliciumatomen Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält, £ nachstehend
als a-Si(H,X) bezeichnet]! , besteht, nicht nur für die praktische Anwendung außerordentlich gute Eigenschaften
zeigt, sondern auch den bekannten lichtempfangenden Aufzeichnungselementen im wesentlichen in jeder
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Hinsicht überlegen ist und insbesondere im Fall der Anwendung als lichtempfangendes Aufzeichnungselement
für elektrofotografische Zwecke besonders hervorragende
Eigenschaften hat, wenn dieses lichtempfangende Auf-Zeichnungselement
bei seiner Herstellung so gestaltet wird, daß es eine besondere Struktur hat, wie sie nachstehend
beschrieben wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein lichtempfangendes Aufzeichnungselement zur Verfügung zu stellen, mit
dem leicht Bilder hoher Qualität, die eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und eine hohe Auflösung zeigen
und frei von Bildfehlern und Bildfließen sind, erzeugt werden können.
' Ferner soll durch die Erfindung ein lichtempfangendes
Aufzeichnungselement mit elektrischen, optischen und Fotoleitfähigkeitseigenschaften, die in konstanter
Weise stabil sind und faktisch keine Abhängigkeit von der Umgebung zeigen,, in der das Aufzeichnungselement
verwendet wird, so daß das Aufzeichnungselement für
alle Umgebungen geeignet ist, zur Verfügung gestellt werden, das eine sehr gute Beständigkeit gegenüber
der Licht-Ermüdung zeigt und auch eine hervorragende Haltbarkeit hat, ohne daß bei wiederholter Verwendung
eine Verschlechterungserscheinung hervorgerufen wird,
und kein oder im wesentlichen kein beobachtetes Restpotential zeigt.
Durch die Erfindung soll auch ein lichtempfangendes Aufzeichnungselement zur Verfügung gestellt werden,
das ausgezeichnete elektrofotografische Eigenschaften
hat und während einer zur Erzeugung elektrostatischer
__ Ladungen durchgeführten Ladungsbehandlung in einem
ob
Ausmaß, das dazu ausreicht, daß mit dem lichternpTankenden
Auf zeichnungse lement im Fall seiner Anwendung air.
Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke
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* ein übliches Elektrofotografieverfahren sehr wirksam
angewandt werden kann, zum Tragen bzw. Festhalten von Ladungen imstande ist.
Ferner soll durch die Erfindung ein lichtempfangendes
Aufzeichnungselement mit einer hohen Lichtempfindlich-■
keit, einem hohen S/N-Verhältnis und einem guten elektrischen Kontakt zwischen den laminierten Schichten zur
Verfugung gestellt werden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein lichtempfangendes Aufzeichnungselement mit den im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen·
lichtempfangenden Aufzeichnungselements werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert.
Fig. 1, Fig. 3 und F.ig. 4 zeigen jeweils eine schematische Schnittansicht, die zur Erläuterung des Schichtaufbaus
des erfindungsgemäßen lichtempfangenden Aufzeichnungselements dient.
Fig. 2A bis 21 und 5A bis 5T zeigen jeweils eine schematische
Darstellung der Tiefenprofile der Stickstoffatome und der Atome der Gruppe III des Periodensystems in
der ersten Schicht des erfindungsgemäßen lichtempfangenden Aufzeichnungselements.
.
Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung . für die Herstellung des lichtempfangenden Aufzeichnungselements nach dem· Glimmen
ti adungs-Zer set zungs verfahren.
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* Fig. 7 bis 18 sind jeweils Darstellungen, die das Analysenergebnis
des Tiefenprofils der am Aufbau beteiligten Atome in der lichtempfangenden Schicht in Beispielen
der Erfindung zeigen.
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Fig. 1 und Fig. 2A bis 21 zeigen jeweils einen schematischen
Schnitt, der zur Erläuterung des Schichtaufbaus einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
lichtempfangenden Aufzeichnungselements dient.
Das in Fig. 1 gezeigte lichtempfangende Aufzeichnungselement 100 besteht aus einer Fotoleitfähigkeit zeigenden
lichtempfangenden Schicht 102, die im wesentlichen aus a-Si(H,X) zusammengesetzt ist und auf einem Substrat
101 für das lichtempfangende Aufzeichnungselement ausge-' bildet ist, wobei die lichtempfangende Schicht . 102
von der Seite des vorstehend erwähnten Substrats 101 aus gesehen in eine untere Schicht 103 ( einen ersten
Schichtbereich) . und eine obere Schicht . 104 (einen zweiten Schichtbereich.) aufgeteilt ist.
Die in der lichtempfangenden Schicht enthaltenen Atome
der Gruppe III des Periodensystems nehmen ein Tiefenprofil an, das in der zu der Oberfläche des Substrats
parallelen Richtung gleichmäßig ist, während das Tiefenprofil der Atome der Gruppe III in Richtung der Schichtdicke
ungleichmäßig gestaltet ist, wie es in Fig. 2A bis 21 gezeigt wird. (Die Ordinatenachse gibt den Abstand
von der Oberfläche des Substrats an, während die Abszissenachse das Tiefenprofil angibt, ,das durch
die Atomkonzentration der Atome der Gruppe III des Periodensystems, die durch Boratome vertreten werden,
ausgedrückt wird). Die untere Schicht 103 besteht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform aus einem
Schichtbereich A, der sich an der Seite, die dem Substrat
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101 zugewandt ist, befindet und die Atome der Gruppe
III des Periodensystems in einer relativ höheren Konzentration enthält, und einem Schichtbereich B, der sich
an der Seite, die der oberen Schicht 104 zugewandt ist, befindet und die Atome der Gruppe III in einer
niedrigeren Konzentration enthält. Sowohl in dem Schichtbereich A als auch in dem Schichtbereich B kann das
Tiefenprofil der Atome der Gruppe III entweder gleichmäßig
oder ungleichmäßig .sein. Alternativ kann die Konzentration der Atome der Gruppe III in beiden dieser
Schichtbereiche so verteilt sein, daß sie in Richtung auf die obere Schicht 104 abnimmt.·
Der Schichtbereich A kann eine Dicke haben, die geeigneterweise 2,0 nm bis 20 pm, vorzugsweise 3,0 nm bis'
15 jam und insbesondere 4,0 nm bis 10 jam beträgt. Der
Gehalt der Atome der Gruppe III des Periodensystems innerhalb dieses Schichtbereichs A kann geeigneterweise
4 4
30 bis 5 χ 10 Atom-ppm, vorzugsweise 50 bis 5 χ 10
3 Atom-ppm und insbesondere 100 bis 5 χ 10 Atom-ppm
betragen. Wenn die Atome der Gruppe III des Periodensystems innerhalb des Schichtbereichs A in der Weise
enthalten sind, daß sie in der Richtung der Schichtdicke ein ungleichmäßiges Tiefenprofil annehmen, sollte
die maximale Konzentration der Atome der Gruppe III in dem Schichtbereich A geeigneterweise 80 bis 1 χ 10
Atom-ppm, vorzugsweise 100 bis 5 χ 10 Atom-ppm und insbesondere 150 bis 1 χ 10 Atom-ppm betragen.
Der Schichtbereich B sollte eine Dicke'haben, die geeigneterweise
1 bis 100 pm, vorzugsweise 1 bis 80 μπ\ und
insbesondere 2 bis 50 pm beträgt. Die Atome der Gruppe III des Periodensystems, die in dem erwähnten Schichtbereich
B enthalten sind, nehmen geeigneterweise sowohl in der zu der- Substratoberfläche parallelen Richtung
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als auch in der Schichtdickenrichtung eine Verteilung mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Konzentration
an. Die Konzentration der in dem erwähnten Schichtbereich B enthaltenen Atome der Gruppe III sollte geeigneterweise
niedriger sein als die Konzentration der Atome der Gruppe III in dem Schichtbereich A. Ferner
sollten sie in dem Schichtbereich B in einer Konzentration enthalten sein, die niedriger ist als die Konzentration der Atome der Gruppe III in der oberen Schicht
3 104 und geeigneterweise 0,01 bis 1 χ 10 Atom-ppm,
2
vorzugsweise 0,5 bis 3 χ 10 Atom-ppm und insbesondere 1 bis 100 Atom-ppm beträgt.
vorzugsweise 0,5 bis 3 χ 10 Atom-ppm und insbesondere 1 bis 100 Atom-ppm beträgt.
Die in der oberen Schicht 104 enthaltenen Atome der Gruppe III des Periodensystems nehmen in der zu der·
Substratoberfläche parallelen Richtung eine Verteilung mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Konzentration
an. Die Dicke der erwähnten oberen Schicht in der Schichtdickenrichtung kann geeigneterweise 2,0 nm bis
15 pm, vorzugsweise 3,0 nm bis 10 jum und insbesondere 4,0 nm bis 5 pm betragen. Die Konzentration der Atome
der Gruppe III des Periodensystems in der erwähnten oberen Schicht 104 sollte geeigneterweise 0,01 bis
1 χ 10 Atom-ppm, vorzugsweise ;0,5 bis 5 χ 10 Atomppm und insbesondere 1 bis 1 χ 10 Atom-ppm betragen.
Andererseits nehmen die in der oberen Schicht 104 enthaltenen Stickstoffatome in der zu der Substratoberfläche
parallelen Richtung eine Verteilung mit einer im wesentlichen gleichmäßigen -Konzentration an,
jedoch kann das Tiefenprofil in der Schichtdickenrichtung entweder gleichmäßig sein oder derart sein, daß
die Verteilungskonzentration in Richtung auf die freie Oberfläche der lichtempfangenden Schicht ansteigt.
Der Anstieg der Verteilungskonzentration in Richtung
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auf die freie Oberfläche kann entweder kontinuierlich sein oder stufenweise verlaufen, wie es in Fig. 2A
bis 21 gezeigt wird (wobei der Konzentrationsmaßstab an der Abszissenachse nicht der gleiche ist wie im
Fall der Boratome). Der Abschnitt in der Nähe der Seite der freien Oberfläche, der die maximale Verteilungskonzentration
der ' Stickstoffatome enthält, kann in der Schichtdickenrichtung eine bestimmte Länge haben, wie
es typischerweise in Fig. 2C gezeigt wird, oder er kann alternativ nur in Form eines Punktes vorliegen,
wie es in Fig. 2A gezeigt wird. Wenn Stickstoffatome
in der oberen Schicht 104 in einer ungleichmäßigen Verteilung enthalten sind, sollte die Verteilungskonzentration
der Stickstoffatome in der erwähnten oberen Schicht 104 in dem Abschnitt, in dem die Verteilungskonzen-·
trätion den maximalen Wert hat, nämlich an der Seite der freien Oberfläche der lichtempfangenden Schicht
104, geeigneterweise 0,1 bis 57 Atom-%, vorzugsweise 1 bis 57 Atom-% und insbesondere 5 bis 57 Atom-% betragen,
während die Verteilungskonzentration der Stickstoffatome in dem Abschnitt, in dem sie den minimalen Wert hat,
nämlich in dem Grenzbereich, der mit der unteren Schicht 103 in Berührung ist, oder in der Nähe dieser Grenze,
geeigneterweise 0 bis 35 Atom-%, vorzugsweise 0 bis 30 Atom-% und insbesondere 0 bis 25 Atom-% beträgt.
Es kann angenommen werden, daß das erfindungsgemäße lichtempfangende Aufzeichnungselement, dessen lichtempfangende
Schicht so ausgebildet ist, daß die Konzentrationen der Stickstoffatome und der· Atome der Gruppe
III des Periodensystems in der Schichtdickenrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise verteilt sind,
de.shalb sichtbare Bilder mit hoher Qualität, die eine besonders hohe Bilddichte haben, selbst unter einer
hohen Belichtungsdosis, die auf das Bild auftrifft,
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frei von einem Bild fließen sind und einen klaren HaIbton
und eine hohe Auflösung haben, erzeugen kann, wenn es als Bilderzeugungselement für elektrofotografische
Zwecke- angewandt wird, weil ein sehr gutes Ladungsauf-δ nahmevermögen erzielt wird, das auf die Wirkung einer
Erhöhung des Widerstandes der lichtempfangenden Schicht durch die enthaltenen Stickstoffatome zurückzuführen
ist, weil eine Erweiterung der Lücke des Energiebandes in dem Oberflächenabschnitt .der lichtempfangenden Schicht
oder in der Nähe der Oberfläche, wo die Konzentration der Stickstoffatome hoch ist, erzielt wird, weil eine
Ladungsinjektion von der Substratseite dadurch verhindert wird, daß die Atome der Gruppe III in dem Schichtbereich
.an der Substratseite in höherer Konzentration eingebaut sind und weil der Widerstand der lichternpfan-'
genden Schicht erhöht ist. Im einzelnen bewegen sich, wenn an dem oberen Schichtbereich der lichtempfangenden
Schicht eine Schicht-Grenzfläche vorhanden ist, Ladungsträger, die hierin in übermäßiger Weise erzeugt
werden, beim Anlegen .eines elektrischen Feldes überall hin und löschen Ladungen im dunklen Bereich, wodurch ein
Bildfließen aufzutreten scheint. Im Gegensatz dazu wird . die Aktivierungsenergie für die Erzeugung von
Ladungsträgern aufgrund der vorstehend beschriebenen, erweiterten Bandlücke in der erfindungsgemäßen lichtempfangenden
Schicht selbst in dem Fall größer, wenn in dem Energieband an der Schichtgrenzfläche eine komplizierte
Krümmung auftritt, was dazu führt, daß eine Erzeugung von Ladungsträgern nicht leicht eintritt.
Der Grund dafür, daß die Atome der Gruppe III des Periodensystems in dem Schichtbereich B in der unteren Schicht
in einer niedrigen Konzentration enthalten sind, besteht darin, daß durch eine Erhöhung des Widerstandes
des Schichtbereichs B eine Erhöhung des Ladungsaufnahme-Vermögens erwartet werden kann, wodurch eine höhere
Bilddichte erwartet werden kann und ferner durch Erhöhung
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der Beweglichkeit der Ladungen eine höhere Empfindlichkeit
erwartet werden kann. Die Atome der Gruppe III des Periodensystems sind in der oberen Schicht enthalten,
um die erhöhte Menge der als Donator wirkenden Stickstoffatome,
die durch die Erhöhung der Konzentration der Stickstoffatome in der oberen Schicht eintritt,
zu kompensieren. Ferner kann, obwohl dies nicht bestätigt wurde, dadurch, daß überall in der gesamten Schicht,
wenn auch mit verschiedenen^ zugegebenen Konzentrationen, Atome der Gruppe III eingebaut werden, eine Integrität
der lichtempfangenden Schicht erwartet werden, und es wird angenommen, daß dies auch auf eine Verhinderung
des Bildfließens wirksam einwirkt.
Zu den Halogenatomen (X), die im Rahmen der Erfindung"
in der lichtempfangenden Schicht enthalten sein können, können Fluor-, Chlor-, Brom- und Jodatome gehören,
wobei Chloratome und vor allen Fluoratome besonders bevorzugt werden.
Zu den Atomen der Gruppe III des Periodensystems, die in der lichtempfangenden Schicht 102 enthalten sind,
können Bor-, Aluminium-, Gallium-, Indium- und Thalliumatome, wobei Boratome besonders bevorzugt werden gehören.
Das erfindungsgemäß zu verwendende Substrat kann entweder elektrisch leitend oder isolierend sein. Als Beispiele
für elektrisch leitende Materialien können Metalle wie z. B. NiCr, nichtrostender Stahl, Al, Cr,
Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt und Pd oder-Legierungen davon
erwähnt werden.
Als isolierende Substrate können üblicherweise Folien oder Platten aus Kunstharzen, wozu Polyester, Polyethylen,
Polycarbönat, Celluloseacetat, Polypropylen, Poly-
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vinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol und Polyamid gehören, Gläser, keramische Stoffe, Papiere
und andere Materialien eingesetzt werden. Diese isolierenden. Substrate sollten vorzugsweise auf mindestens
einer - ihrer Oberflächen einer Behandlung unterzogen werden, durch die sie elektrisch leitend gemacht werden,
und andere Schichten werden geeigneterweise auf der Seite des Substrats 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, Gr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, In 2 0 3» Sn0 2
oder ITO (In0O13 + SnO0) gebildet wird. Alternativ kann
eine Kunstharzfolie wie eine Polyesterfolie auf ihrer' Oberfläche durch Vakuumaufdampfung, Elektronenstrahlabscheidung
oder Zerstäuben eines Metalls wie z. B. NiCr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V,
Ti oder-Pt oder durchLaminierbehandlung mit einem solchen
Metall elektrisch leitend gemacht werden.
Das Substrat kann in irgendeiner Form ausgebildet werden, beispielsweise in Form von Zylindern, Bändern, Platten
oder anderen Formen, und seine Form kann in gewünschter Weise festgelegt werden. Wenn das lichtempfangende
Aufzeichnungselement 100 in Fig. 1 beispielsweise als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke
eingesetzt werden soll, kann es für die Verwendung in einem kontinuierlichen, mit hoher Geschwindigkeit
durchgeführten Kopierverfahren geeigneterweise in Form eines endlosen Bandes oder eines Zylinders gestaltet
werden. Das Substrat kann eine Dicke haben, die in geeigneter Weise so festgelegt wird, daß ein gewünschtes
lichtempfangendes Aufzeichnungselement gebildet werden
kann. Wenn das lichtempfangende Aufzeichnungselement
flexibel sein muß, wird das Substrat mit der Einschrän-
- 18 - ' DE 3806
kung, daß es seine Funktion als Substrat zeigen können muß, so dünn wie möglich ausgebildet. In einem solchen Fall
hat das Substrat jedoch im allgemeinen unter Berücksichtigung, seiner Herstellung und Handhabung sowie seiner
mechanischen Festigkeit eine Dicke von vorzugsweise 10 jum oder eine größere Dicke.
Die Bildung einer aus a-Si(H,X) bestehenden, lichtempfangenden Schicht kann erfindungsgemäß nach einem Vakuumbedampfungsverfahren
unte1" Anwendung der Entladungserscheinung, beispielsweise nach dem Glimmentladungsverfahren,
dem Zerstäubungsverfahren oder dem Ionenplattierverfahren^durchgeführt
werden.
Für die Bildung der aus a-Si(H5X) bestehenden licht-'
empfangenden Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren besteht das grundlegende Verfahren beispielsweise darin,
daß ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Si, das dazu befähigt ist, Srliciumatome (Si) zuzüführen,
zusammen mit .einem gasförmigen Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) und/oder
Halogenatomen (X) und auch ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Stickstoffatomen (N)
und ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung der Atome der Gruppe III des Periodensystems in Abhängigkeit
von der Zusammensetzung der am Aufbau des zu bildenden Schichtbereichs beteiligten Atome zusammen mit
einem Inertgas wie z. B. Ar oder He, falls dies erwünscht ist, in· eine Abscheidungskammer eingeleitet werden,
die im Inneren auf einen verminderten Druck gebracht werden kann, und daß eine Plasmaatmosphäre aus diesen
Gasen erzeugt wird, indem in der Abscheidungskammer eine Glimmentladung angeregt wird, wodurch auf der
Oberfläche eines Substrats, das in eine festgelegte Lage gebracht worden ist, eine aus a-Si(H,X) bestehende
Schicht gebildet wird.
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Alternativ können für die Bildung nach dem Zerstäubungsverfahren in eine für die Zerstäubung verwendete
Abscheidungskammer ein Gas für die Einführung von Wasserstoff atomen (H) und/oder Halogenatomen (X) und auch
ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Stickstoffatomen (N) und ein gasförmiges Ausgangsmaterial
für die Einführung der Atome der Gruppe III des Periodensystems in Abhängigkeit von der Zusammensetzung
der am Aufbau des zu bildenden Schichtbereichs beteiligten Atome eingeleitet werden, wenn ein aus
Si bestehendes Target in einer Atmosphäre aus einem Inertgas wie z. B. Ar oder He oder aus einer Gasmischung
auf Basis dieser Gase zerstäubt wird.
Das gasförmige Ausgangsmaterial für die Zuführung von"
Si, das im Rahmen der Erfindung einzusetzen ist, kann als wirksame Materialien gasförmige oder vergasbare
Siliciumhydride (Silane) wie z. B. SiH., Si„H~, Si0H0
4 ά b oo
und Si^1H10 umfassen. SiH. und Si„Hc werden im Hinblick
H JLU 4 ά ο
auf ihre einfache Handhabung während der Schichtbildung und auf den Wirkungsgrad bezüglich der Zuführung von
Si besonders bevorzugt.
Erfindungsgemäß wird zur Einführung von Wasserstoffatomen in die liehtempfangende Schicht im allgemeinen ein
Gas, das hauptsächlich aus Hp oder einem Siliciumhydrid
wie z. B. SiH4, Si3Hg, Si3H8 und Si4H10, wie sie vorstehend
erwähnt wurden besteht, in eine Abscheidungskammer eingeleitet, und ■ in der Abscheidungskammer wird eine
Entladung angeregt.
Zu wirksamen gasförmigen Ausgangsmaterialien für die Einführung von Halogenatomen, die erfindungsgemäß einzusetzen
sind, können eine Vielzahl von Halogenverbindungen, z. B. vorzugsweise Halogengase, Halogenide, Inter-
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halogenverbindungen oder gasförmige oder vergasbare Halogenverbindungen wie ζ. Β. mit Halogenen substituierte
Silanderivate gehören. Ferner können auch gasförmige oder vergasbare, Halogenatome enthaltende Siliciumverbindungen,
die aus Silicium- und Halogenatomen als am Aufbau beteiligten Elementen gebildet sind, als
wirksame Ausgangsmaterialien für die Einführung von Halogenatomen im Rahmen der Erfindung erwähnt werden.
Als typische Beispiele für Halogenverbindungen, die erfindungsgemäß vorzugsweise eingesetzt werden, können
Halogengase wie z. B. Fluor, Chlor, Brom oder Jod und Interhalogenverbindungen wie z. B. BrF, ClF, C1F_,
BrF,., BrFQ, JFQ, JF , JCl und JBr erwähnt werden.
· Als Halogenatome enthaltende Siliciumverbindungen,
nämlich als sogenannte mit Halogenen substituierte Silanderivate, können vorzugsweise Siliciumhalogenide
wie z. B. SiF., Si?F_, SiCl. und SiBr. eingesetzt werden.
.
Wenn in die lichtempfangende Schicht Halogenatome eingeführt werden, können als gasförmiges Ausgangsmaterial
die vorstehend erwähnten Halogenverbindungen oder halogenhaltigen Siliciumverbindungen eingesetzt werden.
Ferner ist es auch möglich, als wirksame Ausgangsmaterialien für die Bildung der lichtempfangenden Schicht
gasförmige oder' vergasbare Halogenide, die Wasserstoffatome als eine der am Aufbau beteiligten Atomarten
enthalten, wozu Halogenwasserstoffe wie z. B. HF, HCl,
SO HBr und HJ und halogensubstituierte Siliciumhydride
wie z. B. SiH2F2, SiH3J2, SiH2Cl2, SiHCl3, 23
und SiHBr,- gehören, einzusetzen.
Diese Halogenide, die Wasserstoffatome enthalten, können
während der Bildung der lichtempfangenden Schicht gleich-
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zeitig mit der Einführung von Halogenatomen Wasserstoffatome, die sehr wirksame Bestandteile für die Regulierung
der elektrischen und fotoelektrischen Eigenschaften sind, in die Schicht einführen, und sie können
infolgedessen als bevorzugte Ausgangsmaterialien für die Einführung von Halogenatomen im Rahmen der
Erfindung eingesetzt werden.
Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Stickstoffatomen, das erfindungsgemäß einzusetzen
ist, können gasförmige oder vergasbare
Stickstoff-Verbindungen wie z. B. Nitride oder Azide, die N als am Aufbau beteiligtes Atom enthalten, beispielsweise Stickstoff (N0), Ammoniak (NH0), Hydrazin (H-NNHp), Stickstoffwasserstoffsäure (HN3) oder Ammonium-· azid (NH4N3) eingesetzt werden. Ferner stehen als Verbindungen, die zusätzlich zu Stickstoffatomen auch Halogenatome einführen können, halogenierte Stickstoffverbindungen wie z. B. Stickstofftrifluorid (NF0) und Stickstoff tetrafluorid (N0F71) zur Verfügung.
Stickstoff-Verbindungen wie z. B. Nitride oder Azide, die N als am Aufbau beteiligtes Atom enthalten, beispielsweise Stickstoff (N0), Ammoniak (NH0), Hydrazin (H-NNHp), Stickstoffwasserstoffsäure (HN3) oder Ammonium-· azid (NH4N3) eingesetzt werden. Ferner stehen als Verbindungen, die zusätzlich zu Stickstoffatomen auch Halogenatome einführen können, halogenierte Stickstoffverbindungen wie z. B. Stickstofftrifluorid (NF0) und Stickstoff tetrafluorid (N0F71) zur Verfügung.
O C. H
Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung der Atome der Gruppe III des Periodensystems, das
erfindungsgemäß einzusetzen ist, können beispielsweise ^2^6' ^4^10' ^5^9' ^5^11' ^6^10' GaCl0, AlCIg, BF3,
BCl3, BBr und BJ3 erwähnt werden.
Für die Bildung der a-Si(H,X) enthaltenden lichtempfangenden Schicht nach dem reaktiven Zerstäubungsverfahren
oder dem Ionenplattierverfahren kann beispielsweise im Fall des Zerstäubungsverfahrens ein Si enthaltendes
Target eingesetzt werden, und dieses Target wird in einer bestimmten Gasplasmaatmosphäre zerstäubt.
Alternativ wird im Fall des Ionenplattierverfahrens ein polykristallines Silicium oder ein Einkristallsilicium
als Verdampfungsquelle in ein Aufdampfungs-
- 22 - DE 3806
* schiffchen hineingebracht, und die Verdampfungsquelle
wird durch Erhitzen nach dem Widerstandsheizverfahren oder dem Elektronenstrahlverfahren verdampft, um
fliegen gelassen und durch eine bestimmte Gasplasmaatmosphäre hindurchtreten gelassen zu werden.
Sowohl beim Zerstäubungsverfahren als auch beim Ipnenplattierverfahren
können gewünschte Atome in die gebildete Schicht eingeführt werden, indem ein Gas für
die Einführung von Wasserstoffatomen (H) und/oder Halogenatomen (X) zusammen mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial
für die Einführung von Stickstoffatomen (N) und einem gasförmigen Ausgangsmaterial für die
Einführung der Atome der Gruppe III des Periodensystems, das, falls dies erwünscht ist, auch ein Inertgas wie ·
z. B. He oder Ar enthält, in die Abscheidungskammer für die. Zerstäubung oder die Ionenplattierung eingeleitet
wird und eine Plasmaatmosphäre aus diesem ■ Gas erzeugt wird.
Für die Regulierung der Gehalte der Wasserstoffatome,
der Halogenatome, der Stickstoffatome oder der Atome
der Gruppe III des Periodensystems, die in der lichtempfangenden Schicht 102 enthalten sind, kann beispielsweise
mindestens einer der folgenden Faktoren: die Menge des in die Abscheidungskammer einzuleitenden Ausgangsmaterials
für die Einführung von Wasserstoffatomen (H), Halogenatomen (X), Stickstoffatomen (N) oder
Atomen der Gruppe III des Periodensystems, die Substrattemperatur, die Entladungsleistung · usw. .reguliert
werden.
Im Rahmen der Erfindung kann als verdünnendes Gas, das bei der Bildung der lichtempfangenden Schicht
nach dem Glimmentladungsverfahren oder dem Zerstäubungsverfahren einzusetzen ist, vorzugsweise ein Edelgas
- 23 - DE 3806
wie ζ. B. He, Ne oder Ar eingesetzt werden.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des Schichtaufbaus eines modifizierten Beispiels des in Fig.
1 gezeigten, erfindungsgemäßen lichtempfangenden Aufzeichnungselements.
Das in Fig. 3 gezeigte lichtempfangende Aufzeichnungselement 300 weist eine auf einem Substrat 301 für
das lichtempfangende Aufzeichnungselement gebildete, Fotoleitfähigkeit zeigende erste Schicht 302, die
als Hauptbestandteil a-Si und vorzugsweise a-Si(H,X) enthält, wie sie in Fig. 1 gezeigt wird,' und ferner
eine auf der ersten Schicht 302 gebildete zweite Schicht 305, die als Hauptbestandteile Siliciumatome"
und Kohlenstoffatome enthält, auf.
Die erwähnte erste Schicht 302 hat den gleichen Schichtaufbau wie die in Fig. 1 gezeigte lichtempfangende
Schicht 102, nämlich einen Schichtaufbau, der von der Seite des vorstehend erwähnten Substrats 301 aus
in der Richtung der Schichtdicke dieser Schicht in Abhängigkeit von dem Unterschied in der Zusammensetzung
der am Aufbau beteiligten Atome in eine untere Schicht 303 und eine obere Schicht 304 aufgeteilt ist.
Das heißt, das in Fig. 3 gezeigte lichtempfangende Aufzeichnungselement 300 hat die gleichen Schichtbildungsmaterialien
und weist den gleichen Schichtaufbau auf wie das in Fig. 1 gezeigte lichtempfangende,Aufzeichnungselement
100, jedoch mit dem Unterschied, daß es eine zweite Schicht 305 enthält.
Die bei dem in Fig. 3 gezeigten lichtempfangenden Aufzeichnungselement 300 auf . der ersten Schicht 302
- 24 - DE 3806
gebildete zweite Schicht 305 hat eine freie Oberfläche und ist hauptsächlich vorgesehen, um die Aufgabe der
Erfindung bezüglich. der Feuchtigkeitsbeständigkeit, der Eigenschaften bei der kontinuierlichen und wiederholten
Verwendung, der Durchschlagsfestigkeit, der Eigenschaften bezüglich des Einflusses von Umgebungsbedingungen während der Verwendung und der Haltbarkeit
zu lösen.
Da bei dem in Fig. 3 gezeigten lichtempfangenden Aufzeichnungselement die erste und die zweite Schicht
als gemeinsamen Bestandteil Siliciumatome enthalten, ist an der Schichtgrenzfläche bzw. an der Grenzfläche
des Laminats eine ausreichende chemische Stabilität gewährleistet.
Die zweite Schicht 305 besteht aus einem amorphen Materialj das Siliciumatome (Si), Kohlenstoffatome
(C) und gegebenenfalls Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält ["nachstehend als "a-(Si C1 )
·» ι—χ y
(H,X). " bezeichnet, worin 0 < x, y < IJ.
Die aus a-.(Si x c 1_x)y(HsX)1_y gebildete .zweite Schicht
kann nach dem Glimmentladungsverfahren, dem Zerstäubungsverfahren, dem Ionenimplantationsverfahren, dem Ionenplattierverfahren,
dem Elektronenstrahlverfahren usw. gebildet werden. Diese Fertigungsverfahren können
in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren wie z. B. den Herstellungsbedingungen, dem Ausmaß der Belastung
durch den Kapitalaufwand für Einrichtungen, dem Fertigungsmaßstab
und den erwünschten Eigenschaften, die bei dem herzustellenden lichtempfangenden Aufzeichnungselement erforderlich sind, in geeigneter Weise gewählt
werden. Das Glimmentladungsverfahren oder das Zerstäubungsverfahren
können wegen der damit verbundenen Vorteile einer relativ einfachen Regulierung der Her-
- 25 - DE 3806
Stellungsbedingungen für die Herstellung von lichtempfangenden Aufzeichnungselementen mit erwünschten
Eigenschaften und der leichten Einführung von Siliciumatomen und Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls zusammen
mit Wasserstoffatomen oder Halogenatomen, in die herzustellende
zweite Schicht 305 vorzugsweise angewandt werden. Ferner kann die zweite Schicht 305 erfindungsgemäß
gebildet werden, indem das Glimmentladungsverfahren und das Zerstäubungsverfahren in Kombination in dem
gleichen Vorrichtungssystem angewandt werden.
Für die Bildung der zweiten Schicht 305 nach dem Glimmentladungsverfahren
können gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung von a-(Si CL ) (H,X). ,die gegebenenfalls
in einem festgelegten Mischungsverhältnis mitverdünnendem Gas vermischt worden sind, in eine Abscheidungskammer
für die Vakuumbedampfung eingeleitet werden, in die ein Substrat 301, auf dem die Fotoleitfähigkeit
zeigende erste Schicht 302 gebildet wurde, hineingebracht worden ist, und aus dem eingeleiteten Gas wird
durch Anregen einer Glimmentladung ein Gasplasma hergestellt, wodurch auf der ersten Schicht 302, die bereits
auf dem vorstehend erwähnten Substrat gebildet worden ist, a-(Si CL ) (Pf-,Χ)., abgeschieden wird.
Als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung
von a-(Si C1 T(H1X)1 , die erfindungsgemäß einzux
j.—χ y J-~y
setzen sind, können die meisten gasförmigen Substanzen
oder vergasbaren Substanzen in vergaster Form, die als am Aufbau beteiligte Atome mindestens eine aus
Siliciumatomen (Si), Kohlenstoffatomen (C), Wasserstoffatomen (H) und Halogenatomen (X) ausgewählte Atomart
enthalten, eingesetzt werden.
Falls ein gasförmiges Ausgangsmaterial eingesetzt wird, das als eine der Atomarten Si, C, H und X Si-Atome
- 26 - DE 3806
als am Aufbau beteiligte Atome enthält, kann beispielsweise
eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das" Si-Atome als am Aufbau beteiligte Atome
enthält, einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das C-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und gegebenenfalls
einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das H-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und/oder einem
gasförmigen Ausgangsmaterial, das X-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, falls dies erwünscht ist,
in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden, oder alternativ kann eine Mischung aus einem
gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen
Ausgangsmaterial, das C- und Η-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und/oder einem gasförmigen.
Ausgangsmaterial, das C- und X-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, ebenfalls in einem gewünschten
Mischungsverhältnis^ oder eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-Atome als am Aufbau
beteiligte Atome enthält, und einem Gas, das Si-, C- und Η-Atome oder Si-, C- und X-Atome als am Aufbau
beteiligte Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden.
Alternativ ist auch der Einsatz einer Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si- und H-
oder X-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das C-Atome
als am Aufbau beteiligte Atome enthält, möglich.
.
Halogenatome (X), die in der zweiten Schicht 305 enthalten sind, sind im Rahmen der Erfindung F, Cl, Br und
J, wobei F und Cl besonders bevorzugt werden.
- 27 - . DE 3806
Zu den Verbindungen, die erfindungsgemäß wirksam als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung der
zweiten Schicht 305. eingesetzt werden können, können gasförmige Siliciumhydride, die Si- und Η-Atome als
am Aufbau beteiligte Atome enthalten,
beispielsweise SiH4, Si2Hg, Si3Hg und si4Hin ' Verbin~
düngen, die als am Aufbau beteiligte Atome C- und
Η-Atome enthalten, beispielsweise gesättigte Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, ethylenische
Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und acetylenische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen,
einfache Halogensubstanzen, Halogenwasserstoffe, Interhalogenverbindungen, Siliciumhalogenide
und halogensubstituierte ' Siliciumhydride gehören, ·
Im einzelnen können als gesättigte Kohlenwasserstoffe Methan, Ethan, Propan, η-Butan und Pentan, als ethylenische
Kohlenwasserstoffe Ethylen, Propylen, Buten-1, Buten-2, Isobutylen und Penten, als acetylenische
Kohlenwasserstoffe Acßtylen, Methylacetylen und Butin, als einfache Halogensubstanzen gasförmige Halogene
wie z. B. Fluor, Chlor, Brom und Jod, als Halogenwasserstoffe HF, HJ, HCl und HBr, als Interhalogenverbindungen
ClF, ClF3, ClF5, BrF, BrF3, BrF5, JF5, JF7, JCl und
JBr, als Siliciumhalogenide SiF4, Si2Fg, SiCl4, SiCl3Br,
Br2, SiClBr3, SiCl3J und SiBr4 und als halogensubstituierte
Siliciumhydride SiH2F3, SiH2Cl2, SiHCl3,
SiH3Cl, SiH3Br, SiH2Br2 und SiHBr3 usw. erwähnt werden.
Zusätzlich zu diesen Materialien können auch halogensubstituierte
paraffinische Kohlenwasserstoffe wie z. B. CF4, CCl4, CBr4, CHF3, CH3F3, CH3F, CH3Cl, CH3Br,
CH3J und C2H5Cl, fluorierte Schwefelverbindungen wie
z. B. SF4 und SF6, Alkylsilicide wie z. B. Si(CH3K
und Si(C2H5)4 und halogenhaltige Alkylsilicide wie
- 28 - DE 3806
ζ. B. SiCl(CHg)3, SiCl2(CH3)2 und SiCl3CH3 als wirksame
Materialien eingesetzt werden.
Diese .Materialien für die Bildung der zweiten Schicht
305 können ausgewählt und während der Bildung der zweiten Schicht 305 in der gewünschten Weise so eingesetzt
werden, daß in der zu bildenden zweiten Schicht 305 Siliciumatome, Kohlenstoffatome und gegebenenfalls
Halogenatome und/oder Wasserstoffatome in einem gewünschten Zusammensetzungsverhältnis enthalten sein können.
Beispielsweise kann Si(CH3K, das instande ist, leicht
Siliciumatome, Kohlenstoffatome und Wasserstoffatome
einzubauen und eine Schicht mit erwünschten Eigenschaften
zu bilden, zusammen mit einem Material für den Einbau· von Halogenatomen wie z. B. SiHCl3, SiHpCIp, SiCl4
oder SiH3Cl in einem bestimmten Mischungsverhältnis im gasförmigen Zustand in eine Vorrichtung für die
Bildung der zweiten amorphen Schicht eingeleitet werden, wobei in der Vorrichtung eine Glimmentladung angeregt
wird, wodurch eine aus a-(Si C1 ) (H5X) bestehende
zweite Schicht 305 gebildet wird.
Für die Bildung der' zweiten Schicht 305 nach dem Zerstäubungsverfahren
wird eine Scheibe aus Einkristall-Si oder polykristallinem Si und/oder eine C-Scheibe' oder
eine Scheibe, in der eine Mischung von Si und C enthalten ist, als Target eingesetzt und in einer Atmosphäre
aus verschiedenen Gasen, die, falls erwünscht, als am Aufbau beteiligte Atome Halogenatome und/oder Wasserstoffatome
enthalten, zerstäubt.
Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, wird ein gasförmiges Ausgangsmaterial
für die Einführung von C und· H und/oder X, das, falls dies erwünscht ist, mit einem verdünnenden Gas verdünnt
- 29 - DE 3806
sein kann, in eine Abscheidungskammer für die Zerstäubung
eingeleitet, um darin ein Gasplasma zu erzeugen und eine Zerstäubung der Si-Scheibe zu bewirken.
Alternativ können Si und C als getrennte Targets oder
in Form eines plattenförmigen Targets aus einer Mischung von Si und C eingesetzt werden, und die Zerstäubung
wird in einer Gasatmosphäre durchgeführt, die, falls notwendig, Wasserstoffatome und/oder Halogenatome
enthält. Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von C, H und X können auch im Fall der
Zerstäubung die Materialien für die Bildung der zweiten Schicht 305 eingesetzt werden, die im Zusammenhang
mit dem vorstehend beschriebenen Glimmentladungsverfahren als wirksame Gase erwähnt wurden.
Als verdünnendes Gas, das bei der Bildung der zweiten Schicht 305 nach dem Glimmentladungsverfahren oder
dem Zerstäubungsverfahren einzusetzen ist, können iro Rahmen der Erfindung vorzugsweise Edelgase wie
He, Ne oder Ar eingesetzt werden.
Die zweite Schicht 305 sollte sorgfältig so gebildet werden, daß ihr die erforderlichen Eigenscnaften genau
in der gewünschten Weise gegeben werden können.
Im einzelnen k'ann eine Substanz, die als am Aufbau beteiligte Atome Si-, C- und, falls erforderlich, H-
und/oder . X-Atome enthält, in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen verschiedene .Formen annehmen,
die sich von einer kristallinen zu einer amorphen Form erstrecken, elektrische Eigenschaften annehmen,
die von den Eigenschaften einer elektrisch leitenden Substanz über die Eigenschaften eines Halbleiters
bis zu den Eigenschaften eines Isolators reichen, und Fotoleitfähigkeitseigenschaften annehmen, die von
- 30 - ' DE 3806
den Eigenschaften eines Fotoleiters bis zu den Eigenschaften einer nicht fotoleitfähigen Substanz reichen.
Die Herstellungsbedingungen werden infolgedessen im Rahmen der Erfindung in der gewünschte Weise genau
gewählt, so daß a-(Si C ) (H,X)1 ^ mit erwünschten
Eigenschaften, die von dem Zweck abhängen, gebildet werden kann. Wenn die zweite Schicht 305 beispielsweise
hauptsächlich vorgesehen ist, um die Durchschlagsfestigkeit zu verbessern, wir.d a-(Si C ) (H,X)1 als
λ ·»·-·χ y i~y
■^ ein amorphes Material hergestellt, das unter den Anwendungsbedingungen
ein ausgeprägtes Verhalten als elektrischer Isolator zeigt.
Alternativ kann das Ausmaß der vorstehend erwähnten ...
elektrischen Isoliereigenschaft bis zu einem gewissen Grade gemildert werden, wenn die zweite Schicht 305
hauptsächlich vorgesehen ist, um die Eigenschaften bei der kontinuierlichen wiederholten Verwendung oder
die Eigenschaften bezüglich des Einflusses von Umgebungs-
bedingungen während der Anwendung zu verbessern, und
a-(SixCl_x)γ(Η>χ)i_v kann als ein amorphes Material
hergestellt werden, das bis zu einem gewissen Grade gegenüber dem Licht, mit dem bestrahlt wird, empfindlich
ist.
25
25
Bei der Bildung der aus a-(Si C ) (H,X)1 bestehen-
. λ J-~λ y J-~y
den zweiten Schicht 305 auf der Oberfläche der ersten Schicht 302 ist die Substrattemperatur während der
on Schichtbildung ein wichtiger Faktor, der die Struktur
und die Eigenschaften der zu bildenden Schicht beeinflußt, und es ist im Rahmen der Erfindung erwünscht,
die Substrattemperatur während ' der Schichtbildung genau zu regulieren, so daß in der gewünschten Weise
a~^SixCi_x)y(H'X)1_v mit den angestrebten Eigenschaften hergestellt werden kann.
- 31 - DE 3806
Die Substrattemperatur bei der Bildung der zweiten Schicht kann für eine wirksame Lösung der Aufgabe
der Erfindung in geeigneter Weise in einem optimalen Temperaturbereich in Übereinstimmung mit dem Verfahren
für die Bildung der zweiten Schicht 305 bei der Durchführung der Bildung der zweiten Schicht 305 gewählt
werden. Die Substrattemperatur kann jedoch geeigneterweise 20 bis 400 C, vorzugsweise 50 bis 350 C und
insbesondere 100 bis 300 C betragen. Für die Bildung der zweiten Schicht 305 kann vorteilhafterweise das
Glimmentladungsverfahren oder das Zerstäubungsverfahren angewandt werden, weil bei diesen Verfahren eine genaue
Regulierung des Zusammensetzungsverhältnisses der am Aufbau der Schicht beteiligten Atome
auf eine im Vergleich· mit anderen Verfahren relativ einfache Weise durchgeführt
werden kann. Falls die zweite Schicht 305 nach diesen Schichtbildungsverfahren gebildet werden soll,
ist die Entladungsleistung während der Schichtbildung
ähnlich wie die vorstehend erwähnte Substrattemperatur einer der wichtigen Faktoren, die die Eigenschaften
des herzustellenden a-(Si C1 ) (H,X) beeinflussen.
χ x—x y -L~y
Für eine wirksame Herstellung von a-(Si C ) (H,X)
mit Eigenschaften, durch die die Aufgabe der Erfindung gelöst wird, mit einer guten Produktivität kann die Entladungsleistung geeigneterweise 10 bis 300 W, vorzugsweise 20 bis 250 W und insbesondere 50 bis 200 W betragen.
mit Eigenschaften, durch die die Aufgabe der Erfindung gelöst wird, mit einer guten Produktivität kann die Entladungsleistung geeigneterweise 10 bis 300 W, vorzugsweise 20 bis 250 W und insbesondere 50 bis 200 W betragen.
Der Gasdruck in einer Abscheidungskammer kann geeigneterweise 13 jjbar bis 1,3 mbar und vorzugsweise 0,13 bis
0,67 mbar betragen.
- 32 - · DE 3806
Die vorstehend angegebenen numerischen Bereiche können im Rahmen der Erfindung als bevorzugte numerische
Bereiche für" die Substrattemperatur, die Entladungsleistung usw. für die Herstellung der zweiten Schicht
305 erwähnt werden. Diese Faktoren für die Schichtbildung sollten jedoch nicht unabhängig voneinander
getrennt festgelegt werden, sondern es ist erwünscht, daß die optimalen Werte für die einzelnen Schichtbildungsfaktoren
auf der Grundlage gegenseitiger organischer Beziehungen zueinander so festgelegt werden, daß eine
aus a-(Si C. ) (H5X). bestehende, zweite amorphe
Schicht 305 mit gewünschten Eigenschaften gebildet werden kann. Der Gehalt der Kohlenstoffatome in der
zweiten Schicht 305 des erfindungsgemäßen lichtempfangenden Aufzeichnungselements ist ähnlich wie die Bedin-·
gungen für die Herstellung der zweiten Schicht 305 einer der wichtigen Faktoren für die Erzielung der
gewünschten Eigenschaften, mit denen die Aufgabe der Erfindung gelöst wird.
. '
Der Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten Schicht 305 sollte in der gewünschten Weise in Abhängigkeit
von den Eigenschaften des die zweite Schicht 305 bildenden, amorphen Materials festgelegt werden.
Das amorphe Material, das durch die vorstehend erwähnte Formel a-(Si Cl ) (H5X)1- wiedergegeben wird,- kann
im einzelnen in weitem Sinne in ein amorphes Material, das aus .Siliciumatomen und Kohlenstoffatomen aufgebaut
ist, (nachstehend als "a-Si C- ", wo.rin 0 <
a < 1, bezeichnet), ein amorphes Material, das aus Siliciumatomen,
Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen aufgebaut ist, (nachstehend als "a-(Si. C1 K) H1 ", worin
0 < b, c < 1, bezeichnet) und ein amorphes Material, das aus Siliciumatomen, Kohlenstoffatomen und Halogenatomen
und gegebenenfalls Wasserstoffatomen aufgebaut
- 33 - DE 3806
ist, (nachstehend als ■ "a-CSi.G. ,) (H,X)1_ ", worin
0^d, e <
1, bezeichnet) eingeteilt werden.
Wenn die zweite Schicht 305 aus a-Si C1 gebildet
«3. J- ~~ Si
ist, kann der Gehalt der in der zweiten Schicht enthaltenen Kohlenstoffatome geeigneterweise 1 χ 10 bis
90 Atorn-%, vorzugsweise 1 bis 80 Atom-% und insbesondere
10 bis 75 Atom-% betragen. Das heißt, daß a in der Formel a-Si C1 geeigneterweise 0,1 bis 0,99999,
et _L — SI
vorzugsweise 0,2 bis 0,99 und insbesondere 0,25 bis 0,9 betragen kann.
Wenn die zweite Schicht 305 aus a-(Si,C , ) H gebildet
ist, kann der Gehalt der in der zweiten Schicht 305 enthaltenen Kohlenstoffatome andererseits geeigneter-·
weise 1 χ 10 bis 90 Atorn-%, vorzugsweise 1 bis 90 Atom-% und insbesondere 10 bis 80 Atom-% betragen.
Der Gehalt der Wasserstoffatome kann geeigneterweise 1 bis 40 Atom-%, vorzugsweise 2 bis 35 Atom-% und
insbesondere 5 bis 30 .Atom-% betragen. Ein lichtempfangendes Aufzeichnungselement, das so gebildet ist,
daß es einen innerhalb dieser Bereiche liegenden Wasserstoffatomgehalt
hat, ist für praktische Anwendungen in ausreichendem Maße als lichtempfangendes Aufzeichnungselement
mit sehr guten Eigenschaften anwendbar.
Das heißt, daß' in der vorstehend angegebenen Formel a-iSi.C. . ) H1 b geeigneterweise 0,1 bis 0,99999,
D X~-"D C X—*C
vorzugsweise 0,1 bis 0,99 und insbesondere 0,15 bis 0,9 betragen kann, während c geeigneterweise 0,6 bis
0,99, vorzugsweise 0,65 bis 0,98 und insbesondere 0,7 bis 0,95 betragen kann.
Wenn die zweite Schicht 305 aus a-(Si,C ) (H+X).
O.x'"fQ.G J.*-"G
gebildet ist, kann der Gehalt der in der zweiten Schicht
- 34 - DE 3806
305 enthaltenen Kohlenstoffatome geeigneterweise 1 χ 10 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 1 bis 90 Atom-%
und insbesondere 10 bis 80 Atom-% betragen. Der Gehalt der Halogenatome kann geeigneterweise 1 bis 20 Atom-%,
vorzugsweise 1 bis 18 Atom-% und insbesondere 2 bis 15 Atom-% betragen. Ein lichtempfangendes Aufzeichnungselement,
das so gebildet ist, daß sein Halogenatomgehalt innerhalb dieser Bereiche liegt, ist für
praktische Anwendungen in ausreichendem Maße als Aufzeichnungselernent mit sehr guten Eigenschaften anwendbar.
Der Gehalt der gegebenenfalls enthaltenen Wasserstoffatome kann vorzugsweise 19 Atom-% oder weniger
und insbesondere 13 Atom-% oder weniger betragen.
Das heißt, daß in der vorstehend angegebenen Formel·
a-(SidC1_d)e(H+X)1_e d geeigneterweise 0,1 bis 0,99999,
vorzugsweise 0,1 bis 0,99 und insbesondere 0,2 bis 0,9 betragen kann, während e geeigneterweise 0,8 bis
0,99, vorzugsweise 0,82 bis 0,99 und insbesondere 0,85 bis 0,98 betragen, kann.
Der Bereich des numerischen Wertes der Schichtdicke
der zweiten Schicht 305 sollte geeigneterweise in
Abhängigkeit von dem angestrebten Zweck so. festgelegt
werden, daß die Aufgabe der Erfindung wirksam gelöst wird.
Die Schichtdicke der zweiten Schicht 305 muß unter gebührender Berücksichtigung der Beziehung zu dem
Gehalt der Kohlenstoff atome, der .Schichtdicke der ersten Schicht 302 sowie anderer organischer Beziehungen
zu den für die einzelnen Schichten erforderlichen Eigenschaften in geeigneter Weise festgelegt werden.
Außerdem ist es auch erwünscht, wirtschaftliche Ge-Sichtspunkte
wie z„ B. die Produktivität oder die
- 35 - DE 3806
Möglichkeit der Massenfertigung zu berücksichtigen.
Die zweite Schicht 305 hat im Rahmen der Erfindung geeigneterweise eine Schichtdicke, die im allgemeinen
0,003 · bis 30 pm, vorzugsweise 0,004 bis 20 /um und
insbesondere 0,005 bis 10 /am beträgt.
Im Fall der Schichtbildung nach dem Glimmentladungsverfahren kann der Gehalt der in der zweiten Schicht
305 enthaltenen Kohlenstoffatome reguliert werden, indem die Durchflußgeschwindigkeit des Gases für die
Einführung von Kohlenstoffatomen reguliert wird, wenn es in die Abscheidungskammer eingeleitet wird.
Im Fall der Schichtbildung nach dem Zerstäubungsver-"
fahren kann das Zerstäubungsflächenverhältnis der Siliciumscheibe zu der Graphitscheibe während der
Bildung des Targets variiert werden, oder das Mischungsverhältnis von Siliciumpulver zu Graphitpulver kann
verändert werden, bevor daraus ein Target geformt wird, wodurch der Gehalt der Kohlenstoffatome in der
gewünschten Weise reguliert werden kann. Der Gehalt der Halogenatome in der zweiten Schicht 305 kann reguliert
werden, indem die Durchflußgeschwindigkeit des Ausgangsmaterials für die Einführung von Halogenatomen
reguliert wird, wenn es in die Abscheidungskammer eingeleitet wird.
Fig. 4 · zeigt eine schematische Schnittansicht des Schichtaufbaus einer anderen bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen lichtempfangenden Aufzeichnungselements.
Das in Fig. 4 gezeigte erfindungsgemäße Iichtempfangende
Aufzeichnungselement 400 besteht aus einer auf einem Substrat 401 für das lichtempfangende Aufzeichnungs-
- 36 - ■ DE 3806
element vorgesehenen, Fotoleitfähigkeit zeigenden ersten Schicht 402, die als Hauptbestandteil a-Si,
vorzugsweise a-Si(H,X), enthält, und einer auf der ersten Schicht 402 ausgebildeten zweiten Schicht 403,
die als Hauptbestandteile Siliciumatome und Kohlenstoffatome enthält.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten lichtempfangenden Aufzeichnungselement
gleichen das Substrat 401 und die zweite Schicht 403 dem Substrat 301 bzw. der zweiten Schicht
305, während die erste Schicht 402 einen Schichtaufbau hat, der von dem Schichtaufbau der in Fig. 3 gezeigten
ersten Schicht 302 verschieden ist.
Im einzelnen haben die Tiefenprofile der Atome der-Gruppe
III des Periodensystems und der Stickstoffatome im Fall der ersten Schicht 302 in dem in Fig. 3 gezeigten lichtempfangenden Aufzeichnungselement 300 die
in Fig. 2A bis 21 gezeigten Formen, während sie iro Fall der ersten Schicht 402 in dem lichtempfangenden
Aufzeichnungselement 400 die in Fig. 5A bis 5T gezeigten
Formen haben.
Nachstehend wird der Aufbau der ersten Schicht 402 näher erläutert. Die in der ersten Schicht 402 enthaltenen
Stickstoffatome nehmen in der zu der Substratoberfläche parallelen Richtung im wesentlichen gleichmäßige
Konzentrationsverteilungen an, während das Tiefenprofil der Stickstoffatome in Richtung der Schichtdicke derart
ist, daß die Stickstoffatome eine Konzentration haben, die so verteilt ist, daß sie vom mittleren Abschnitt
der Schicht 402 in Richtung auf die Verklebungs-Grenzflache
mit der zweiten Schicht 403 ansteigt, wie es in Fig. 5A bis Fig. 5T gezeigt wird (wobei die Ordinatenachse
den Abstand von der Substratoberfläche anzeigt,
- 37 - DE 3806
während die Abszissenachse die Verteilungskonzentration anzeigt). Was das Tiefenprofil der Stickstoffatome
vom mittleren Abschnitt der Schicht 402 in Richtung auf die Oberfläche an der Seite, wo das Substrat 401
vorgesehen ist, betrifft, so kann die Konzentrationsverteilung der Stickstoffatome konstant sein, wie es
typischerweise in Fig. 5A gezeigt wird, oder die Stickstoffatome können alternativ eine derartige Konzentratiohsverteilung
haben, daß ihre Konzentration ansteigt, wie es typischerweise in Fig. 5B gezeigt wird.
Andererseits nehmen die in der ersten Schicht 402 enthaltenen Atome der Gruppe III des Periodensystems
in der zu der Oberfläche des Substrats 401 parallelen Richtung ähnlich wie bei der Verteilung der Stickstoff-"
atome eine im wesentlichen gleichmäßige Konzentrationsverteilung an, während die Konzentration der Atome
der Gruppe III des Periodensystems in Richtung der Schichtdicke, wie es in den Fig. 5A bis 5T gezeigt
wird, derart verteilt. ist, daß sie an der Endoberfläche
an der Seite, wo das Substrat 401 vorgesehen ist,
oder in der Nähe dieser Endoberfläche den Höchstwert hat (bei der in den Fig. gewählten Darstellung vertritt
Bor die Atome der Gruppe III,: und der Maßstab der Boratomkonzentration ist nicht der gleiche wie im
Fall der Stickstoffatome). Das Tiefenprofil der Atome der Gruppe III des Periodensystems kann vom mittleren
Abschnitt der Schicht 402 In Richtung auf die zweite Schicht 403 vorzugsweise derart sein, wie es typischerweise
in Fig. 5A gezeigt wird, nämlich derart, daß die Konzentration der Atome der Gruppe III des Periodensystems
entsprechend der Zunahme der Verteilungskonzentration der Stickstoffatome zunimmt.
- 38 - DE 3806
Ferner kann der Abschnitt, in dem die Verteilungskonzentration der Stickstoffatome oder die Verteilungskonzentration
der Atome der Gruppe III in dem inneren, dem Substrat zugewandten Teil der Schicht 402 den
Höchstwert hat, eine bestimmte Länge in Richtung der Schichtdicke haben, wie es typischerweise in Fig.
5D bzw. Fig. 51 gezeigt wird, oder der Höchstwert bildet alternativ nur einen Punkt in Richtung der Schichtdicke.
Ferner wird die Konzentration dieser Atome in Richtung auf das Schichtende vorzugsweise kontinuierlich
erhöht, jedoch kann die Konzentration auch stufenweise verändert werden. Es wird in geeigneter Weise
■im Hinblick auf die Erzielung einer Ausgewogenheit zwischen den für das Bilderzeugungselement erforderliehen
Funktionen und den Ausrüstungen für die Herstellung des lichtempfangenden Aufzeichnungselements festgelegt,
welche Art der Tiefenprofile dieser Atome in der Schicht vorgesehen werden sollte.
Die Verteilungskonzentration der in der ersten Schicht 402 enthaltenen Stickstoffatome kann in dem Abschnitt,
in dem sie den Höchstwert hat, nämlich in der Nähe der Verklebungs-Grenzfläche zwischen der ersten Schicht
und der zweiten Schicht 403, geeigneterweise 0,1 bis 57 Atom-%, vorzugsweise 1 bis 57 Atom-% und insbesondere
5 bis 57 Atom-% betragen, während sie in dem Abschnitt, in dem sie den Mindestwert hat, nämlich in dem mittleren
Abschnitt oder in dessen Nähe in der Schicht 402, geeigneterweise 0,005 bis 35 Atom-%, vorzugsweise
0,01 bis 30 Atom-% und insbesondere 0,5 bis 25 Atom-% betragen kann.
Die vorstehend erwähnten Höchstwerte und Mindestwerte
der Verteilungskonzentration der Stickstoffatome können in geeigneter Weise innerhalb der angegebenen numerischen
- 39 - DE 3806
Bereiche entsprechend den Verteilungskonzentrationen der Atome der Gruppe III des Periodensystems festgelegt
werden, und für eine wirksamere Lösung der Aufgabe der Erfindung werden die jeweiligen Konzentrationen
geeigneterweise in Übereinstimmung mit der Erhöhung der Verteilungskonzentration der Atome der Gruppe
III des Periodensystems erhöht. Ferner sollte der Höchstwert der Verteilungskonzentration geeigneterweise
l,05mal so hoch oder höher, vorzugsweise 1,Imal
so hoch oder höher und insbesondere 1,15mal so hoch oder höher wie bzw. als der Mindestwert der Verteilungskonzentration
der Stickstoffatome sein.
Der Gehalt der Atome der Gruppe III des Periodensystems kann in dem Abschnitt, in dem ihre Verteilungskonzentra-"
tion den Höchstwert hat, nämlich an der Endoberfläche der Schicht 402 an der Seite, wo das Substrat 401
vorgesehen ist, oder in der Nähe dieser Endoberfläche,
5
geeigneterweise 80 bis 1 χ 10 Atom-ppm, vorzugsweise
geeigneterweise 80 bis 1 χ 10 Atom-ppm, vorzugsweise
4
100 bis 5 χ 10 Atom-ppm und insbesondere 150 bis
100 bis 5 χ 10 Atom-ppm und insbesondere 150 bis
4
1 χ 10 Atom-ppm betragen, während die Verteilungskonzentration der Atome der Gruppe III des Perioden-• systems in dem Abschnitt, in dem sie ihren Mindestwert hat, nämlich in dem mittleren: Abschnitt der ersten Schicht 402, geeigneterweise 1 bis 1000 Atom-ppm, vorzugsweise 5 bis 700 Atom-ppm und insbesondere 10 bis 500 Atom-ppm betragen kann.
1 χ 10 Atom-ppm betragen, während die Verteilungskonzentration der Atome der Gruppe III des Perioden-• systems in dem Abschnitt, in dem sie ihren Mindestwert hat, nämlich in dem mittleren: Abschnitt der ersten Schicht 402, geeigneterweise 1 bis 1000 Atom-ppm, vorzugsweise 5 bis 700 Atom-ppm und insbesondere 10 bis 500 Atom-ppm betragen kann.
Die vorstehend erwähnten Höchstwerte und Mindestwerte der Verteilungskonzentration der Atome de.r Gruppe
III des Periodensystems können in geeigneter Weise innerhalb der angegebenen numerischen Bereiche entsprechend
den Verteilungskonzentrationen der Stickstoffatome festgelegt werden, und für eine wirksamere Lösung
der Aufgabe der Erfindung werden die jeweiligen Konzentrationen geeigneterweise in Übere inst imrnung mit tier
- 49 - DE 3806
Erhöhung der Verteilungskonzentration der Stickstoffatome erhöht. Ferner sollte der Höchstwert der Verteilungskonzentration
der Atome der Gruppe III des Periodensystems vorzugsweise 2mal so groß oder größer und
insbesondere 3mal so groß oder größer wie bzw. als der Mindestwert der Verteilungskonzentration der Atome
der Gruppe III des Periodensystems sein.
Als nächstes wird ein Beispiel des Verfahrens zur Herstellung des lichtempfangenden Aufzeichnungselements
nach dem Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren beschrieben.
Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung für die Herstellung eines lichtempfangenden Aufzeichnungselements ■ nachdem
Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren.
In den Gasbomben 1102 bis 1106 sind luftdicht abgeschlossene,
gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung der lichtempfangenden Schicht des erfindungsgemäßen
lichtempfangenden Aufzeichnungselements enthal-
ten. Beispielsweise ist 1102 eine Bombe, die SiH4-GaS
(Reinheit:. 99,99 %) enthält, ist 1103 eine Bombe, die mit H„ verdünntes B2H6-GaS (Reinheit: 99,99 %,
nachstehend als "B2H6/H2" bezeichnet) enthält,. ist
1104 eine NH3-GaS (Reinheit: 99,99 %) enthaltende
Bombe, ist 1105' eine CH4-GaS (Reinheit: 99,99 %) enthaltende
Bombe und ist 1106 eine SiF4-GaS (Reinheit:
99,99 %) enthaltende Bombe. Außer diesen Gasbomben können, obwohl dies in der Zeichnung nicht gezeigt
wird, auch zusätzliche Bomben mit gewünschten Gasarten zur Verfugung gestellt werden, falls dies erforderlich
ist.
- 41 - DE 3806
Um diese Gase in eine Reaktionskammer 1101 hineinströmen
zu lassen, wird zuerst ein Hauptventil 1134 geöffnet, um die Reaktionskammer 1101 und die Gas-Rohrleitungen
zu evakuieren, nachdem bestätigt worden ist, daß die Ventile 1122 bis 1126 der Gasbomben 1102 bis 1106
und ein Belüftungsventil 1135 geschlossen und Einströmventile 1112 bis 1116, Ausströmventile 1117 bis 1121
und Hilfsventile 1132 und 1133 geöffnet sind. Als nächster Schritt werden die . Hilfsventile 1132 und
10' 1133 und die Ausströmventile 1117 bis 1121 geschlossen,
wenn der an einer Vakuummeßvorrichtung 1136 abgelesene Wert 6,7 nbar erreicht hat. Dann werden SiH4-GaS aus
der Gasbombe 1102, B2H6/H2-Gas aus der Gasbombe 1103,
NHg-Gas aus der Gasbombe 1104, CH4-GaS aus der Gasbombe
1105 und SiF4-GaS aus der Gasbombe 1106 in Durchfluß-'
reguliervorrichtungen 1107 bis 1111 hineinströmen gelassen, indem die Ventile 1122 bis 1126 so geöffnet
werden, daß- die Drücke an Auslaßmanometern 1127 bis
1131 jeweils auf einen Wert von 0,98 bar einreguliert
werden, und indem die Einströmventile 1112 bis 1116 allmählich geöffnet werden. Anschließend werden die
Ausströmventile 1117 bis 1121 und die Hilfsventile
1132 .und 1133 allmählich geöffnet, um die einzelnen
Gase in die Reaktionskammer 1101 hineinströmen zu lassen. Die Ausströmventile 1117 bis 1121 werden so
reguliert, daß das Durchflußgeschwindigkeitsverhältnis der einzelnen Gase einen gewünschten Wert hat, und
auch die Öffnung des Hauptventils 1134 wird reguliert, während -die Ablesung an der Vakuummeßvorrichtung 1136
beobachtet wird, und zwar so, daß der Druck in der Reaktionskammer einen gewünschten Wert erreicht. Nachdem
bestätigt worden ist, daß die Temperatur des zylinderförmigen Substrats 1137 durch eine Heizvorrichtung
1138 auf 50 bis 4000C eingestellt worden ist, wird
eine Stromquelle 1140 auf eine gewünschte Leistung eingestellt, um in der Reaktionskammer 1101 eine Glimm-
- 42 - · DE 3806 entladung anzuregen.
Gleichzeitig wird die Durchflußgeschwindigkeit des BpH-/Hp-Gases in. geeigneter Weise so verändert, daß
eine zuvor entworfene Kurve des Boratomgehalts erhalten werden kann, und die Entladungsleistung und die Substrat-.
temperatur können, falls dies erwünscht ist, in dem Sinne reguliert werden, daß Veränderungen der Plasmabedingungen,
die der Veränderung in der erwähnten .10 Gasdurchflußgeschwindigkeit entsprechen, kompensiert
werden, um einen Schichtbereich A zu bilden, der am Aufbau der unteren Schicht der ersten Schicht beteiligt ist.
Während der Schichtbildung wird das zylinderförmige Substrat 1137 mit einem Motor 1139 mit einer konstanten·
Geschwindigkeit gedreht, um die Schichtbildung gleichmäßig zu machen.
Als nächster Schritt werden alle Ventile des Gasbetriebssystems
geschlossen,, und die Reaktionskammer 1101 wird einmal bis zur Erzielung eines hohen Vakuums
evakuiert. Wenn der an der Vakuummeßvorrichtung 1136 abgelesene Druck 6,7 nbar erreicht hat, werden die gleichen
Arbeitsgänge wie bei dem vorstehend beschriebenen Fall wiederholt. Das heißt, daß die Betriebssystemventile
von SiH4, SiF4 und B2Hg/H2 geöffnet werden,
um die Durchflußgeschwindigkeiten der einzelnen Gase auf gewünschte Werte einzustellen, worauf in der vorstehend
'beschriebenen Weise eine Glimmentladung ange-
ou regt wird und ein- Schichtbereich B, der am Aufbau
der unteren Schicht der ersten Schicht beteiligt ist, gebildet wird.
Durch Wiederholung der gleichen Arbeitsgänge wie vorstehend beschrieben kann
35
eine am Aufbau der ersten Schicht beteiligte obere Schicht gebildet werden, in der der Gehalt der Stick-
- 43 - DE 3806
Stoffatome und der Gehalt der Boratome gemäß vorher entworfenen Verteilungskurven verteilt sind. Auf diese
Weise wird ein lichtempfangendes Aufzeichnungselement
mit dem in Fig. 1 gezeigten Schichtaufbau gebildet.
Für die Bildung eines lichtempfangenden Aufzeichnungselements mit einem Schichtaufbau, wie er in Fig. 3
gezeigt ist, kann ferner die nachstehend beschriebene Schichtbildung durchgeführt werden. Das heißt, im
Anschluß an das vorstehend beschriebene Schichtherstellungsverfahren werden alle angewandten Ventile
des Gasbetriebssystems geschlossen, und die Reaktionskammer 1101 wird einmal bis zur Erzielung eines hohen
Vakuums evakuiert. Wenn der an der Vakuummeßvorrichtung abgelesene Druck 6,7 nbar erreicht hat, werden die·
gleichen Arbeitsgänge wie in dem vorstehend beschriebenen Fall wiederholt. Das heißt, die Betriebssystemventile
von SiH., CH. und ggf. eines verdünnenden Gases wie z. B. He werden geöffnet, um die Durchflußgeschwindigkeiten
der einzelnen Gase auf gewünschte Werte einzustellen, worauf ähnlich wie im Fall der ersten Schicht
beschrieben eine Glimmentladung angeregt wird, wodurch eine zweite Schicht gebildet wird. Wenn in der zweiten
Schicht Halogenatome enthalten sind, wird gleichzeitig dag Betriebssystemventil von SiF. geöffnet, worauf
eine Glimmentladung angeregt wird. Auf diese Weise wird ein lichtempfangendes Aufzeichnungselement hergestellt,
wie es in Fig. 3 gezeigt wird.
SQ Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher
erläutert.
- 44 - DE 3806
Beispiel 1
Mittels der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung für die Herstellung von fotoleitfähigen Aufzeichnungselementen
wurde . auf einem aus Aluminium hergestellten Zylinder unter den in Tabelle 1 gezeigten Herstellungsbedingungen
durch das vorstehend beschriebene Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren
eine lichtempfangende Schicht
gebildet. Ein Teil des zylinderförmigen lichtempfangenden Aufzeichnungselements wurde abgeschnitten, und unter
Anwendung eines Sekundärionen-Massenanalysators wurde eine quantitative Bestimmung der Konzentrationen der
Boratome und Stickstoffatome in Richtung der Schichtdicke durchgeführt, wobei als Ergebnisse die in Fig.
7 gezeigten Tiefenprofile erhalten wurden. Ferner,
würde der restliche Teil des zylinderförmigen lichtempfangenden Aufzeichnungselements in eine Elektrofotografie
vorrichtung eingesetzt, und unter einer Ladungs-Koronaspannung von +6 kV und einer bildmäßigen
Belichtung mit 0,8 bis 1,5 Ix. s wurde ein Ladungsbild erzeugt. Dann wurden nach bekannten Verfahren die
einzelnen Arbeitsgänge der Entwicklung, Übertragung und Fixierung durchgeführt, und die Qualität der erhaltenen
Bilder wurde bewertet. Die Bewertung der BiIdqualität wurde durchgeführt, indem unter Verwendung
von Papieren des Formats A4 in einer normalen Umgebung Bilder in eine'r Gesamtzahl von 100.000 Blatt erzeugt
wurden und ferner in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit Bilder in einer Zahl von 100.000
Blatt erzeugt wurden. Jeweils eine .Probe pro 10.000 Blatt wurde daraufhin bewertet, ob sie im Hinblick
auf die Dichte, die Auflösung, die Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung und das Auftreten von Bildfehlern
gut oder schlecht war. Als Ergebnis konnten bei allen vorstehend erwähnten Merkmalen unabhängig
- 45 - DE 3806
von den Umgebungsbedingungen und von der Anzahl der aufeinanderfolgend kopierten Blätter sehr gute Bewertungen
erhalten werden. Besonders bezüglich des Merkmals der Dichte wurden ausgeprägt gute Ergebnisse erhalten,
und es wurde bestätigt, daß Bilder mit einer sehr hohen Dichte erhalten werden konnten. Dies wird auch
durch die Ergebnisse der Potentialmessungen bekräftigt. Beispielsweise wurde, festgestellt, daß das Empfangspotential im Vergleich mit einer Probe, bei der die
Oberfläche der lichtempfangenden Schicht keiner Behandlung unterzogen worden war, um etwa das 1,4- bis 1,7-fache
verbessert war. Es kann angenommen werden, daß dies auf eine erfolgreiche Entwicklung des Effekts
der Verhinderung der Injektion von Ladungen von der Oberfläche durch Dotieren mit Stickstoffatomen und·
durch das sehr kleine Ausmaß der dotierenden Wirkung von Boratomen zurückzuführen ist. Die Verbesserung
des LadungsaufnähmeVermögens führte nicht nur zu einer
vergrößerten Bilddichte, sondern auch zur Anwendbarkeit eines weiten Bereichs von Koronabedingungen und infolgedessen
zu dem großen Vorteil eines vergrößerten Spielraums bei der Wahl der Bildqualität.
Als weiteres ausgeprägtes Merkmal kann die Auflösung erwähnt werden, und bei einer Reihe von gegenwärtig
durchgeführten Versuchen wurde festgestellt, daß unter allen Umgebungsbedingungen sehr klare Bilder aufrechterhalten
werden. Es scheint, daß dies auf die Wirkung der oberen Schicht des lichtempfangenden Aufzeichnungselements
mit dem in Fig. 7 gezeigten Tiefenprofil der Stickstoffatome zurückzuführen ist, und im Vergleich
mit einem Aufzeichnungselement, das in der oberen Schicht kein solches Tiefenprofil aufweist, trat unter
der Bedingung hoher Feuchtigkeit ein deutlicher Unterschied in der Auflösung auf.
- 46 - ■ DE 3806
* Beispiele 2 und 3 und Vergleichsbeispiele j und 2
* Beispiele 2 und 3 und Vergleichsbeispiele j und 2
•Zylinderförmige lichtempfangende Aufzeichnungselemente
wurden nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurde die Schichtdicke der dritten
Schicht (der oberen Schicht) durch "Änderung der Äbscheidungsdauer
in· verschiedener Weise verändert. Bei diesen lichtempfangenden ' Aufzeichnungselementen · wurde die
Bildqualität ähnlich wie in Beispiel 1 bewertet, wobei die in Tabelle 2 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Zylinderförmige lichtempfangende Aufzeichnungselemente
wurden nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 hergestellt, jedoch
wurde die Durchflußgeschwindigkeit des Ammoniakgases bei der Bildung der dritten Schicht (der oberen Schicht)
in verschiedener Weise verändert. Bei diesen lichtempfangenden
Aufzeichnungselementen wurde die Bildqualität ähnlich wie in Beispiel 1 bewertet, wobei die
in Tabelle 3 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Zylinderförmige lichtempfangende Aufzeichnungselemente
wurden nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 unter den in Tabelle 4 und 5 gezeigten Herstellungsbedingungen hergestellt. Die Tiefenprofile der Stick-
stoffatome und Boratome in den erhaltenen lichtempfangenden
Aufzeichnungselementen hatten die in Fig. 8 und Fig. 9 gezeigten Formen. Bei der Bewertung der
Bildqualität, die ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführt wurde, konnte gute Ergebnisse, die den Ergebnissen
von Beispiel 1 im wesentlichen gleich waren, erhalten werden.
- 47 - DE 3806
Beispiel 8
Mittels der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung für die Herstellung eines lichtempfangenden Aufzeichnungselements
wurde auf einem aus Aluminium hergestellten Zylinder unter den in Tabelle 6 gezeigten Herstellungsbedingungen
durch das vorstehend beschriebene Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren
eine lichtempfangende Schicht gebildet. Ein Teil des zylinderförmigen lichtempfangenden
Aufzeichnungselements wurde abgeschnitten, und unter Anwendung eines Sekundärionen-Massenanalysators
wurde eine quantitative Bestimmung der Konzentrationen der Boratome und Stickstoffatome in Richtung der Schichtdicke
durchgeführt, wobei als Ergebnisse die in Fig.
10 gezeigten Tiefenprofile erhalten wurden. Ferner
wurde der restliche Teil des zylinderförmigen lichtempfangenden Aufzeichnungselements in eine Elektrofotografievorrichtung·
eingesetzt, und unter einer Ladungs-Koronaspannung
von +6 kV und einer bildmäßigen Belichtung mit 0,8 bis 1,5 Ix.s wurde ein Ladungsbild erzeugt.
Dann wurden nach bekannten Verfahren die einzelnen
. Arbeitsgänge der Entwicklung, Übertragung und Fixierung
durchgeführt, und die Qualität der erhaltenen Bilder wurde bewertet. Die Bewertung der Bildqualität wurde
durchgeführt, indem unter Verwendung von Papieren des Formats A4 in einer normalen Umgebung Bilder in
einer Gesamtzahl von 100.000 Blatt erzeugt wurden und ferner in einer Umgebung mit hoher Temperatur
und hoher Feuchtigkeit Bilder in einer Zahl von 100.000 Blatt erzeugt wurden. Jeweils eine Probe pro 10.000
Blatt wurde daraufhin bewertet, ob sie im Hinblick auf die Dichte, die Auflösung, die Reproduzierbarkeit
der Helligkeitsabstufung und das Auftreten von Bildfehlern usw. gut oder schlecht war. Als Ergebnis konnten
bei allen vorstehend erwähnten Merkmalen unabhängig
- 48 - DE 3806
von den Umgebungsbedingungen und von der Anzahl der aufeinanderfolgend kopierten Blätter sehr gute Bewertungen
erhalten werden. Besonders bezüglich des Merkmals der Dichte wurden ausgeprägt gute Ergebnisse erhalten,
und es wurde bestätigt, daß Bilder mit einer sehr hohen Dichte erhalten werden konnten. Dies wird auch
durch die Ergebnisse von Potentialmessungen bekräftigt. Beispielsweise wurde festgestellt, daß das Empfangspotential
im Vergleich mit einer Probe, bei der die Oberfläche der lichtempfangenden Schicht keiner Behandlung
unterzogen worden war, um etwa das ·1,4- bis 1,7-fache
verbessert war. Es kann angenommen werden ^ daß dies
auf eine erfolgreiche Entwicklung des Effekts der Verhinderung der Injektion von Ladungen von der Oberfläche
durch Dotieren mit Stickstoffatomen und durch das sehr kleine Ausmaß der dotierenden Wirkung von
Boratomen zurückzuführen ist. Die Verbesserung des Ladungsaufnahmevermögens führte nicht nur zu einer
vergrößerten Bilddichte, sondern auch zur Anwendbarkeit eines weiten Bereichs von Koronabedingungen und infolgedessen
zu dem großen Vorteil eines vergrößerten Spielraums bei der Wahl der Bildqualität.
Als weiteres ausgeprägtes Merkmal kann die Auflösung erwähnt werden, und bei einer Reihe von gegenwärtig
durchgeführten Versuchen wurde festgestellt, daß unterallen Umgebungsbedingungen sehr klare Bilder aufrechterhalten
wurden. Es scheint, daß dies auf die Wirkung der oberen Schicht der ersten Schicht mit dem in Fig.
10 gezeigten Tiefenprofil der Stickstoffatome zurückzuführen ist, und im Vergleich mit einem Aufzeichnungselement, das in der oberen Schicht kein solches Tiefenprofil
aufweist, trat unter Bedingungen hoher Feuchtigkeit ein deutlicher Unterschied in der Auflösung auf.
35
- 49 - ' DE 3806 Beispiele 9 und 10 und Vergleichsbeispiele 6 und 7
Zylinderförmige lichtempfangende Aufzeichnungselemente
wurden, nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 8 hergestellt, jedoch wurde die Schichtdicke der dritten
Schicht (der oberen Schicht) durch Änderung der Abscheidungsdauer in verschiedener Weise verändert. Bei diesen
lichtempfangenden Aufzeichnungselementen wurde die Bildqualität ähnlich wie in Beispiel 8 bewertet, wobei
die in Tabelle 7 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Beispiele 11 und 12 und Vergleichsbeispiele 8 bis 10
Zylinderförmige lichtempfangende Aufzeichnungselemente·
wurden nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 10 hergestellt, jedoch
wurde die Durchflußgeschwindigkeit des Ammoniakgases bei der Bildung der dritten Schicht (der oberen Schicht)
in verschiedener Weise verändert. Bei diesen lichtempfangenden Aufzeichnungselementen wurde die Bildqualität
ähnlich wie in Beispiel 8 bewertet, wobei die in Tabelle 8 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Beispiele 13 und 14
Zylinderförmige lichtempfangende Aufzeichnungselemente
wurden nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 8 unter den in Tabelle 9 und 10 gezeigten Herstellungsbedingungen
hergestellt. Die Tiefenprofile der Stickstoffatome und der Boratome in den erhaltenen lichtempfangenden
Aufzeichnungselementen hatten die in Fig. 10 bzw. Fig. 11 gezeigten Formen. Bei der Bewertung
der Bildqualität, die ähnlich wie in Beispiel 8 durchgeführt wurde, konnten gute Ergebnisse, die den Ergebnissen
von Beispiel 8 im wesentlichen gleich waren,
- 50 - DE 3806
erhalten werden.
Beispiel 15
Auf lichtempfangenden Aufzeichnungselementen, deren erste Schichten unter den gleichen Bedingungen und
• nach dem gleichen Verfahren wie in den Beispielen 8, 13 und 14 beschrieben gebildet worden waren, wurden
nach dem Zerstäubungsverfahren, das in den japanischen Offenlegungsschriften 52178/1982 und 52179/1982 näher
erläutert wird, unter den in Tabelle 11-1 angegebenen Bedingungen jeweils zweite Schichten gebildet, wobei
neun Arten von Proben hergestellt wurden, und ferner wurden 15 Arten von Proben hergestellt, indem auf
den gleichen zylinderförmigen lichtempfangenden Auf-· Zeichnungselementen, wie sie vorstehend erwähnt wurden,
nach dem gleichen Glimmentladungsverfahren, wie es in Beispiel 8 beschrieben wird, jedoch unter Abänderung
der einzelnen Bedingungen in der in Tabelle 11-2 angegebenen Weise, zweite. Schichten gebildet wurden (insgesamt
24 Proben, nämlich 8-1-1 bis 8-1-8, 8-6-1 bis 8-6-8 und 8-7-1 bis 8-7-8).
Alle . Bilderzeugungselemente fur elektrofotografische
Zwecke wurden einzeln in eine Kopiervorrichtung eingesetzt, 0,2 s lang einer Koronaladung mit -5,0 kV unterzogen
und dann mit einem Lichtbild bestrahlt. Als Lichtquelle wurde eine Wolframlampe mit einer Dosierung
von 1,0- Ix.s eingesetzt. Das Ladungsbild wurde, mit
einem positiv geladenen Entwickler,, der Toner und Tonerträger enthielt, entwickelt und auf gewöhnliches
Papier übertragen. Das übertragene Bild hatte eine sehr gute Qualität. Der auf dem Bilderzeugungselement
für elektrofotografische Zwecke zurückgebliebene Toner
wurde durch Reinigung mit einer Kautschukklinge entfernt.
- 51 - DE 3806
Auch als die vorstehend erwähnten Schritte lOO.OOOmal
oder öfter wiederholt wurden, wurde in keinem Fall eine Verschlechterung der Bilder beobachtet.
Die Ergebnisse der Gesamtwertung der Bildqualität der übertragenen Bilder und der Bewertung der Haltbarkeit
durch aufeinanderfolgende kontinuierliche Verwendung
sind in Tabelle 12 angegeben.
Beispiel 16
Bilderzeugungselemente wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 8 gebildet, jedoch wurde
während der Bildung der zweiten Schicht nach dem Zerstäubungsverfahren das Verhältnis der Siliciumatome·
zu den Kohlenstoffatomen in der zweiten Schicht durch Variieren des Target-Flächenverhältnisses von Siliciumscheibe
zu Graphit verändert. Bei jedem der auf diese Weise gebildeten Bilderzeugungselemente wurden die
gleichen Schritte der Bilderzeugung, Entwicklung und Reinigung wie in Beispiel 8 lOO.OOOmal wiederholt,
und danach wurde die Bildqualität bewertet, wobei die in Tabelle 13 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Beispiel 17
Bilderzeugungselemente wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 8 gebildet, jedoch wurde
während der Bildung der zweiten Schicht das Verhältnis der Siliciumatome zu den Kohlenstoffatome in der zweiten
Schicht durch Variieren des Durchflußgeschwindigkeitsverhältnisses
von SiH4-GaS zu C3H4-GaS verändert.
Bei jedem der auf diese Weise gebildeten Bilderzeugungselemente wurden die gleichen Schritte der Bilderzeugung,
Entwicklung und Reinigung wie in Beispiel 8 lOO.OOOmal wiederholt, und danach wurde die Bildqualität bewertet,
- 52 - DE 3806
wobei' die in Tabelle 14 gezeigten Ergebnisse erhalten
wurden.
Beispiel 18
5
5
Bilderzeugungselemente wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 8 gebildet, jedoch wurde
während der Bildung der zweiten Schicht das Verhältnis der Siliciumatome zu den Kohlenstoffatomen in
der zweiten Schicht durch Variieren des Durchflußgeschwindigkeitsverhältnisses von SiH4-GaS, SiF4-GaS
und CpH.-Gas verändert. Bei jedem der auf diese Weise
gebildeten Bilderzeugungselemente wurden die gleichen Schritte der Bilderzeugung, Entwicklung und Reinigung
wie in Beispiel 8 lOO.OOOmal wiederholt, -und danach·
wurde die Bildqualität bewertet, wobei die in Tabelle 15 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Beispiel 19
Mittels der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung für die Herstellung eines lichtempfangenden Aufzeichnungselements
wurden auf einem aus Aluminium hergestellten .Zylinder unter den in Tabelle 16 gezeigten. Herstellungsbedingungen
durch das vorstehend beschriebene Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren
eine erste Schicht und eine zweite' Schicht, die Fotoleitfähigkeit zeigte, gebildet. Ein
Teil des zylinderförmigen lichtempfangenden Aufzeichnungselements
wurde abgeschnitten, und unter Anwendung eines Sekundärionen-Massenanalysators wurde eine quantitative
Bestimmung der Konzentrationen der Boratome und Stickstoffatome in Richtung der Schichtdicke durchgeführt,
wobei als Ergebnisse die in Fig. 13 gezeigten Tiefenprofile erhalten wurden. Ferner wurde der restliche
Teil des zylinderförmigen lichtempfangenden Aufzeichnungselements in eine Elektrofotografievorrichtung
- 53 - DE 3806
eingesetzt, und unter einer Ladungs-Koronaspannung
von +6 kV und einer bildmäßigen Belichtung mit 0,8 bis 1,5 Ix. s wurde ein Ladungsbild erzeugt. Dann wurden
nach bekannten Verfahren die einzelnen Arbeitsgänge der Entwicklung, Übertragung und Fixierung durchgeführt,
und die Qualität der erhaltenen Bilder wurde bewertet. Die Bewertung der Bildqualität wurde durchgeführt,
indem unter Verwendung von Papieren des Formats A4 in einer normalen Umgebung Bilder in einer Gesamtzahl
von 150.000 Blatt erzeugt wurden und ferner in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit
Bilder in einer Zahl von 150.000 Blatt erzeugt wurden. Jeweils eine Probe pro 10.000 Blatt wurde daraufhin
bewertet, ob sie im Hinblick auf die Dichte, die Auflösung, die Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung·
und das Auftreten von Bildfehlern usw. gut oder schlecht war. Als Ergebnis konnten bei allen vorstehend erwähnten
Merkmalen unabhängig von den Umgebungsbedingungen und von der Anzahl der aufeinanderfolgend kopierten
Blätter sehr gute Bewertungen erhalten werden. Besonders bezüglich des Merkmals der Dichte wurden ausgeprägt
gute Ergebnisse erhalten, und es wurde bestätigt, daß Bilder mit einer sehr hohen Dichte erhalten werden
konnten. Dies wird auch durch die Ergebnisse von Potentialmessungen
bekräftigt. Beispielsweise wurde festgestellt, daß das Empfangspotential im Vergleich mit
einer Probe, bei der die Oberfläche der lichtempfangenden Schicht keiner Behandlung unterzogen worden war,
um etwa das 2- bis 2,5-fache verbessert war. Es scheint, daß dies auf eine ausreichende . . · Wirkung
der durch Dotieren der ersten Schicht mit Stickstoffatomen hervorgerufenen Erhöhung des elektrischen Widerstandes
und der durch Änderung des Gehalts der Boratome verursachten Verhinderung der Ladungsinjektion zurückzuführen
ist. Die Verbesserung des Ladungsaufnahmever-
- 54 - DE 3806
mögens führte nicht nur zu einer vergrößerten Bilddichte, sondern auch zur Anwendbarkeit eines weiten
Bereichs von Koronabedingungen und infolgedessen zu dem großen Vorteil eines vergrößerten Spielraums bei
der Wahl der Bildqualität.
Als weiteres ausgeprägtes Merkmal kann die Auflösung erwähnt werden, und bei einer Reihe von gegenwärtig
durchgeführten Versuchen wurde festgestellt, daß unter allen Umgebungsbedingungen sehr klare Bilder aufrechterhalten
wurden. Es scheint, daß dies auf die Wirkung des Stickstoffatom-Tiefenprofils zurückzuführen ist,
bei dem sich der Abschnitt mit dem Höchstwert der Verteilungskonzentration der Stickstoffatome in der
Nähe der Verklebungs-Grenzfläche zwischen der ersten· Schicht und der zweiten Schicht befindet, wie es in
Fig. 13 gezeigt ist, und die Auflösung unterscheidet sich deutlich von der Auflösung bei einem Aufzeichnungselement, das kein solches Tiefenprofil aufweist.
Beispiel 20
Zylinderförmige licht empfangende Aufzeichnungselemente
wurden nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 19 hergestellt, jedoch wurden die Formen der Tiefenprofile
der Stickstoffatome und der Boratome verändert. Die Einzelheiten der Herstellungsbedingungen sind
in Tabelle 16 gezeigt. Die Analysen der Konzentrationen der am . Aufbau beteiligten Atome und die Bewertung
der Bildqualität wurden bei diesen, zylinderförmigen
lichtempfangenden Aufzeichnungselementen ähnlich wie
in Beispiel 19 durchgeführt. Als Ergebnis wurden die in Fig. 14 gezeigten Tiefenprofile der Stickstoffatome
und der Boratome erhalten. Bei der Bewertung der BiIdqualität wurden gute Ergebnisse, die den Ergebnissen
von Beispiel 19 im wesentlichen gleich waren, erhalten.
- 55 - DE 3806
Vergleichsbeispiel 11 und Beispiele 21 bis 23
Zylinderförmige lichtempfangende Aufzeichnungselemente
wurden, nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 19 hergestellt, jedoch wurden die Tiefenprofile der
Stickstoffatome und der Boratome in der in Fig. 15 gezeigten Weise (Vergleichsbeispiel 11) bzw. in der
in Fig. 16 bis 18 gezeigten Weise (Beispiele 21 bis 23) verändert. Bei diesen lichtempfangenden Aufzeichnungselementen
wurde die Bildqualität ähnlich wie
in Beispiel 19 bewertet. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß bei dem zylinderförmigen lichtempfindlichen Aufzeichnungselement
von Vergleichsbeispiel 11 die Bilder, die in einer normalen Umgebung erzeugt wurden, gut
waren, daß jedoch unter Bedingungen mit hoher Temperatur, mit hoher Feuchtigkeit nach dem Kopieren von etwa
120.000 Blatt ein Bildfließen eintrat. Andererseits konnten mit den zylinderförmigen lichtempfangenden
Aufzeichnungselementen der Beispiele 21 bis 23 Bilder
mit hervorragendem Kontrast erhalten werden, und auch unter den Bedingungen hoher Temperatur und hoher Feuch-
tigkeit trat kein Bildfließen ein.
Beispiel 24
25
25
Auf lichtempfangenden Aufzeichnungselementen, deren
erste Schichten unter den gleichen Bedingungen und nach dem gleichen Verfahren wie· in den Beispielen
19, 20 und 21 beschrieben gebildet worden waren, wurden nach dem Zerstäubungsverfahren, das in den japanischen
Offenlegungsschriften 52178/1982 und 52179/1982 näher beschrieben ist, unter den in Tabelle 18-1 angegebenen
Bedingungen jeweils zweite Schichten gebildet, wobei 9 Arten von Proben hergestellt wurden, und ferner
wurden auf den gleichen zylinderförmigen lichtempfangenden Aufzeichnungselemenen, wie sie vorstehend erwähnt
- 56 - DE 3806
wurden, nach dem gleichen Glimmentladungsverfahren, wie es in Beispiel 19 beschrieben ist, jedoch unter
Veränderung üet4 einzelnen Bedingungen in der in Tabelle
18-2 angegebenen Weise, zweite Schichten gebildet, wodurch 15 Arten von Proben hergestellt wurden (das
heißt, es wurden insgesamt 24 Proben, nämlich die Proben 6-1-1 bis 6-1-8, 6-2-1 bis 6-2-8 und 6-3-1
bis 6-3-8, hergestellt).
Jedes der Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurde einzeln in eine Kopiervorrichtung eingesetzt,
0,2 s lang einer Koronaladung mit -5,0 kV unterzogen und dann mit einem Lichtbild bestrahlt. Als
Lichtquelle wurde eine Wolframlampe mit einer Dosis von 1,0 Ix.s eingesetzt. Das Ladungsbild wurde mit'
einem positiv geladenen Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, entwickelt und auf gewöhnliches
Papier übertragen. Die übertragenen Bilder waren sehr gut. Der auf dem Bilderzeugungselement für elektrofotografische
Zwecke· zurückgebliebene Toner wurde durch Reinigung mit einer Kautschukklinge entfernt.
Auch als solche Schritte lOO.OOOmal oder öfter wiederholt wurden, wurde in keinem Fall eine Verschlechterung
der Bilder beobachtet.
Die Ergebnisse, der Gesamtbewertung der Bildqualität
der übertragenen Bilder und der Bewertung der Haltbarkeit durch aufeinanderfolgende kontinuierliche Verwendung
sind in Tabelle 19 angegeben.
■ ,
■ ,
Beispiel 25
Bilderzeugungselemente wurden nach genau dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 19 hergestellt, jedoch wurde 35
während der Bildung der zweiten Schicht nach dem Zer-
- 57 - DK 38O(>
stäubungsverfahren das Verhältnis der Siliciurnatome
zu den Kohlenstoffatomen in der zweiten Schicht durch Variieren des Target-Flächenverhältnisses von Siliciumscheibe
zu Graphit verändert. Bei jedem der auf diese Weise gebildeten Bilderzeugungselemente wurden die
gleichen Schritte der Bilderzeugung, Entwicklung und Reinigung wie in Beispiel 19 lOO.OOOmal wiederholt,
und danach wurde die Bildqualität bewertet, wobei die in Tabelle 20 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Beispiel 26
Bilderzeugungselemente wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 19 gebildet, jedoch wurde
während der Bildung der zweiten Schicht das Verhält-· nis der Siliciumatome zu den Kohlenstoffatomen in
der zweiten Schicht durch Variieren des Durchflußgeschwindigkeitsverhältnisses von SiH4-GaS zu C0H4-GaS
verändert. Bei jedem der auf diese Weise gebildeten Bilderzeugungselemente, wurden die gleichen Schritte
der Bilderzeugung, Entwicklung und Reinigung wie in Beispiel 19 lOO.OOOmal wiederholt, und danach wurde
die Bildqualität bewertet, wobei die in Tabelle 21 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Beispiel 27
Bilderzeugungselemente wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 19 gebildet, jedoch wurde
während der Bildung der zweiten Schicht das Verhältnis der Siliciumatome zu den Kohlenstoffatomen in
der zweiten Schicht durch Variieren des Durohflußgeschwindigkeitsverhältnisses
von SiH4-GaS5 SiF -Gas
und C2H4-GaS verändert (Probe Nr. A901 bis 908). Bei
jedem der auf diese Weise gebildeten Bilderzeugungselemente
wurden die gleichen Schritte der Bilderzeugung,
DE 3806
Entwicklung und Reinigung wie in Beispiel 19 lOO.OOOmal wiederholt, und danach wurde die Bildqualität bewertet,
wobei die in Tabelle 22 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Tabelle
Reihenfolge der Schichtbildung (Name des Be reichs) |
(Schicht- ibereich A) |
Verwendete Gase und deren Durch- flußgeschwindig- keiten (l\lorm-cm3/ min) |
Gasdruck (mbar) |
Entla dungs lei stun q (W) " |
Abschei- jungsdauer (mi η) |
Untere Schich |
2 Schicht bereich B) ■ - |
SiH.: 300 B^/H*: 450 NO: 10,2 |
0,67 | 150 | 6 |
3 (Obere Schicht) |
SiH.: 300 4 · B2H6ZH^: 3 |
0,33 | 150 | 150 | |
SiH^: 300 B2H6ZH*: 60 NH3: CH-45 |
0,29 | 50 | 20 |
*: Mit H2 auf eine BgHg-Konzentration von 1000 Vol.-ppm
verdünntes Gas
Tabelle
Beispiel Nr. oder Ver gleichsbei spiel Nr. |
Vergleichs beispiel 1 |
Beispiel 2 |
Beispiel 1 |
Beispiel 3 |
Vergleichs- Deispiel 2 |
|
10 | Abscheidungs- dauer |
2 s | 6 s | 20 min | 100 min | 250 min |
15 | Schichtdicke | 1,0 nm | 3,0 nm | 500,Onm | 3 pm | 7,5 \im |
Bewertung der Jildqualität |
Δ (1) | O | O | Δ (2) |
O : außerordentlich gut
Δ (l) : .Nach 5000 mal i eiern aufeinanderfolgenden
Kopieren in einer Umgebung mit hoher Temperatur (350C) und hoher Feuchtigkeit (90%)
waren die Bilder ein wenig unscharf.
Δ (2) : In den Bildern trat Hi ntergrundverschl ei erunj)
ein.
Tabelle
Beispiel Nr oder Ver gleichs- beispiel Nr |
Ver gleichs- beispiel 3 |
Ver gleichs- beispiel 4 |
Bei spiel 4 |
Bei spiel 3 |
Bei spiel 5 |
Ver gleichs- beispiel 5 |
)urchflußge- ;chwindigkei1 ies Ammoniak- jases (Norm- !Ki3 iji\ in) |
O -> 10"4 | O ■*■ 10~2 | O ■*■ 1 | O ·+ 45 | O ->- 300 | O -*■ 3000 |
Bewertung det 3ildqualität |
Δ (3) | Δ (4) | O | O | O | Δ (5) ' |
Δ (3)
Δ (5)
außerordentlich gut
Bilddi-chte ein wenig dünn; nach 5000 maligem
aufeinanderfolgenden Kopieren in einer Umgebung
mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit waren die Bilder ein wenig unscharf;
bei einer Bildbelichtung mit hoher Dosis (1,5 Ix *■ s) was die Bildschärfe ein
wenig vermindert.
Bei einer Bildbelichtung mit hoher Dosis (1,5 Ix.s)
war die Bildschärfe ein wenig vermindert. In den Bildern trat Hintergrundverschleierung
ein.
Tabelle
Reihenfolge der Schichtbildung (Name des Be reichs) |
1 (Schicht bereich A) |
Verwendete Gase und deren Durch flußgeschwindig keiten (Norm-cm3/ min) |
Gas druck (mbar) |
ntla- unns- eistunq (W) |
Abschei- dungsdauer (min) |
Untere Schieb |
t 2 (Schicht bereich B? |
SiH.: 300 h B2H6/H2*: 45° |
0,67 | 150 | 30 |
3 (Obere Schicht) |
SiH.: 300 4 B2H6/H2*: 10 |
0,33 | 150 | 200 | |
SiH4: 300 B2W: 60 NH3: 1-KLOO |
0,36 -> 0,43 |
150 | 20 I |
*: Mit H2 auf eine B^Hg-Konzentration von
1000 Vol.-ppm verdünntes Gas
Tabelle
Reihenfolge der Schichtbildung (Name des Bereichs) |
1 (Schicht bereich A) |
Verwendete Gase und deren Durch flußgeschwindig keiten (Norm-cm3/ min) |
Gas druck (mbar) |
Entla- dungs- leistung (W) |
!\bschei- lungsdauer (min) |
Jntere ichich |
2 fSchicht- Bereich B) |
SiH,: 300 B0H,/H *: 900 Zu i. NO: 15 |
0,93 | 100 | 3 |
)bere >chich1 |
3 | SiH.: 300 4 B2H6ZH2*: 10 |
0,35 | 100 | 170 |
4 | SiH4: % 300 B2H6ZH2*: 30 NH3: 15 |
0,37 | 100 | 10 | |
SiH.: 300 4 B2H6ZH2*: 30 NH3: 80 |
0,41 | 100 | 4 |
*: Mit H2 auf eine B^Hg-Konzentrati on von
1000 Vol.-ppm verdünntes Gas
■: -:::::.:- 341U75
Tabelle
10 | Reihenfolge der Schichtbildung [Name des Bereichs) |
ntere | 1 ichicht- iereich A) |
Verwendete Gase und deren Durchr Hußgeschwindig- <eiten (Norm-cm3/ mi η) |
Gas druck (mbar) |
Intla- dungs- eistung (W/cm2) |
Schicht dicke (pm) |
chich | : 2 >chicht- )ereich |
SiH.: 300 4 Β-Η,/Η *: 450 ZD / |
0,67 | 0,18 | 2 | ||
15 | Erste | £ 3 χ pbere Schicht) |
SiH.: 300 4 B2H6ZH2*: 3 |
0,33 | 0,18 | 17;5 | |
20 | chi ch | 4 Zweite Schicht |
SiH.: 300 4 BJ,7H*: 60 Zu / NH3: 0+45 |
0,29 | 0,06 | 0,5 | |
25 | SiH.: 100 4 He: 200 -CH4: 235 |
0;18 | 0,5 |
*: Mit H2 auf eine B2Hg-Konzentrati on. von
1000 Vol.-ppm verdünntes Gas
Tabelle 7
Beispiel Nr. oder Ver gleichsbei spiel Nr. |
Vergleichs beispiel 6 |
Beispiel 9 |
Beispiel 8 |
Beispiel 10 |
Vergleichs beispiel 7 |
|
10 | Abscheidungs- dauer |
2 s | 6 s | 20 min | 100 min | 350 min |
15 | Schichtdicke | 1,0 nm | 3,0 nm | 600,Onm | 3 Mm | 10,5 um |
Bewertung der Bildqualität |
Δ (1) | O | O | C | C |
O : außerordentlich gut
Δ (i): Nach 5000 maligem aufeinanderfolgenden Kopieren
wurde das Aufzeichnungselement in der Umgebung mit hoher Temperatur (370C) und
hoher Feuchtigkeit (90%) stehen gelassen; danach
wurde in dieser Umgebung eine Bilderzeugung durchgeführt, wobei festgestellt wurde,
daß die Bilder unscharf waren.
:--;;.:. 341 τ 4ν
Tabelle 8
Beispiel Nr. |
Vergleichs beispiel 8 |
Vergleichs beispiel 9 |
Beispie 11 |
Bei spie 10 |
ieispiel 12 |
Vergleichs beispiel 10 |
)urchflußge- ;chwindigkei les Ammoniak jases(Norm- ;m3 /mi η) |
O ->-■ 1O~4 | O ■*· 1O~2 | 0 + 1 | 0 - 45 | 0 -»■ 300 | 0 ->· 3000. |
Bewertung de lildqualität |
Δ (2) | Δ (3) | O | O i 1 |
O |
Δ (4)
i |
O
Δ (2)
Δ (2)
Δ (3)
Δ (4)
außerordentlich gut
Bilddichte ein wenig dünn; nach 5000 maligern
aufeinanderfolgenden Kopieren in einer Umgebung
mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit waren die Bilder ein wenig unscharf; bei
einer Bildbelichtung mit hoher Dosis (1,5 Ix'
s) war die Bildschärfe ein wenig vermindert. Bei einer Bildbelichtung mit hoher Dosis (1,5 Ix.s) war
die Bildschärfe ein wenig vermindert. In den Bildern trat Hintergrundverschleierunq
ein.
- 6b -
Tabelle
Reihenfolge der Schichtbildung (Name des Bereichs) |
Jntere >chieh1 |
Schicht bereich A) |
Verwendete Gase und deren Durch flußgeschwindig keiten (Norm-cm3/ min) |
Gas druck (mbar) |
Entla dungs- leistung (W/cm2) |
ichicht dicke (Mm) |
[rste )Chich |
2 Schicht bereich B) |
SiH.: 300 4 B2H6/H2*: 450 |
0,67 | 0,18 | 0,3 | |
' 3 pbere Schicht) |
SiH4: 300 B2H6/H2*: 10 |
0,33 | 0,18 | 20,7 | ||
4 Zweite Schicht |
SiH4: 300 B/H6/H2*: 60 NH3: 0+100 |
0,36 0,43 |
0,18 | 1,2 | ||
SiH.: 100 4 He: 200 CH.: 250 4 |
0,40 | 0,18 | 0,5 I |
*: Mit H2 auf eine B2Hg-Konzentrati on von
1000 Vol.-ppm verdünntes Gas
Tabelle
:.:.' 34Ί 147b
Reihenfolge der Schichtbildung (Name des Bereichs) |
Untere chic Ir |
, 1 Schicht bereich A) |
Verwendete Gase und deren Durch flußgeschwindig keiten (Norm-cm3/ min) |
Gas druck (mbar) |
Entla- dungs- leistunc (W/cm2') |
chiehl icke (μΐη) |
Erste schich ! |
ibere lchicht |
, 2 Schicht bereich B) |
SiH.: 300 4 B_H,/H *: 900 |
0,93 | 0,12 | 0,3 |
3 . |
SiH4: 300 B2H6/H2*: 10 |
0,35 | 0,12 | 14 | ||
4 | SiH.: 300 4 B2H6/H2*: 30 NH3: 15 |
0,37 | 0,12 | 1 | ||
5 Zweite Schicht |
SiH4: 300 B9H,/H0*: 30 . NH3: 80 |
0,41 | 0,12 | 0,5 | ||
SiH.: 100 4 He: 200 CH4: 250 |
0,40 | 0,18 | 0,5 [ |
auf eine B2Hg-Konzentration von
* : Mit
1000 Vol.-ppm verdünntes Gas
Tabelle 11 -
Bedingung | Si-Scheibe: Graphit (FlächenverhäT.tnis) |
Entladungs leistung (W/cm2) |
Schicht dicke (\im) |
8,- 1 | 1,5 : 8,5 | 0,3 | 0,5 |
8-2 | 0,5 : 9,5 | 0,3 | 0,3 |
8-3 | 6 : 4 | 0,3 |
Während der Zerstäubung wurde Ar miit 200 Norm-cm3/mi η
zugeführt.
Tabelle 11-2
Bedingung | Verwendete Gase und deren Durch- flußgeschwindig- kei ten(Norm-cm3/mi n[ |
Entladungs leistung (W/cm2) |
Schicht dicke (μπι) |
8-4 | SiH,/He*1: 30 · 4 CH. : ·· 360 4 |
0,18 | 0,1 |
8-5 | -SiH./He*2: 150 4 CH4: 100 |
0,18 | 0,3 |
8-6 | SiH./He*2: 225 SiF^/He : 225 CH4: 350 |
0,18 | 0,5 |
8-7 | SiH4/He*2: 34 SiF4/He : 11 CII-,: - K)RO |
" 0,18 | 0,3 |
8-8 | SiH./He*2: 225 4 * SiF4/He : 225 CH4: 100 |
0,18 | 1,5 |
*2
1, *2 SiH4/He = 0,5, * SiF4/He = 0,5
L:. 34114Vb
Tabelle 12
Herstel1ungsbedi ngungen für die zweite Schicht
8-1 8-2 8-3 8-4 8-5 8-6 8-7 8-8 Probe Nr. / Bewertung
8-1-1
-1,-2
8-1-3
8-1-4
8-1-5
Co) (o
8-1-6
8-1-7
8-1-8
O 8-6-1
8-6-2
8-6-3
-6-4
8-6-5 (θ)
- 6 - 6
8-6-7
-6-8
O -O -7-1
-7-2
-7-3
-7-4
8-7-5 -7-6
8-7-7
8 - 7 -
Probe Nr.
Gesamtbewertung der
Bewertung der Haltharkpjt.
Bewertungsmaßstab: @ ... ausgezeichnet
O ··· 9ut
Tabelle
Probe Nr. | 90.1. | 902 | 903 | 904 | 905 | 906 | 907 |
Si : C - Target (Flächen- y/erhältnis) |
9:1 | 6,5:3,5 | 4:6^ | 2:8 | 1:9 | 0,5:9,5 | 0,2:9,8 |
Si : C (Gehalts verhältnis) |
9,7:0,3 | 8,8:1,2 | 7,3:2,7 | 4,8:5,2 | 3:7 | 2:8 | 0,8:9,2 |
Bewertung der Bildqualitä |
O | O | (Q) | O | Δ | X |
Δ X
sehrgut
gut
für die praktische Anwendung zufriedenstellend
Erzeugung von Bildfehlern
- ;..;:.;. 341 147b
T-abelle
Probe Nr.
10011002
1003
10041005
1006 1007
1008
SiH^C^H»
(Durchfluß geschwindigkeits-
verhältnis
9:1
6:4
4:6
2:8
0,5:9,5 0,35:9,65
0,2:9,8
Si : C (Gehaltsverhältnis
9:1
7:3
5 ·4 S
4:6
3:7
2:8 1,2:8,8
0,8:9,2
Bewertung der
Bildqual it
Bildqual it
■Ρ
© : sehr gut
O .: gut
Δ : für die praktische Anwendung zufriedenstellend
X : Erzeugung von Bildfehlern
Tabelle
Probe Nr. | 1101 | 1102 | 1103 | 1104 | 1105 | 1106 | 1107 | 1108 |
,iH4:SiF4 Durch?läß- jeschwindig ceitsver- lältnis) |
5:4:1 | 3:3,5 :3f5 |
2:2:6 | 1:1:8 | 0,6:0,4 :9 |
0,2:0,3 :9,5 |
0,2:0,15 :9,65 |
0,1:0,1 :9,S |
Si : C Gehalts- ferhältnis) |
; 9:1 | 7:3 | 5,5 :4,5 |
4:6 | 3:7 | 2:8 | 1,2:8,8 | 0,8:9,2 |
Bewertung ier h'ldqual itä" |
O | O | ® | ® | © | O | Δ | >< |
(Q)
sehr gut gut
für die praktische Anwendung zufriedenstellend
Erzeugung von Bildfehlern
:.:. 341147b
- 73 -
Tabelle
Schichtaufbau | Erste Schicht | Zwei te Schicht |
Verwendete Gase und deren Durchf1ußgeschwi ndi gkei ten (Norm-cm3/min) |
SiH4-: 500 B2H5: O,6+0,03+0,25 NH3: 18+45 |
SiH.: 100 4 He: 200 CH.: 235 4 |
Entladungsleistung (W/cm2) | 0,18 | 0,18 |
Schichtbildungsgeschwindig keit (nm/s) |
1,9 | 1,0 |
Schichtdicke (pm) | 20 | 0,5 |
Druck während der Reaktion (mbar) • |
0,47 | 0,40 |
Substrattemperatur (0C) | 250 | 200 |
Entladungsfrequenz (MHz) | 13,56 | 13,56 |
Tabelle
Schichtaufbau | Erste Schicht | Zwei te Schicht |
Verwendete Gase und deren Durchf1ußgeschwi ndi gkei ten (Norm-cm3/min) |
SiH4: 300 B2H6: 0,9+0,025+0,06 NH3: 15-"7O H2: 900 |
SiH4: 100 He: 200 CH^: ' 235 |
Entladungsleistung (W/cm2) | 0,18 | 0,18 |
Schichtbildungs- geschwindigkeit (nm/s) |
1,5 | 1,0 |
Schichtdicke (μηι) | 20 | 0.5 |
Druck während der Reaktion (mbar). |
1,00 | 0,40 |
Substrattemperatur (0C) | , 250 | 200 |
Entladungsfrequenz (MHz) | 13,56 | 13,56 |
Tabelle 18-1
3 4114 7b
Bedingung | Si-Scheike : Graphit (FlMchenverhältnis) |
Entladungs leistung (W/an2) |
Schicht dicke ö*xn) |
6-1 | 1,5 : 8,5 | 0,3 | 0,5 |
6-2 | 0,5 : 9,5 | 0,3 | 0,3 |
6-3 | 6:4 | 0,3 | 1,0 |
Während der Zerstäubung wurde Ar mit 200 Norm-on /min zugeführt.
Tabelle 18-2
Bedingung | Verwendete Gase und deren Durchflußge schwindigkeiten (Norm-cm /min ) |
Entladungs leistung (W/cm2) |
Schicht dicke C^m) |
6-4 | *l SiH,/He : 30 CH4: * 360 |
0,18 | 0,1 |
6-5 | • *2 SiH4/He : 150 CH4: 100 |
0,18 | 0,3 |
6-6 | SiH4/He*2: 225 SiF./He : 225 4 CH.: 350 4 |
0,18 | 0,5 |
6-7 | Si^/He*2: 34 - SiF4/He*: 11 CH4: 1080 |
0,18 | 0,3 ■ |
6-8 | SiH4/He*2: 225 SiF4/He*: 225 CH.: 100 4 |
0,18 |
*2
SiH4/He =1, SiU4/He =0,5,
SiF4/He
= 0,5
Tabelle 19
. Herstellungsbedingungen für die zweite Schicht J
6-1 6-2 6-3 6-4 6-5 6-6 6-7 6-8 Probe Nr. / Bewertung
6-1-1
6-1-2
6-1-3
6-1-4
6-1-5
(δ) (ο
6-1-6
6-1-7
6-1-8
6-2-1
6-2-2
6-2-3
6-2-4
6-2-5 6-2-6
6-2-7
6-2-8
6-3-1
6-3-2
6-3-3
6-3-4
6-3-5 6-3-6
6-3-7
6-3-8
Probe Nr „
Gesamtbevrertung der Bildqualität
Bewertung der Haltbarkeit
Bewertungsmaßstabs @.«. ausgezeichnet
Q ... gut
Tabelle
Probe Nr. | 701 | 702 | 703 | 704 | 705 | 706 | 707 |
Si : C (Flächen verhält nis) |
9:1 | 6,5:3,5 | 4:6- | 2:8 | 1:9 | 0,5:9,5 | 0,2:9,8 |
Si : C (Gehalts- verhält nis) |
9,7:0,3 | 8,8:1,2 | 7,3:2,7 | 4,8:5,2 | 3:7 | 2:8 | 0,8:9,2 |
Bewertung der BiId- quaUtät |
Δ | O | ® | O | Δ | X |
O:
Δ :
sehr gut
gut
für die praktische Anwendung zufriedenstellend
Erzeugung von Bildfehlern
Tabelle
Probe Nr. | 801 | 802 | 803 | 804 | 805 | 806 | 807 | 808 · |
Si:C2H4 (Durch f luß geschwindig· keitsver- hältnis) |
9:1 | 6:4 | 4:6 | 2:8 | l-:9 | 0,5:9,5 | 0,35:9,65 | 0,2:9,8 |
Si : C (Gehalts- verhält nis) |
9:1 | 7:3 | 5,5:4,5 | 4:6 | 3:7 | 2:8 | 1,2:8,8 | 0,8:9,2 |
Bewertung der Bild qualität |
O | O | (Q) | © | © | O | Δ | X |
@ : sehr gut
O : gut
& t für die praktische Anwendung zufriedenstellend
X : Erzeugung von Bildfehlern
Tabelle 22
Probe Nr.
:C 2 H4
(Durchflußjeschwindigkeitsverhältnis)
Λ901
5:4:1
Λ902
3:3,5
:3,5 Λ903
2:2:6
A904
1:1:8
Λ9Ο5
0,6:0,4 :9
Λ906
0,2:0,3 :9,5
Λ9Ο7
0,2:0,15 :9,65
Λ908
0,1:0,1
Si : C
(Gehalts-r · verhältnis
9:1
7:3 5,5 :4,5
4:6
3:7
2:8
1,2:8,8
0,8:9,2
Bewertung der Bildqualität
0 ' sehr gut
für die praktische Anwendung zufriedenstellend Erzeugung von Bildfehlern
Claims (7)
- TlEDTKE - BüHLING - KlNNE - GrUPE-:":": :rt /1^ O 'S 7* "Ί *1 /. 7 ^ Dipl.-Ing. H. TiedtkeftLLMANN - tlRAMS - OTRUIF o4 I 1^/0 DipL.Cnem. G. BühlingDipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-lng. B. Pellmann Dipl.-lng. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. StruifBavariaring 4, Postfach 20240 8000 München 2Tel.: 0 89-539653 Telex: 5-24 845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent Münche28. März 1984 DE 3806Patentansprücher II 1. /Lichtempfangendes Aufzeichnungselement, gekennzeicfcmeii; durch ein Substrat und eine auf dem Substrat' vorgesehene lichtempfangende Schicht, die Fotoleitfähigkeit zeigt und ein amorphes Material mit einer Matrix von Siliciumatomen enthält, wobei die lichtempfangende Schicht von der Substratseite aus in Richtung der Schichtdicke dieser Schicht einen ersten Schichtbereich, der Atome der Gruppe III des Periodensystems in einer in Richtung auf die Seite des Substrats höheren Konzentration enthält, und einen zweiten Schichtbereich, der Atome der Gruppe III des Periodensystems und Stickstoffatome enthält, aufweist.
- 2. Lichtempfangendes Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfangende Schicht einen dritten Schichtbereich aufweist, der als Hauptbestandteile Siliciumatome und Kohlenstoff-.atome enthält und auf dem zweiten Schichtbereich vorgesehen ist.
- 3. Lichtempfangendes Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefenprofil der Stickstoffatome in Richtung der Schichtdicke einenB/13Dresdner Bank (München) KIo. 3939 844 Bayer. Vereinsbank (München) KIo 508 941 Postscheck (München) KIo. 670-43-80Ί- 2 - ' DE 3806Abschnitt enthält, in dem die Konzentration in Richtung auf die Seite der freien Oberfläche der lichtempfangenden Schicht ansteigt.
- 4. Lichtempfangendes Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefenprofil der Atome der Gruppe III des Periodensystems einen Abschnitt enthält, in dem die Konzentration in Richtung auf die Seite der freien Oberfläche der lichtempfangenden Schicht ansteigt.
- 5. Lichtempfangendes Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefenprofil der Stickstoffatome in Richtung der Schichtdicke einen Abschnitt enthält, in dem die Konzentration in Richtungauf die Substratseite ansteigt.
- 6. Lichtempfangendes Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefenprofil der Atome der Grupp.e III des Periodensystems einen Abschnitt enthält, in dem die Konzentration in Richtung auf die Substratseite ansteigt.
- 7. Lichtempfangendes Aufzeichnungselement, gekennzeichnet durch ein Substrat, eine auf dem Substrat vorgesehene erste Schicht, die Fotoleitfähigkeit zeigt und ein amorphes Material mit Siliciumatomen als Matrix enthält, und eine zweite Schicht, die als Hauptbestandteile Siliciumatome und Kohlenstoffatome enthält und auf der ersten Schicht vorgesehen ist-, wobei die erste Schicht mindestens eine aus Atomen der Gruppe III des Periodensystems und Stickstoffatomen ausgewählte Atomart enthält, wobei die Stickstoffatome eine Konzentration haben, die derart verteilt ist, daß sie in Richtung der Schichtdicke vom mittleren Abschnitt der ersten- 3 - DE 3806Schicht in Richtung auf die zweite Schicht ansteigt, und wobei die Atome der Gruppe III des Periodensystems eine Konzentration .haben, die derart verteilt ist, daß der Höchstwert der Konzentration in Richtung der Schichtdicke an der Endfläche an der Seite, an der das Substrat vorgesehen ist, oder in der Nähe dieser Endfläche vorliegt.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3943017A1 (de) * | 1988-12-27 | 1990-07-05 | Canon Kk | Elektrophotographisches bilderzeugungsverfahren, bei dem ein amorphes silicium enthaltendes lichtempfangendes element mit einer zum tragen eines ladungsbildes dienenden schicht und einer zum tragen eines entwickelten bildes dienenden schicht und ein feinteiliger isolierender toner verwendet werden |
Citations (2)
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DE3201081A1 (de) * | 1981-01-16 | 1982-08-26 | Canon K.K., Tokyo | Photoleitfaehiges element |
DE3201146A1 (de) * | 1981-01-16 | 1982-09-30 | Canon K.K., Tokyo | Photoleitfaehiges element |
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DE3943017C2 (de) * | 1988-12-27 | 2000-05-31 | Canon Kk | Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren, bei dem ein amorphes Silicium enthaltendes Aufzeichnungselement mit einer zum Tragen eines Ladungsbildes dienenden Schicht und einer zum Tragen eines entwickelten Bildes dienenden Schicht und ein feinteiliger isolierender Toner verwendet wird |
Also Published As
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US4637972A (en) | 1987-01-20 |
DE3411475C2 (de) | 1988-06-23 |
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