DE3412267A1 - Fotoleitfaehiges aufzeichnungselement - Google Patents

Description

20 Die Erfindung betrifft, ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement, das auf elektromagnetische Wellen wie Licht, worunter in weitestem Sinne UV-Strahlen, sichtbares Licht, IR-Strahlen, Röntgenstrahlen und V-Strahlen zu verstehen sind, anspricht bzw. gegenüber elektromag-

25 netischen Wellen empfindlich ist.

Fotoleitfähige Materialien, aus denen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke in Festkörper-Bildauf nähme vorrichtungen bzw. -Bildabtastvorrichtungen

30 oder auf dem Gebiet der Bilderzeugung oder fotoleitfähige Schichten in Lesevorrichtungen gebildet werden, müssen eine hohe Empfindlichkeit, ein hohes S/N-Verhältnis £ Fotostrom (I )/Dunkelstrom d_d)] bzw. einen hohen Störabstand, Absorptions-Spektraleigenschaften, die

35 an die elektromagnetischen Wellen, mit denen bestrahlt werden soll, angepaßt sind, ein schnelles Ansprechen

B/13

Dresdner Bsnfc !München) KtO- 3339 844

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auf Licht bzw. eine gute lichtelektrische Empfindlichkeit und einen gewünschten Wert des Dunkelwiderstandes haben und dürfen während der Anwendung nicht gesundheitssphädlich 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 27 46 967 und der DE-A 28 55 718 Anwendungen von a-Si für den Einsatz in Bilderzeugungselementen für elektrofotografisehe Zwecke bekannt,, und aus der DE-A 29 33 411 ist eine Anwendung von a-Si für den Einsatz in einer fotoelektrischen Lesevorrichtung bekannt.

Unter den gegenwärtigen Umständen sind jedoch bei den bekannten fotoleitfähigen Aufzeichnungselementen mit aus a-Si gebildeten fotoleitfähigen Schichten hinsichtlich der Ausgewogenheit der Gesamteigertschaften, wozu elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften wie · der Dunkelwiderstand, die Lichtempfindlichkeit und das Ansprechen auf Licht usw. sowie Eigenschaften bezüglich des Einflusses von Umgebungsbedingungen während der Anwendung wie die Feuchtigkeitsbeständigkeit und ferner die Stabilität mit dem Verlauf der Zeit gehören, weitere Verbesserungen erforderlich. 35

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Beispielsweise wird im Fall der Anwendung des vorstehend erwähnten fotoleitfähigen 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 fotoleitfähiges Aufzeichnungselement lange wiederholt verwendet wird, werden verschiedene Schwierigkeiten, beispielsweise eine Anhäufung von Ermüdungserscheinungen durch wieder-. holte Anwendungen oder die sogenannte Geisterbild-Erscheinung, wobei Restbilder erzeugt werden, hervorgerufen.

Ferner wurde bei einer Vielzahl von durch die Erfinder durchgeführten Versuchen zwar festgestellt, daß a-Si als Material für die Bildung der fotoleitfähigen Schicht eines Bilderzeugungselements für elektrofotografische Zwecke im Vergleich mi.t bekannten anorganischen 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 fotoleitfähige Schicht eines Bilderzeugungselements für elektrofotografische Zwecke mit einem aus einer a-Si-Monoschicht gebildeten, fotoleitfähigen Aufzeichnungselement, dem Eigenschaften gegeben worden sind, die es für die Anwendung in einer bekannten Solarzelle geeignet machen, einer Ladungsbehandlung zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungen unterzogen wird, ist nämlich die Dunkelabschwächung bzw. der Dunkelabfall auffällig schnell, weshalb es schwierig ist, · ein übliches elektrofotografisches Verfahren anzuwenden.

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*■ Außerdem ist diese Neigung unter einer feuchten Atmosphäre noch stärker ausgeprägt, und zwar in manchen Fällen in einem solchen Ausmaß, daß vor der Entwicklungszeit · keine Ladung aufrechterhalten werden

kann.

a-Si-Materialien können ferner als am Aufbau beteiligte Atome Wasserstoffatome oder Halogenatome wie z. B. 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 Probleme' bezüglich der elektrischen oder Fotoleitfähigkeitseigenschaften der gebildeten Schicht verursacht werden.

Besonders an der Grenzfläche zwischen den aneinander angrenzenden Schichten besteht die Neigung, daß beim Fertigungsverfahren 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 fotoleitfähigen Aufzeichnungselements, das seine Funktion in der gewünschten Weise erfüllt.
·

Ferner werden in vielen Fällen verschiedene Probleme hervorgerufen, wenn ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement vom a-Si-Typ nach einem allgemein bekannten Verfahren hergestellt wird. Beiupieisweise ist die Lebensdauer der Fototräger, die durch Belichtung der

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gebildeten fotoleitfähigen Schicht überall in dieser Schicht erzeugt werden, ungenügend, oder die Injektion von Ladungen von der Trägerseite wird nicht in ausreichendem Maße verhindert. Infolgedessen muß, während einerseits eine Verbesserung der Eigenschaften des a-Si-Materials für sich angestrebt wird, bei der Gestaltung des fotoleitfähigen 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 elektrofoto-· grafische Bilderzeugungselemente, Festkörper-Bildabtastvorrichtungen, Lesevorrichtungen usw. durchgeführt. Als Ergebnis dieser Untersuchungen wurde nun gefunden, daß ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement mit einem Schichtaufbau aus einer fotoleitfähigen Schicht, die aus a-Si, insbesondere aus sogenanntem hydriertem amorphem Silicium oder halogenhaltigem, 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 fotoleitfähigen Aufzeichnungselementen im wesentlichen in jeder Hinsicht überlegen ist und insbesondere im Fall der Anwendung als fotoleitfähiges Aufzeichnungselement für elektrofotografische Zwecke besonders hervorragende Eigenschaften hat, wenn dieses fotoleitfähige Aufzeichnungselement bei seiner Herstellung so gestaltet wird, daß es eine besondere Struktur hat, wie sie nachstehend beschrieben wird.

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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement für elektrofotografische Zwecke 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 fotoleitfähiges 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 fotoleitfähiges Aufzeichnungselement zur Verfügung gestellt werden, das ausgezeichnete elektrofotografische Eigenschaften hat und während einer zur Erzeugung elektrostatischer Ladungen' durchgeführten Ladungsbehandlung in einem Ausmaß, das dazu ausreicht, daß mit dem fotoleitfähigen Aufzeichnungselement im Fall seiner Anwendung als Bilderzeugungselement ■für elektrofotografische Zwecke ein übliches Elektrofotografieverfahren sehr wirksam angewandt werden kann, zum Tragen bzw. Festhalten von Ladungen imstande ist.

Ferner soll durch die Erfindung ein fotoleitfähiges
Aufzeichnungselement mit einer hohen Lichtempfindlichkeit, einem hohen S/N-Verhältnis und einem guten elektri-

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sehen Kontakt zwischen den laminierten Schichten zur Verfugung gestellt werden.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungselements werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht, die zur Erläuterung des Schichtaufbaus des erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungselements· dient.

Fig. 2A bis 2D zeigen schematische Darstellungen der Tiefenprofile der Atome der Gruppe III des Periodensystems in der ersten Schicht des erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungselements.

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung für die Herstellung des fotoleitfähigen Aufzeichnungselements nach dem GlimmentLadungs-Zersetzungsverfahren.

Fig. 4, 5 und 7'bis 9 zeigen die Analysenergebnisse des Tiefenprofils der am Aufbau beteiligten Atome in der fotoleitfähigen Schicht in Beispielen der Erfindung.

Fig. 6 zeigt das Ergebnis der Analyse des Tiefenprofils der am Aufbau beteiligten Atome in der fotoleitfähigen Schicht in einem Vergleichsbeispiel. 35

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Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht, die zur Erläuterung der Schichtstruktur einer bevorzugten Ausführungsform des Aufbaus des erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungselements dient. 5

Das in Fig. 1 gezeigte fotoleitfähige Aufzeichnungselement 100 besteht aus einer Fotoleitfähigkeit zeigenden ersten Schicht 102, die vorzugsweise aus a-Si(H₁X) als Hauptbestandteil besteht und auf einem Träger 101 für das fotoleitfähige Aufzeichnungselement ausgebildet ist, und einer auf der ersten Schicht 102 ausgebildeten zweiten Schicht 103, die als'Hauptbestandteile Siliciumatome und Kohlenstoffatome enthält.

Die Stickstoffatome nehmen, in der Richtung, die zu' der Trägeroberfläche im wesentlichen parallel ist, sowie in Richtung der Schichtdicke überall in der Schicht eine Konzentrationsverteilung an, die im wesentlichen gleichmäßig ist. Andererseits nehmen die in der fotoleitfähigen Schicht enthaltenen Atome der Gruppe III des Periodensystems eine Konzentrationsverteilung an, die in der zu der Trägeroberfläche parallelen Richtung gleichmäßig ist, jedoch hat das Tiefenprofil der Konzen-

. tration der Atome der Gruppe III in Richtung der Schichtdicke den Höchstwert der Konzentration an der Endoberfläche an der Trägerseite,¹ wobei die Konzentration der Atome der Gruppe III des Periodensystems in Richtung auf die zweite Schicht kontinuierlich abnimmt, wie es in Fig. 2A bis 2D gezeigt wird. (In den Fig. 2A bis 2D sind die Atome der Gruppe III des Periodensystems typischerweise durch Boratome vertreten; die Ordinate gibt den Abstand von dem Träger an, und die Abszisse gibt die Atomkonzentration an).

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Im einzelnen ist darunter, daß "in dem Tiefenprofil der Konzentration der Atome der Gruppe III des Periodensystems in Richtung der Schichtdicke die Konzentration der Atome der Gruppe III kontinuierlich abnimmt", nicht nur der Fall zu verstehen, bei dem die Konzentration der Atome der Gruppe III des Periodensystems mit dem Anstieg der Schichtdicke bzw. mit steigendem Abstand von dem Träger allmählich abnimmt, wie es in Fig. 2B gezeigt wird, sondern auch der in anderen Fig.

gezeigte Fall, bei dem das Tiefenprofil einen Abschnitt enthält, wo die Konzentration der Atome der Gruppe III des Periodensystems innerhalb eines Intervalls in Richtung der Schichtdicke konstant ist. Die Konzentration der Atome der Gruppe III des Periodensystems sollte jedoch nicht diskontinuierlich verändert werden, d.h.· nicht so, daß in Richtung der Schichtdicke Stufen auftreten. Ferner kann der Abschnitt mit dem Höchstwert der Verteilungskonzentration, der sich an der Endoberfläche an der Trägerseite oder in der Nähe der Endober-

fläche befindet, in- der Schichtdickenrichtung eine bestimmte Länge haben, oder es ist möglich, daß dieser Abschnitt nur in Form eines Punktes vorliegt.

Es kann angenommen werden, daß das erfindungsgemäße fotoleitfähige Aufzeichnungselement, dessen erste Schicht so ausgebildet ist, daß die Stickstoffatome homogen verteilt sind und die Atome der Gruppe III des Periodensystems in der Schichtdickenrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise verteilt sind, deshalb sichtbare

Bilder mit hoher Qualität, die eine' hohe Bilddichte, einen klaren Halbton und eine hohe Auflösung haben, erzeugen kann, wenn es als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke angewandt wird, weil eine synergistische Wirkung der Erhöhung des Widerstandes der fotoleitfähigen ersten Schicht durch die enthaltenen

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Stickstoffatome, der Verhinderung der Ladungsinjektion von der Trägerseite aufgrund der Dotierung mit den Atomen der Gruppe III des Periodensystems und der Abwesenheit von freien Bindungen oder von einer komplizierten ' Krümmung des Energiebandes, die durch eine klare Grenzfläche innerhalb der Fotoleitfähigkeit zeigenden, ersten Schicht hervorgerufen wird, vorhanden ist.

Die Konzentration der im wesentlichen homogen verteilten ■"•^ Stickstoffatome in der ersten Schicht kann geeigneterweise 0,005 bis 40 Atom-%, vorzugsweise 0,01 bis 35 Atom-% und insbesondere 0,5 bis 30 Atom-% betragen.

Andererseits kann der Gehalt der Atome der Gruppe III I^ des Periodensystems in dem Abschnitt, wo die Vertei-' lungskonzentration der Atome der Gruppe III den Höchstwert hat, nämlich an der Endoberfläche an der Trägerseite oder in der Nähe dieser Endoberfläche, geeigneterweise

5
in dem Bereich von 80 bis 1 χ 10 Atom-ppm, vorzugsweise

4

von 100 bis 5 χ 10 · Atom-ppm und insbesondere von 150

bis 1 χ 10 Atom-ppm liegen, während die Verteilungskonzentration der Atome der Gruppe III des Periodensystems in dem Abschnitt, in dem sie ihren Mindestwert hat,

nämlich an der Oberflächenseite des fotoleitfähigen 25

Aufzeichnungselements, geeigneterweise 1 bis 1000 Atomppm, vorzugsweise 5 bis 700 Atom-ppm und insbesondere 10 bis 500 Atom-ppm betragen kann.

Der vorstehend erwähnte Höchstwert und Mindestwert der Verteilungskonzentration der Atome der Gruppe III des Periodensystems kann in geeigneter Weise innerhalb der vorstehend angegebenen Bereiche entsprechend der Konzentration der Stickstoffatome festgelegt werden, und für eine wirksamere Lösung der Aufgabe der Erfindung werden die jeweiligen Verteilungskonzentrationen geeigne-

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terweise entsprechend der Verteilungskonzentration der Stickstoffatome erhöht. Der Höchstwert der Verteilungskonzentration der Atome der Gruppe III des Periodensystems sollte vorzugsweise zweimal so groß oder größer und insbesondere dreimal so groß oder größer wie bzw. als der Mindestwert der Verteilungskonzentration der Atome der Gruppe III des Periodensystems gewählt werden.

Zu den Halogenatomen (X), ,die im Rahmen der Erfindung in der ersten Schicht enthalten sein können, können. Fluor-, Chlor-, Brom- und Jodatome gehören, wobei Chloratome und vor allem Fluoratome besonders bevorzugt werden.

Zu den Atomen der Gruppe III des Periodensystems, die" in der ersten Schicht 102 enthalten sind, können Bor-, Aluminium-, Gallium-, Indium- und Thalliumatome, wobei Boratome besonders bevorzugt werden, gehören.

Der erfindungsgemäß zu verwendende Träger kann entweder elektrisch leitend oder isolierend sein. Als elektrisch leitendes Material können Metalle wie z. B. NiCr, nichtrostender Stahl, Al, Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt

und Pd oder Legierungen davon erwähnt werden. 25

Als isolierender Träger können üblicherweise Folien oder Platten aus Kunstharzen, wozu Polyester, Polyethylen, Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol und

Polyamid usw. gehören, Glas, keramische Stoffe, Papier und andere Materialien eingesetzt werden. Diese isolierenden Träger haben vorzugsweise mindestens eine Oberfläche, die einer Behandlung unterzogen worden ist, durch die sie elektrisch leitend gemacht wurde, und °° andere Schichten werden geeigneterweise auf der Seite

- " 34 Ί 2267

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des Trägers vorgesehen, die durch eine solche Behandlung elektrisch leitend gemacht worden ist.

Ein Glas kann beispielsweise elektrisch leitend gemacht
werden, indem auf dem Glas ein dünner Film aus NiCr,
Al₁ Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd, In₃O₃, SnO₃
oder ITO (In₂O₃ + SnO₃) gebildet wird. Alternativ kann eine Kunstharzfolie wie eine Polyesterfolie auf ihrer Oberfläche durch Vakuumaufdampfung, Elektronenstrahlabscheidung oder Zerstäubung eines Metalls wie z. B. NiCr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti oder Pt usw. oder durch Laminierbehandlung mit einem solchen Metall elektrisch leitend gemacht werden.

Der Träger kann in irgendeiner Form ausgebildet werden, beispielsweise in Form von Zylindern, Bändern, Platten oder anderen Formen, und seine Form kann in der gewünschten Weise festgelegt werden. Wenn das in Fig. 1 gezeigte fotoleitfähige Aufzeichnungselement 100 beispielsweise als Bilderzeugungsel-ement 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. Der Träger kann eine Dicke haben, die in geeigneter Weise so festgelegt wird, daß ein gewünschtes fotoleitfähiges Aufzeichnungselement gebildet werden kann. Wenn das fotoleitfähige Aufzeichnungselement flexibel sein muß', wird der Träger mit der Einschränkung, daß er seine Funktion als Träger zeigen können· muß, so dünn wie möglich hergestellt. In einem solchen Fall hat der Träger jedoch vorzugsweise unter Berücksichtigung seiner Herstellung und Handhabung sowie seiner mechanischen Festigkeit eine Dicke von 10 ρτι oder eine größere

Dicke.

" " "3 4 Ί 2 2 6

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Die Bildung der aus a-Si(H,X) gebildeten ersten Schicht kann erfindungsgemäß nach einem Vakuumbedampfungsverfahren unter Anwendung der Entladungserscheinung, beispielsweise nach dem Glimmentladungsverfahren, dem Zerstäubungsverfahren oder dem Ionenplattierverfahren, durchgeführt werden.

Für die Bildung der aus a-Si(H,X) bestehenden ersten Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren besteht das grundlegende Verfahren beispielsweise darin, daß ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Si, das dazu befähigt ist, Siliciumatome (Si) zuzuführen, zusammen mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) und/oder HaIogenatomen (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 einem festgelegten Mischungsverhältnis und mit festgelegten Durchflußgeschwindigkeiten 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 Trägers, der in eine festgelegte Lage gebracht worden ist, eine aus a-Si(H,X) bestehende Schicht gebildet wird.

Alternativ können für die Bildung der ersten Schicht nach dem Zerstäubungsverfahren ein Gas für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) und/oder Halogenatomen (X) und auch ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die

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* Einführung von Stickstoffatomen (N) und ein ^a eiförmiges 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 in eine Abscheidungskammer für die Zerstäubung 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 für die Bildung der ersten Schicht einzusetzen ist, kann als wirksame Materialien gasförmige oder vergasbare Siliciumhydride (Silane) wie z„ B. SiH., Si₀H₁C, Si₀H₀, Si„H_1r. und andere·

4 d. Ό ο σ 4 IU

Materialien umfassen. SiH₇, und Si₀H,. werden im Hinblick

4 do

auf ihre einfache Handhabung während der Schichtbildung und auf den Wirkungsgrad bezüglich der Zuführung von Si besonders bevorzugt.
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Erfindungsgemäß wird zur Einführung von Wasserstoffatomen in die erste Schicht im allgemeinen ein Gas, das hauptsächlich aus Hp oder einem Siliciumhydrid wie z. B. SiH., Si_oH_c, Si₀H₀ oder Si .H₁^, wie sie vorstehend

4 d Ό ο σ 4 IU

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 er.findungsgemäß für die Bildung der ersten Schicht einzusetzen sind, können eine Vielzahl von halogenhaltigen Verbindungen, nämlich gasförmige oder vergasbare Halogenverbindungen, z. B.

vorzugsweise Halogengase, Halogenide, Interhalogenverbindungen und mit Halogenen substituierte Silanderivate,

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gehören. Ferner können auch gasförmige oder vergasbare, Halogenatome enthaltende Siliciumverbindungen, die aus Siliciumatomen 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 für die Bildung der ersten Schicht eingesetzt werden, können Halogengase wie z. B. Fluor, Chlor, Brom oder Jod und Interhalogenverbindungen wie z. B. BrF, ClF, ClF₃, BrF₃, BrF₅, JF₃, JF₇, JCl und JBr usw. erwähnt werden.

Als Halogenatome enthaltende Siliciumverbindungen,' nämlich als sogenannte mit Halogenen substituierte Silanderivate, können vorzugsweise Siliciumhalogenide wie z. B. SiF₄, Si₃F₆, SiCl₄ und SiBr₄ eingesetzt werden.

Wenn in die erste Schicht Halogenatome eingeführt werden, können als gasförmiges Ausgangsmaterial die vorstehend erwähnten Halogenverbindungen oder halogenhaltigen Siliciumverbindungen wirksam eingesetzt werden. Ferner ist es auch möglich, als wirksame Ausgangsmaterialien

für die Bildung der ersten Schicht gasförmige oder vergasbare Halogenide, die Wasserstoffatome als eine der am Aufbau beteiligten Atomarten enthalten, wozu Halogenwasserstoffe wie z. B. HF, HCl, HBr und HJ und halogensubstituierte Siliciumhydride wie z. B.

SiH₂J₂, SiH₂Cl₂, SiHCl₃, SiH₂Br₃ und SiHBr₃ gehören,

einzusetzen.

Diese Halogenide, die Wasserstoffatome enthalten, können

während der Bildung der ersten Schicht gleichzeitig 35

mit der Einführung von Halogenatomen Wasserstoffatome,

-..-.:.. ·.. : 34 Ί 2267

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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 für die Bildung der ersten Schicht einzusetzen ist, können gasförmige oder vergasbare Stickstoffverbindungen wie z. B. Nitride oder Azide, die N-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, beispielsweise Stickstoff (Np), Ammoniak (NH₃), .Hydrazin (H₃NNH₂), Stickstoffwasserstoffsäure

(HN₃), Ammoniumazid (NH₄N₃) usw., eingesetzt werden." Ferner stehen als Verbindungen, die zusätzlich zu Stickstoffatomen auch Halogenatome einführen können, halogenierte Stickstoffverbindungen wie z. B. Stickstofftrifluorid (NF₀) und Stickstofftetrafluorid (N₀F.) zur ^{3 2 4}

Verfügung.

Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung der Atome der Gruppe III des Periodensystems, das erfindungsgemäß für die Bildung der ersten Schicht einzu-25

setzen ist, können beispielsweise ^Bp^Hfi' B₄H_1n, B₁-H

^B5^H11' ^B6^H10' -^GaC13' ^A1C13> ^BF3» ^BC13' ^BBr ₃ ^{und BJ} ₃ erwähnt werden.

Für die Bildung der a-Si(H,X) enthaltenden ersten Schicht nach dem Reaktions-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

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des Ionenplattierverfahrens ein polykristallines Silicium oder ein Einkristallsiliciurn als Verdampfungsquelle in ein Aufdarnpfungsschif fehen 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 Ionenplattierverfahren können gewünschte Atome in die gebildete erste 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 in der ersten Schicht kann mindestens, einer der folgenden Faktoren: die. Menge des in die Abscheidungskammer einzuleitenden Ausgangsmaterials für den Einbau von Wasserstoffatomen (H), Halogenatomen (X), Stickstoffatomen (N) oder Atomen der Gruppe III des Periodensystems, die Trägertemperatur, die Entladungsleistung usw. reguliert werden.

Im Rahmen der Erfindung kann als verdünnendes Gas, das bei der Bildung der ersten Schicht durchGlimmentladung oder Zerstäubung einzusetzen ist, vorzugsweise ein Edelgas wie z. B. He, Ne oder Ar eingesetzt werden.

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Die auf der ersten Schicht 102 gebildete zweite Schicht 103 hat eine freie Oberfläche und ist hauptsächlich vorgesehen, um die . Aufgabe der Erfindung bezüglich der Feuchtigkeitsbeständigkeit, der Eigenschaften bei

B der kontinuierlichen und wiederholten Verwendung, der Durchschlagsfestigkeit, der Eigenschaften bezüglich des Einflusses von Umgebungsbedingungen während der Verwendung und der Haltbarkeit zu lösen.

Da in dem fotoleitfähigen 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 103 besteht aus einem amorphen Material, das Siliciumatome (Si), Kohlenstoffatome (C) und ggf. Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatorne (X) enthält Γ nachstehend als "a-(Si C₁ ) (H₅X)₁ "

L _x l_x'y^v ' '1-y

bezeichnet, worin 0< x, y < 1J .

Die aus a-(Si C₁ ) (H₅X)₁ gebildete zweite Schicht χ ι—χ y i~y

kann durch Glimmentladung, Zerstäubung, Ionenimplantation, Ionenplattierung oder das Elektronenstrahlverfahren usw. gebildet werden. Diese Herstellungsverfahren 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 fotoleitfähigen Aufzeichnungselement erforderlich sind, usw. in geeigneter Weise gewählt werden. Das Gl imrnent ladungsverfahren oder das Zerstäubungsverfahren kann wegen der damit verbundenen Vorteile einer relativ einfachen Regulierung der Bedingungen für die Herstellung von fotoleitfähigen

• 41 «t

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Aufzeichnungselementen mit erwünschten Eigenschaften und der leichten Einführung von Siliciumatomen und Kohlenstoffatomen, ggf. zusammen mit Wasserstoffatomen oder Halogenatomen, in die herzustellende zweite Schicht vorzugsweise angewandt werden. Ferner kann die zweite Schicht 103 erfindungsgemäß gebildet werden, indem das Glimmentladungsverfahren und das Zerstäubungsverfahren in Kombination in dem gleichen Vorrichtungssystem angewandt werden.

Für die Bildung der zweiten Schicht durch Glimmentladung können gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung von a-(Si C. ) (H,X)- , die ggf. in einem festgelegten Mischungsverhältnis mit verdünnendem Gas vermischt worden sind, in eine Abscheidungskammer für die Vakuum-, bedampfung eingeleitet werden, in die ein Träger, auf dem die fotoleitfähige erste Schicht gebildet wurde, hineingebracht worden ist, und aus dem eingeleiteten Gas wird durch Anregen einer Glimmentladung ein Gasplasma hergestellt, wodurch auf der ersten Schicht, die bereits auf dem vorstehend erwähnten Träger gebildet worden ist, " a-(Si C₁ ) (HjX)₁_ abgeschieden wird.

xxxy j. y

Als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung von a-(Si C- ) (H₅X). , die erfindungsgemäß einzusetzen sind, können die meisten gasförmigen Substanzen oder vergasten -Substanzen, 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 vorstehend erwähnten, am Aufbau beteiligten Atomarten Si-Atome enthält, kann beispielsweise eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält,

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einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das C-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und ggf. einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Η-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 ent-. hält, 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-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das C-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, oder einer Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si- und 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 zweiben Schicht _ enthalten sind, sind im Rahmen der Erfindung F, Cl, Br und J, wobei F und Cl besonders bevorzugt werden.

Zu den Verbindungen, die erfindungsgemäß wirksam als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung der zweiten Schicht eingesetzt werden können, können gas-

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förmige Siliciumhydride, die Si- und Η-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, beispielsweise Silane (z. B. SiH₄, Si₀H₆, ^Sio^Ho und Si₄H₁₀), Verbindungen, 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 Halogene, Halogenwasserstoffe, Interhalogenverbindungen, Siliciumhalogenide und halogensubstituierte Siliciumhydride gehören.

Im einzelnen können als gesättigte Kohlenwasserstoffe Methan, Ethan, Propan, η-Butan und Pentan, als ethylenisehe Kohlenwasserstoffe Ethylen, Propylen, Buten-1,· Buten-2, Isobutylen und Penten, als acetylenische Kohlenwasserstoffe Acetylen, Methylacetylen und Butin, als einfache Halogene gasförmige Halogene wie z. B. Fluor, Chlor, Brom und Jod, als Halogenwasserstoffe HF, HJ, HCl und HBr, als Interhalogenverbindungen ClF, ClF₃, ClF,., BrF, BrF₀, BrF₁., JF₁., JF₁₇, JCl und JBr, als SiIiciumhalogenide SiF₄, Si₂F₆, SiCl₄, SiCl₃Br, SiCl₂Br₂, SiClBr₃, SiCl₃J und SiBr₄ und als halogensubstituierte Siliciumhydride SiH₀F₀, SiH₀Cl₀, SiHCl₀, SiH₀Cl, SiH₀Br, SiH₂Br₂ und SiHBr₃ usw. erwähnt werden.

Zusätzlich zu diesen Materialien können auch halogensubstituierte paraffinische Kohlenwasserstoffe wie z. B. CF₄, CCl₄, CBr₄, CHF₃, CH₃F₂, CH₃F, CH₃Cl, CH₃Br, CH₀J und C₀Hp-Cl, fluorierte Schwefelverbindungen wie z. B. SF₄ und SFg, Alkylsilane wie z. B. Si(CH₃K und Si(C₀H^)₄ und halogenhaltige Alkylsilane wie z. B.

₃, SiCl₂ (CH₃ )₂ ui
Materialien eingesetzt werden.

SiCl (CH₃)₃, SiCl₂(CH₃)₂ und SiCl₃CH₃ als wirksame

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Diese Materialien für die Bildung der zweiten Schicht können ausgewählt und während der Bildung der zweiten Schicht in der gewünschten Weise so eingesetzt werden, daß in der zu bildenden zweiten Schicht Siliciumatome, Kohlenstoffatome und ggf. Halogenatome und/oder Wasserstoffatome in einem gewünschten Zusammensetzungsverhältnis enthalten sein können.

Beispielsweise kann Si(CH₃)₄, das imstande 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. SiHCl_, SiHpCIp, SiCl₄ oder SiH₀Cl in einem bestimmten Mischungsverhältnis im gasförmigen Zustand in eine Vorrichtung für die' Bildung der zweiten Schicht- eingeleitet werden, wobei in der Vorrichtung eine Glimmentladung angeregt wird, wodurch eine aus a-(Si C _Y) (H₅X)₁ bestehende zweite

α χ—λ y -L-J

Schicht gebildet wird.
.

Für die Bildung der zweiten Schicht durch Zerstäubung 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 sein kann, in eine Abscheidungskammer für die Zerstäubung eingeleitet, um darin ein Gasplasma zu erzeugen

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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 eingesetzt werden, die im Zusammenhang mit der vorstehend beschriebenen Glimmentladung als wirksame Gase erwähnt wurden.

Als verdünnendes Gas, das bei der Bildung der zweiten" Schicht durch Glimmentladung oder Zerstäubung einzusetzen ist, können im Rahmen der Erfindung vorzugsweise Edelgase wie z. B. He, Ne oder Ar eingesetzt werden.

Die zweite Schicht sollte sorgfältig so gebildet werden, daß ihr die .erforderlichen Eigenschaften genau in . der gewünschten Weise gegeben werden können.

Im einzelnen kann eine Substanz, die als am Aufbau beteiligte Atome Si-, C- und, falls notwendig, 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 den Eigenschaften eines Fotoleiters bis zu den Eigenschaften einer nichtfotoleitfähigen Substanz reichen. Die Her-

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Stellungsbedingungen werden infolgedessen im Rahmen der Erfindung in der gewünschten Weise genau gewählt, so daß a-(Si C ) (H₅X)₁ mit erwünschten Eigenschaften, die von dem Zweck abhängen, gebildet werden kann. Wenn die zweite Schicht beispielsweise hauptsächlich vorgesehen ist, um die Durchschlagsfestigkeit zu verbessern, wird a-(Si C₁ ) (H₅X)₁ als ein amorphes

χ ι—χ y -L~y

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 hauptsächlich vorgesehen ist, um die Eigenschaften bei der· kontinuierlichen wiederholten Verwendung oder die Eigenschaften bezüglich des Einflusses von Umgebungsbedingungen während der Anwendung zu verbessern, und a-(Si_xC₁_ ) (HjX)₁ kann als ein amorphes Material hergestellt werden, .das bis zu einem gewissen Grade gegenüber dem Licht, mit dem bestrahlt wird, empfindlich ist.

Bei der Bildung der aus a-(Si C₁_ ) (H₅X)₁ bestehenden zweiten Schicht auf der Oberfläche der ersten Schicht ist die Trägertemperatur während der Schichtbildung ein wichtiger Faktor, der die Struktur und die Eigenschaften der zu bildenden Schicht beeinflußt, und es ist im Rahmen der Erfindung erwünscht, die Trägertemperatür während der Schichtbildung genau zu regulieren, ■ so daß in der gewünschten Weise a-(Si C₁ ) (H,X)₁

χ ι —x y -ΐ·~Ύ

mit den angestrebten Eigenschaften hergestellt werden kann.

Die Trägertemperatur bei der Bildung der zweiten Schicht kann für eine wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung

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in geeigneter Weise in einem optimalen Temperaturbereich in Übereinstimmung mit dem Verfahren für die Bildung der zweiten Schicht bei der Durchführung der Bildung der zweiten Schicht gewählt werden. Die Trägertemperatur kann jedoch geeigneterweise 20 bis 400⁰C, vorzugsweise 50 bis 350°C und insbesondere 100 bis 300⁰C betragen. Für die Bildung der zweiten Schicht 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 oder eine Regulierung der Schichtdicke auf eine im Vergleich mit anderen Verfahren relativ einfache Weise durchgeführt werden kann. Falls die zweite Schicht nach diesen Schichtbildungsverfahren gebildet werden soll, istdie Entladungsleistung während der Schichtbildung ähnlich wie die vorstehend erwähnte Trägertemperatur einer der wichtigen Faktoren, die die Eigenschaften des herzustellenden a-(Si C₁ ) (H₅X)₁ beeinflussen.

χ x—x y -L y

Für eine wirksame Herstellung von a-(Si C₁ ) (H₅X)₁

. χ ι—χ y J-~y

mit Eigenschaften, durch die die Aufgabe der Erfindung gelöst wird, mit einer guten Produktivität kann die Entladungsleistung geeigneterweise 10 bis 300 W₅ vorzugsweise 20 bis 250 W und insbesondere 50 bis 200 W betragen.

Der Gasdruck in einer Abscheidungskammer kann geeigneterweise 13 ubar bis 1,3 mbar und vorzugsweise 0,13 bis 0,67 mbar betragen.

Die vorstehend angegebenen numerischen Bereiche können im Rahmen der Erfindung als bevorzugte numerische Bereiche für die Trägertemperatur, die Entladungsleistung usw. für die Herstellung der zweiten Schicht erwähnt werden. Diese Faktoren für die Schichtbildung sollten

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■*· jedoch nicht getrennt oder unabhängig voneinander festgelegt werden, sondern es ist erwünscht, daß die optimalen Werte der einzelnen Schichtbildungsfaktoren auf der Grundlage organischer Beziehungen zueinander so festgelegt .werden, daß eJne aus a-(Si C₁ ) (H,X)₁
bestehende, zweite amorphe Schicht mit gewünschten Eigenschaften gebildet werden kann. Der Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten Schicht des erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungselements ist ähnlich wie die Bedingungen für die Herstellung der zweiten Schicht einer der wichtigen Faktoren für die Erzielung der gewünschten Eigenschaften, mit denen die Aufgabe der Erfindung gelöst wird.

Der Gehalt der Kohlenstoffatome, die im Rahmen der' Erfindung in der zweiten Schicht enthalten sind, wird in geeigneter Weise nach Wunsch in Abhängigkeit von den Eigenschaften des die zweite Schicht bildenden, amorphen Materials festgelegt.

Das amorphe Material, das durch die vorstehend angegebene

Formel a-(Si C₁ ) (H,X)₁ wiedergegeben wird, kann χ ι—χ y J-*~y

im einzelnen in weitem Sinne in ein amorphes Material, das aus Siliciumatomen und Kohlenstoffatomen aufgebaut ist, (nachstehend als "a-Si C₁ ", worin 0 -^ a -^- 1

3. J-"™ ei

bezeichnet), ein amorphes Material, das aus Siliciumatomen, Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen aufgebaut ist, (nachstehend als ¹¹B-(Si-C₁ H)_xH₁ ", worin 0 "*Z b, -c <C 1, bezeichnet) und ein amorphes Material, das aus Siliciumatomen, Kohlenstoffatomen und Halogenatomen und ggf. Wasserstoffatomen aufgebaut ist, (nachstehend als "^a-(^Sid^Ci_d^e^^H'^X^l-e" ' ^worin ° "^ ^d> ^e -^-¹ > bezeichnet) eingeteilt werden.

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Wenn die zweite Schicht aus a-Si C. gebildet ist, kann der Gehalt der in der zweiten Schicht enthaltenen Kohlenstoffatome im Rahmen der Erfindung geeigneterweise

_3
in dem Bereich von 1 χ 10 bis 90 Atom-%, vorzugsweise von 1 bis 80 Atom-% und insbesondere von 10 bis 75 Atom-% liegen. Das heißt, daß a in der Formel a-Si C₁

el X -~cl

geeigneterweise 0,1 bis 0,99999, vorzugsweise 0,2 bis 0,99 und insbesondere 0,25 bis 0,9 betragen kann.

Wenn die zweite Schicht aus a-(Si, C₁ , ) H gebildet ist, kann der Gehalt der in der zweiten Schicht enthaltenen Kohlenstoffatome im Rahmen der Erfindung andererseits vorzugsweise 1 bis 10 bis 90 Atom-% und insbesondere 1 bis 90 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 fotoleitfähiges Aufzeichnungselement, das so gebildet ist, daß es einen innerhalb dieser Bereiche liegenden Wasserstoffatomgehalt hat, ist für praktische Anwendungen in ausreichendem Maße als fotoleitfähiges Aufzeichnungselement mit sehr guten Eigenschaften anwendbar.

Das heißt, daß in der Formel ■ a-(Si, C₁ , ) H _D geeigneterweise 0,1 bis 0,99999, 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 aus a-(Si C₁ ,) (H₅X)₁ gebil-

Gl J. — Q Θ χ — Θ

det ist, kann der Gehalt der in der zweiten Schicht

_3 enthaltenen Kohlenstoffatome geeigneterweise 1 χ 10 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 1 bis 90 Atom-% und insbesondere 10 bis 80 Atom-% betragen. Der Gehalt der Halogen-

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atome kann geeigneterweise 1 bis 20 Atom-%, vorzugsweise 1 bis 18 Atom-% und insbesondere 2 bis 15 Atom-% betragen. Ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement, das so gebildet ist, daß sein Halogenatomgehalt innerhalb dieser Bereiche liegt, ist für praktische Anwendungen in ausreichendem Maße als Aufzeichnungselement mit sehr guten Eigenschaften anwendbar. Der Gehalt der ggf. enthaltenen Wasserstoffatome kann vorzugsweise 19 Atom-% oder weniger und. insbesondere 13 Atom-% oder ¹^ weniger betragen.

Das heißt, daß in der Formel a-(Si,C. ,) (H,X) d geeigneterweise 0,1 bis 0,99999, vorzugsweise 0,1 bis 0,99 und.insbesondere 0,15 bis 0,9 betragen kann, während ¹^ 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 sollte geeigneterweise in Abhängig-

*^ keit von dem angestrebten Zweck so festgelegt werden, daß die Aufgabe der Erfindung wirksam gelöst wird.

Die Schichtdicke der zweiten Schicht muß unter gebührender Berücksichtigung der Beziehungen zu dem Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten Schicht, der Schichtdicke der ersten Schicht sowie anderer organischer Beziehungen zu den für die einzelnen Schichten erforderlichen Eigenschaften in geeigneter Weise festgelegt

werden. Außerdem ist es auch erwünscht, wirtschaftliche 30

Gesichtspunkte wie z. B. die Produktivität ' oder die Möglichkeit der Massenfertigung zu berücksichtigen.

Die zweite Schicht hat im Rahmen der Erfindung geeigneterweise eine Schichtdicke, die im allgemeinen 0,003 35

bis 30 pm, vorzugsweise 0,004 bis 20 jurn und insbesondere

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0,005 bis 10 pm beträgt.

Der Gehalt der in der zweiten Schicht enthaltenen Kohlenstoffatome kann beispielsweise im Fall der Schichtbildung nach dem Glimmentladungsverfahren 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 Zerstäubungsverfahren kann das Zerstäubungsflächenverhältnis der Siliciumscheibe zu der Graphitscheibe während der Bildung des Targets variiert werden, oder das Mischungsverhältnis von SiIiciumpulver zu Graphitpulver kann verändert werden, bevor daraus ein Target geformt wird, wodurch der Gehalt der Kohlenstoffatome in der gewünschten Weise reguliertwerden kann.

Der Gehalt der Halogenatome in der zweiten Schicht kann reguliert werden, indem die Durchflußgeschwindigkeit ²^ des gasförmigen Ausgangsmaterials für die Einführung von Halogenatomen reguliert wird, wenn es in die Abscheidungskammer eingeleitet wird.

Das erfindungsgemäße fotoleitfähige Aufzeichnungselement, das so gestaltet ist, daß es den vorstehend beschriebenen Schichtaufbau hat, kann alle Probleme überwinden, die vorstehend erwähnt wurden, und kann hervorragende elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften sowie bei der Anwendung gute Eigenschaften hinsichtlich der Einwirkung von Umgebungsbedingungen-zeigen..

Das erfindungsgemäße fotoleitfähige Aufzeichnungselement hat besonders in dem Fall, daß es als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke eingesetzt wird, eine hervorragende Fähigkeit zum Festhalten von Ladungen

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bei einer Ladungsbehandlung, wobei keinerlei Beeinflussung der Bilderzeugung durch ein Restpotential auftritt, zeigt stabile elektrische Eigenschaften mit einer hohen Empfindlichkeit und einem hohen S/N-Verhältnis, wodurch es möglich wird, wiederholt sichtbare Bilder mit einer hohen Qualität, die eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und eine hohe Auflösung haben, zu erhalten, und· zeigt ferner eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber der Licht-Ermüdung und hervorragende Eigenschäften bei der wiederholten Verwendung, und zwar insbesondere bei der wiederholten Verwendung unter einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit.

Als nächstes wird ein Beispiel des Verfahrens zur Herstellung des fotoleitfähigen Aufzeichnungselements" nach dem Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren beschrieben.

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung für die Herstellung eines fotoleitfähigen Auf ze-ichnungselements nach dem Glimmen ti adungs-Zer set zungs verfahr en.

In den Gasbomben 1102 bis 1106 sind luftdicht abgeschlossene, gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung der einzelnen Schichten des erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungselements enthalten. Beispielsweise ist 1102 eine Bombe, die SiH.-Gas (Reinheit: 99,99 %) enthält, ist 1103 eine Bombe, die mit Hp verdünntes BpHg-Gas (Reinheit: 99,99 %; nachstehend als "B₂H₆/H " bezeichnet) enthält, ist' 1104 eine Bombe, die NH₃-GaS (Reinheit: 99,99 %) enthält, ist 110b eine Bombe, die CH₄-GaS (Reinheit: 99,99 %) enthält, und ist 1106 eine Bombe, die SiF₄-GaS (Reinheit: 99,99 %) enthält. Außer diesen Bomben können, obwohl dies in

"" der Zeichnung nicht gezeigt wird, auch zusätzliche

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Bomben mit gewünschten Gasarten zur Verfügung gestellt werden, falls dies notwendig ist.

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 1133 und die Ausströmventile 1117 bis 1121 geschlossen, wenn der an einer Vakuummeßvorrichtung 1136 abgelesene Druck 6,7 nbar erreicht hat. Dann werden SiH.-Gas aus der Gasbombe' 1102, B₂H₆/H₂-Gas aus der Gasbombe 1103, NH₃-GaS aus der Gasbombe 1104, CH.-Gas aus der Gasbombe 1105 und SiF.-Gas aus der Gasbombe 1106 in Durchflußreguliervorrichtungen 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 bis 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 Trägers 1137 durch eine Heizvorrichtung 1138 auf 50 bis 400⁰C

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eingestellt worden ist, wird eine Stromquelle 1140 auf eine gewünschte Leistung eingestellt, um in der Reaktionskammer 1101 eine Glimmentladung anzuregen.

Gleichzeitig wird die Durchflußgeschwindigkeit des B_pH_/Hp-Gases in geeigneter Weise so verändert, daß eine zuvor entworfene Kurve des Boratomgehalts erhalten werden kann, und die Entladungsleistung und die Trägertemperatur können, falls dies erwünscht ist, in dem Sinne reguliert werden, daß die Plasmabedingungen, die sich entsprechend der Änderung in der Gasdurchflußgeschwindigkeit verändert haben, eingestellt werden, um die erste Schicht zu bilden.

Während der Schichtbildung wird der zylinderförmige' Träger 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 Vakuumrneßvorrichtung abgelesene Druck etwa 6,7 nbar erreicht hat, werden die gleichen Arbeitsgänge wie in dem vorstehend erwähnten Fall wiederholt. Das heißt, daß die Betriebssystemventile von SiH₄, CH. und ggf·. eines verdünnenden Gases wie z. B. He, falls dies notwendig ist, geöffnet werden, um die -Durchflußgeschwindigkeiten der einzelnen Gase auf gewünschte Werte einzustellen, worauf wie im Fall der Bildung der ersten Schicht eine Glimmentladung angeregt wird, und auf diese Weise wird eine zweite Schicht gebildet. Für den Einbau von Halogenatomen in die zweite Schicht wird gleichzeitig das Betriebsventil für SiF. geöffnet, worauf eine Glimmentladung

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angeregt wird.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
5

Beispiel 1

Mittels der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung für die Herstellung eines fotoleitfähigen Aufzeichnungselements wurden auf einem aus Aluminium hergestellten Zylinder unter den in Tabelle 1 gezeigten Herstellungsbedingungen durch das vorstehend beschriebene Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren die einzelnen Schichten gebildet. Ein Teil, des zylinderförmigen fotoleitfähigen Aufzeichnungselements wurde abgeschnitten, und unter Anwendung' eines Sekundärionen-Massenanalysators wurden quantitative Bestimmungen der Konzentrationen der Boratome und Stickstoffatome in Richtung der Schichtdicke durchgeführt, wobei als Ergebnisse die in Fig. 4 gezeigten Tiefen-.20 profile erhalten wurden. Ferner wurde der restliche Teil des zylinderförmigen fotoleitfähigen Aufzeichnungselements in eine elektrofotografische 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 auf diese Weise 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 Auf-

- 38 - DE 3819

lösung, die Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung und das Auftreten von Bildfehlern usw. gut oder schlecht war. Als Ergebnis wurden bei allen vorstehend erwähnten Merkmalen unabhängig von den Umgebungsbedingungen und von der Anzahl der aufeinanderfolgend kopierten Blätter sehr gute Bewertungen erhalten. 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, zu der kein Stickstoff gegeben worden war, um etwa das 1,5- bis. 2-fache verbessert war. 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.

Auch bezüglich der Verhinderung des Auftretens von Bildfehlern wurden sehr gute Ergebnisse erhalten. Es kann angenommen werden, daß dies auf die Wirkung des in Fig. 4 gezeigten Tiefenprofils der Boratome zurückzuführen ist, in dem sich der Abschnitt mit der maximalen Konzentration der Boratome in der amorphen Schicht in der Nähe des Trägers befindet, und im Vergleich mit einem Aufzeichnungselement, das kein solches Boratom-Tiefenprofil aufwies, konnte ein deutlicher Unter-

schied beobachtet werden.

Beispiel 2

Zylinderförmige fotoleitfähige Aufzeichnungselemente 35

wurden nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel

κ * m * φ m

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1 hergestellt, jedoch wurden die Konzentration der Stickstoffatome und das Tiefenprofil der Boratome verändert. Die Einzelheiten der Herstellungsbedingungen sind in Tabelle 2 gezeigt. Bei diesen fotoleitfähigen Aufzeichnungselementen wurden die Analyse der Konzentrationen der am Aufbau beteiligten Atome und die Bewertung der Bildqualität ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführt. Als Ergebnis wurden die in Fig. 5 gezeigten Tiefenprofile der Stickstoffatome und Boratome erhalten. Bei der Bewertung der Bildqualität wurden ähnlich gute Ergebnisse wie in Beispiel 1 erhalten.

Vergleichsbeispiel 1 und Beispiele 3 bis 5

Zylinderfö'rmige fotoleitfähige Aufzeichnungselemente' wurden nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurden die Tiefenprofile der Stickstoffatome und der Boratome in der in Fig. 6 (Vergleichsbeispiel 1) und den Fig. 7 bis 9 (Beispiele 3 bis 5) gezeigten Weise verändert. Bei diesen fotoleitfähigen Aufzeichnungselementen wurde die Bildbewertung wie in Beispiel 1 durchgeführt. Als Ergebnis wurde bei dem zylinderförmigen fotoleitfähigen Aufzeichnungselement von Vergleichsbeispiel 1 festgestellt, daß relativ viele Bildfehler auftraten und daß ferner unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und einer hohen Feuchtigkeit ein Bildfließen auftrat. Andererseits wurden bei den zylinderförmigen fotoleitfähigen Aufzeichnungselementen der Beispiele 3 bis 5 sowohl am Anfang als auch nach wiederholten Kopiervorgängen Bilder erhalten, die einen guten Kontrast zeigten und frei von Bildfehlern waren, wobei selbst unter den Bedingungen einer hohen Temperatur und einer hohen Feuchtigkeit kein Bildfließen auftrat.

- 40 - DE 3819

Beispiel 6

Auf zylinderförmigen .fotoleitfähigen Aufzeichnungselementen, deren erste Schichten unter den gleichen Bedingungen und nach dem gleichen Verfahren wie in den Beispielen 1, 2 und 3 beschrieben gebildet worden waren, wurden nach dem Zerstäubungsverfahren, das in der DE-A 3136141 näher erläutert wird, unter den in Tabelle 3-1 angegebenen Bedingungen jeweils zweite Schichten gebildet, wobei 9 Arten von Proben hergestellt: wurden, und ferner wurden 15 Arten von Proben hergestellt, indem auf den gleichen zylinderförmigen fotoleitfähigen Aufzeichnungselementen, wie sie vorstehend erwähnt wurden, nach dem gleichen Glimmentladungsverfahren, wie es in Beispiel 1 beschrieben wird, jedoch unter Abänderung· der einzelnen Bedingungen in der in Tabelle 3-2 angegebenen Weise, zweite Schichten gebildet 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).

Alle erhaltenen Bilderzeugungselemente für 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 erhaltene Ladungsbild wurde mit einem positiv geladenen Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, entwickelt und auf gewöhnliches bzw. unbeschichtetes Papier übertragen. Das übertragene Bild war sehr , gut. Der auf dem Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke zurückgebliebene Toner wurde durch Reinigung mit einer Kautschukklinge entfernt. Auch als die vorstehend erwähnten Schritte lOO.OOOmal oder öfter wiederholt wurden, wurde in keinem Fall eine Verschlechterung

•341226V

- 41 - DE 3819

■"· beobachtet.

Die Ergebnisse der Gesamtbewertung der Bildqualität der übertragenen Bilder und der Bewertung der Haltbarkeit durch aufeinanderfolgende kontinuierliche Verwendung sind in Tabelle 4 angegeben.

Beispiel 7

Bilderzeugungselemente wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 gebildet, jedoch wurde während der Bildung der zweiten Schicht nach dem Zerstäubungsverfahren das Verhältnis des Gehalts der SiIiciumatome zu dem Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten Schicht durch Variieren des Target-Flächen-· Verhältnisses 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 1 lOO.OOOmal wiederholt, und danach wurde die Bildqualität bewertet, wobei die in Tabelle 5 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.

Beispiel 8
25

Bilderzeugungselemente wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 gebildet, jedoch wurde während der Bildung der zweiten Schicht das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem Gehalt der Kohlen-

stoffatome in der zweiten Schicht du'rch Variieren des Durchflußgeschwindigkeitsverhältnisses von SiH.-Gas zu C H -Gas verändert. Bei jedem der auf diese Weise gebildeten Bilderzeugungselemente wurden die gleichen Schritte der Bilderzeugung, Entwicklung und Reinigung wie in Beispiel 1 lOO.OOOmal wiederholt, und danach

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wurde die Bildqualität bewertet, wobei die in Tabelle 6 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.

Beispiel 9
5

Bilderzeugungselemente wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 gebildet, jedoch wurde während der Bildung der zweiten Schicht das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten Schicht durch Variieren des Durchflußgeschwindigkeitsverhältnisses von SiH -Gas, SiF₄-GaS und C₂H-GaS verändert. Bei jedem der auf diese Weise gebildeten Bilderzeugungselemente wurden die gleichen Schritte der Bilderzeugung, Entwicklung

und Reinigung wie in Beispiel 1 lOO.OOOmal wiederholt, und danach wurde die Bildqualität bewertet, wobei die in Tabelle 7 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.

- 43 -

DE 3819

Tabelle

Schichtaufbau	firste Schicht	Zwei te Schicht
Verwendete Gase und deren Durchf1ußgeschwi ndi gkei ten (Norm-cm3/min)	SiH.: 500 B2H6: 0,6+0,03 ko ntinuierliQ h ver - NH : 18 ändert;	SiH.: 100 4 He: 200 CH.: 235 4
Entladungsleistung (W/cm2)	0,18	0,18
Schichtbildungsgeschwindig keit (nm/s)	1,9	1,0
Schichtdicke (gm)	20	0,5
Druck während der Reaktion (mbaV)	0,47	0,40
Trägertemperatur (0C)	250	200
Entladungsfrequenz (MHz)	13,56	13,56

DE 38J

Tabelle

Schichtaufbau	Erste Schicht	Zwei te Schicht
Verwendete Gase und deren Durchf1ußgeschwi ndi gkei ten (Norm-cm3/min)	SiH.: 300 B2H5: 0,5 0,02 kontinuierlich ver- NH-: 15 ändert) H2: 900	SiH4: 100 He: 200 CH.: " 235 4
Entladungsleistung (W/cm2)	0,18	0,18
Schichtbildungs geschwindigkeit (nm/s)	1,4	1,0
Schichtdicke (μπι)	20	0,5
• Druck während der Reaktion (mbar)	1,00	0,40
Trägertemperatur (0C)	. 250	200
Entladungsfrequenz (MHz)	13,56	13,56

DE 3819

Tabelle 3-1

Bedingung	Si-Scheibe: Graphit (Flächenverhäl.tnis)	Entladungs- leistunq (W/cm2)	Schicht dicke (μηι)
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 miit 200 Norm-cm³/min zugeführt.

Tabelle 3-2

Bedingung	Verwendete Gase und deren Durch- Hußgeschwindig- <eiten(Norm-cm3/mi n	Entladungs leistung (W/cm2)	Schicht dicke (pm)
6-4	SiH /He*1: 30 .CH.: · 360 A	0,18	Ο,ι
6-5	•SiH^/He*2: 150 CH.: 100 4	0,18	0,3
6-6	SiH,/He*2: 225 SiF./He*: 225 h CH^: 350	0,18	0,5
6-7	SiH^/He*2: 34 SiF^/He*: 11 CH^: - 1080	0,18	0,3
6-8	SiH1,/He*2: 225 SiF^/He : 225 CH^: 100	0,18

*²

SiH^/He = 1, *² SiH₄/He = 0,5, * SiF^/He = 0,5

DK 3819

Tabelle A

Herstel1ungsbedi ngungen für die zweite

Schicht,

Probe Nr. / Bewertung

6 - 1 - i - 1

6-2-1

6-3-1

6-2 1-2

6-2-2

6-3 6-1-3

6-2-3

6-3-3

6-4 6-1-4

6-2-4

6-3-4

6-5

6 - 6

6-7

6-8 1-5

6-2-5

6-1 6-2-6

6-1-7 6-2-7

- 1 - 8

6-2-8

6-3-5

6-3-6

6-3-7

6 - 3 -

Probe Nr.

Gesamtbewertung der

Ri Ifjqnai i tat.

Bewertung der
Hai tharkpjt.

Bewertungsmaßstab: <§) ... ausgezeichnet

O ··· 9^ut

Tabeile 5

10 15

Probe Hr.	701	702	703	704	705-	70S	707
Si : C (Flächen verhältnis)	9:1	6,5:3,5	4:6 '	2:8	1:9	0,5:9,5	0,2:9,8
Si : C (Gehalts- verhaltnis)	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 Her [ßildqualitä	Δ	O		.©	O	Δ	X

20 25

O '

sehr gut

für die praktische Anwendung zufriedenstellend Erzeugung von Bildfehlern

30 35

DE 3819

Tabelle 6

Probe Nr.	801	802	803	804	805	806	807	808
Si H4:C2H4 (Durchfloß geschwin- digkeits- verhältnis	9:1	6:4	4:6	2:8	1Ϊ9	0,5:9,5	0,35:9,65	0,2:9,8
Si : C (Gehalts verhältnis	.9:1	7:3	S 5-4 S	4:6	3:7	2:8	1,2:8,8	0,8:9,2
Bewertung der Bildqualit	P	O	®	©	©	O	Δ	X

(Q) O Δ

sehr gut

für die praktische Anwendung zufriedenstellend Erzeugung von Bildfehlern

DE 3819

Tabelle 7

Probe Nr.	301.·	802	303	804·	305	806	807	908
UH4JSiF4 Durch?!ßß- leschwindig ;eitsver- lä'ltnis)	5:4:1	3:3,5 :3,5	2:2:6	1:1 :'8	0,6:0,A :9	0,2:0,3	O,2:Or15 :9,65	0,1:0,1 :9,β
Si : C Gehalts- ?erhältnis)	; 9:1	7:3	5,5 :4,5	4:6	3:7	2:8	1,2:8,8	0,8:9,2
Bewertung ler Jildqualitä	Δ	O		©	©	O	Δ	X

(q) : sehr gut

O : gut

Δ : für die praktische Anwendung zufriedenstellend

X : Erzeugung von Bildfehlern

, ' SO·

- Leerseite -

Claims (21)

1. Patentansprüche

   \1. J Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement, gekenn-' zeichnet durch einen Träger, eine auf dem Träger vorgesehene erste Schicht, die Fotoleitfähigkeit zeigt und ein amorphes Material mit Siliciumatomen als Matrix enthält, und eine auf der ersten Schicht vorgesehene zweite Schicht, die als Hauptbestandteile Siliciumatome und Kohlenstoffatome enthält, wobei die erste Schicht mindestens eine aus der Gruppe III des Periodensystems ausgewählte Atomart zusammen mit Stickstoffatomen enthält, wobei die Stickstoffatome innerhalb der ersten Schicht eine im wesentlichen gleichmäßige Konzentrationsverteilung haben und wobei die Atome der Gruppe III des Periodensystems ein Konzentrations-Tiefenprofil in Richtung der Schichtdicke haben, bei dem die maximale Konzentration der Atome der Gruppe III an der Endober-

   2Q fläche an der Trägerseite oder in der· Nähe dieser Endoberfläche vorliegt und die Konzentration der Atome der Gruppe III dazu neigt, in Richtung auf die zweite Schicht kontinuierlich abzunehmen.

   B/13

   - 2 - DE 3819
2. 2. Fotoleitfähiges Aufzeichnüngselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Schicht Wasserstoffatome enthalten sind.
3. 3. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Wasserstoff atome in dem Bereich von 1 bis 40 Atom-% liegt.
4. 4, Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Schicht Halogenatome enthalten sind.
5. 5. .Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der' Halogenatome in dem Bereich von 1 bis 40 Atom-% liegt.
6. 6. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten

   Schicht Wasserstoffatome und Halogenatome enthalten sind.
7. 7. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der

   Gehalte der Wasserstoffatome und der Halogenatome in dem Bereich von.l bis 40 Atom-% liegt.
8. 8. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der

   Stickstoffatome in der ersten Schicht 0,005 bis 40 Atom-% beträgt.
9. 9. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstwert

   der Verteilungskonzentration der Atome der Gruppe III des Periodensystems in dem Bereich von 80 bis 1 χ 10
   Atom-ppm liegt.

   - 3 - DE 3819
10. 10. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mindestwert der Verteilungskonzentration der Atome der Gruppe III des Periodensystems in dem Bereich von 1 bis 1000 Atom-ppm liegt.
11. 11. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Atome der Gruppe III des Periodensystems aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Bor, Aluminium, Gallium, Indium und_r
    Thallium besteht.
12. 12. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger elektrisch leitend ist.
13. 13. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger elektrisch isolierend ist.
14. 14. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Trägers elektrisch leitend ist.
15. 15. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger zylinderförmig ist.
16. 16.' Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach ^%uch 1, d
    bandförmig ist.

    Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ' daß der Träger
17. 17. Fotoleitfähiges Auf zeichnungselernent nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Schicht Wasserstoffatome enthalten sind.

    - 4 - DE 3819

    *
18. 18. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Schicht Halogenatome enthalten sind.
19. 19. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach

    Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten

    Schicht Wasserstoffatome und Halogenatome enthalten sind.
20. 20. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach

    Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Kohlenstoffe
    90 Atom-% liegt.

    _3
    der Kohlen stoff atome in dem Bereich von 1 χ 10 bis
21. 21. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der zweiten Schicht in dem Bereich von 0,003 bis 30 pm liegt.