DE3440336A1 - Fotoleitfaehiges aufzeichnungsmaterial - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial,
das gegenüber elektromagnetischen Wellen wie Licht, worunter im weitesten Sinne UV-Strahlen,
sichtbares Licht, IR-Strahlen, Röntgenstrahlen und V-Strahlen
usw. zu verstehen sind, empfindlich ist.
Fotoleitfähige·Materialien, die fotoleitfähige Schichten in
Festkörper-Bildabtastvorrichtungen, Aufzeichnungsmaterialien
für die Elektrofotografie auf dem Gebiet der Bilderzeugung oder Manuskript-Lesevorrichtungen usw. bilden, müssen eine
hohe Empfindlichkeit, ein hohes S/N-Verhältnis [jFotostrom
(I )/Dunkelstrom frj)] , Spektraleigenschaften, die an die
elektromagnetischen Wellen, mit denen bestrahlt werden soll, angepaßt sind, ein schnelles Ansprechen auf Licht und einen
gewünschten Dunkelwiderstandswert haben und dürfen während der Anwendung nicht gesundheitsschädlich sein. Ferner ist
es bei einer Festkörper-Bildabtastvorrichtung auch notwendig, daß das Restbild innerhalb einer festgelegten Zeit
leicht behandelt bzw. beseitigt werden kann. Im Fall eines Aufzeichnungsmaterials für elektrofotografische Zwecke,"
/25
Dresdner Bank (München) KIo. 3939 844 Bayer. Vereinsbank (München) Kto. 508 941 Postscheck (München) Kto. 670-43-804
-7- . DE 4390
das in eine für-die Anwendung in einem Büro als Büromaschine
vorgesehene elektrofotografische Vorrichtung eingebaut werden soll, ist es besonders wichtig, daß das Auf-
5 Zeichnungsmaterial nicht gesundheitsschädlich ist.
Von dem vorstehend erwähnten Gesichtspunkt aus hat in neuerer
Zeit amorphes Silicium (nachstehend als a-Si bezeichnet) als fotoleitfähiges Material Beachtung gefunden. Beispielsweise
sind aus den DE-OSS 27 46 967 und 28 55 718 Anwendungen von a-Si für den Einsatz in Aufzeichnungsmaterialien
für elektrofotografische Zwecke bekannt, und aus der DE-OS 29 33 411 ist eine Anwendung von a-Si für den Einsatz in
einer als fotoelektrischer Wandler wirkenden Lesevorrich-
.c tung bekannt.
Die bekannten fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterialien mit aus a-Si gebildeten fotoleitfähigen Schichten müssen jedoch
unter den gegenwärtigen Umständen ferner hinsichtlich der on Erzielung eines Gleichgewichts der Gesamteigenschaften, wozu
elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften
wie der Dunkelwiderstandswert, die Lichtempfindlichkeit und das Ansprechen auf Licht usw. sowie Eigenschaften bezüglich
des Einflusses von Umgebungsbedingungen während der Anwenc
dung wie die Feuchtigkeitsbeständigkeit und ferner die Stabilität im Verlauf der Zeit gehören, verbessert werden.
Beispielsweise wird im Fall der Anwendung des vorstehend erwähnten fotoleitfähigen Materials in einem Aufzeichnungsmaterial
für elektrofotografische Zwecke oft beobachtet,
daß während seiner Anwendung ein Restpotential verbleibt, wenn gleichzeitig Verbesserungen in bezug auf die Erzielung
einer höheren Lichtempfindlichkeit und eines höheren Dunkelwiderstandes
angestrebt werden. Wenn ein solches fotoleitfähiges Material für eine lange Zeit wiederholt verwendet
wird, werden verschiedene Schwierigkeiten, beispiels-
-8- DE 4390
weise eine Anhäufung von Ermüdungserscheinungen durch wiederholte Anwendung oder die sog. Geisterbild-Erscheinung,
wobei Restbilder erzeugt werden, hervorgerufen.
Des weiteren hat a-Si in bezug auf das Licht an der Seite der längeren Wellenlängen im Bereich des sichtbaren Lichts
einen Absorptionskoeffizienten, der im Vergleich zu dem Absorptionskoeffizienten in bezug auf das Licht an der Sei-
-^q te der kürzeren Wellenlängen relativ kleiner ist. Infolgedessen
kann das Licht an der Seite der längeren Wellenlängen bei der Anpassung an den gegenwärtig praktisch angewandten
Halbleiterlaser nicht in wirksamer Weise ausgenutzt ;werden, wenn als Lichtquelle eine Halogenlampe oder
jg eine Leuchtstofflampe angewandt wird. Folglich ließe sich
noch verschiedenes verbessern.
Wenn andererseits das Licht, mit dem bestrahlt wird, in der fotoleitfähigen Schicht nicht in ausreichendem Maße
„o absorbiert wird, sondern die Menge des den Träger bzw. das
Substrat erreichenden Lichts erhöht ist, können in dem Fall, daß der Träger selbst in bezug auf das durch die fotoleitfähige
Schicht hindurchgelassene Licht ein hohes Reflexionsvermögen
hat, in der fotoleitfähigen Schicht Inter-
oc ferenzen auftreten, die auf Mehrfachreflexionen zurückzuführen
sind und eine Ursache für unscharfe Bilder werden.
Diese Wirkung wird verstärkt, wenn die bestrahlte Stelle bzw. der Lichtpunkt, mit dem bestrahlt wird, kleiner gemacht
wird, um die Auflösung zu erhöhen, und stellt im Fall 30
der Anwendung eines Halbleiterlasers als Lichtquelle ein
großes Problem dar.
Bei der Gestaltung eines fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials
muß infolgedessen, während einerseits eine Verbesse-,
rung der Eigenschaften des a-Si-Materials für sich angestrebt
-9- DE 4390
wird, andererseits auch eine Überwindung aller Probleme,
die vorstehend erwähnt wurden, 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 elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien,
Festkörper-Bildabtastvorrichtungen, Lese-
2Q vorrichtungen usw. durchgeführt. Es wurde nun überraschenderweise
gefunden, daß ein fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial
mit einem Schichtaufbau, der eine Fotoleitfähigkeit zeigende lichtempfangende Schicht aufweist, die aus einem
Siliciumatome als Matrix enthaltenden amorphen Material
2g Ca-Si), insbesondere aus einem amorphen Material, das in
einer Matrix von Siliciumatomen Wasserstoffatome CH) und/ oder Halogenatome CX) enthält, ("nachstehend als a-SiCH,X)
bezeichnetj, beispielsweise aus sog. hydriertem amorphem Silicium, halogeniertem amorphem Silicium oder halogenhaltigern,
hydriertem amorphem Silicium, besteht, nicht nur für die praktische Anwendung außerordentlich gute Eigenschaften
zeigt, sondern auch deir bekannten fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterialien
im wesentlichen in jeder Hinsicht überlegen ist und insbesondere hervorragende Eigenschaften als
„,_ fotoleitf ähiges Aufzeichnungsmaterial für elektrofotografische
Zwecke zeigt und auch hervorragende Absorptionsspektraleigenschaften
an der Seite der längeren Wellenlängen zeigt, wenn dieses fotoleitfähige Aufzeichnungsmaterial
bei seiner Herstellung so gestaltet wird, daß es eine besondere Struktur hat, wie sie nachstehend beschrieben wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial
zur Verfügung zu stellen, das elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften hat, die in
konstanter Weise stabil sind, faktisch unabhängig von den
Umgebungsbedingungungen in jeder Art von Umgebung eingesetzt
3U0336
-10- DE 4390
werden kann und hervorragende Lichtempfindlichkeitseigenschaften
an der Seite der längeren Wellenlängen und eine hervorragende Beständigkeit gegenüber der Licht-Ermüdung
zeigt sowie eine hervorragende Haltbarkeit hat, ohne daß bei wiederholter Verwendung Verschlechterungserscheinungen
hervorgerufen werden, und kein oder im wesentlichen kein beobachtetes Restpotential zeigt.
jQ Durch die Erfindung soll auch ein fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial
zur Verfügung gestellt werden, das in dem gesamten Bereich des sichtbaren Lichts eine hohe Lichtempfindlichkeit
hat, hinsichtlich der Anpassung an einen Halbleiterlaser sowie der Verhinderung von Interferenzen be-
,g sonders hervorragend ist und auch ein schnelles Ansprechen
auf Licht zeigt.
Ferner soll durch die Erfindung ein fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial
zur Verfügung gestellt werden, das wäh- __ rend der zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungsbildern
durchgeführten Ladungsbehandlung in einem Ausmaß, das dazu ausreicht, daß ein übrithes elektrofotografisches Verfahren
sehr wirksam durchgeführt werden kann, wenn das fotoleitfähige Aufzeichnungsmaterial für die Verwendung als Aufzeichnungsmaterial
für elektrofotografische Zwecke vorgesehen ist, zum Tragen bzw. Festhalten von Ladungen befähigt
ist.
Des weiteren soll durch die Erfindung ein fotoleitfähiges
Aufzeichnungsmaterial für elektrofotografische Zwecke zur
Verfügung gestellt werden, mit dem leicht Bilder hoher Qualität, die eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und
eine hohe Auflösung zeigen, hergestellt werden können.
Ferner soll durch die Erfindung ein fotoleitfähiges Auf-ο
Zeichnungsmaterial mit einer hohen Lichtempfindlichkeit
3U0336
-11- DE. 4390
und einem hohen S/N-Verhältnis zur Verfügung gestellt werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein fotoleitfähiges
Aufzeichnungsmaterial mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nach-2Q
stehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht, die zur Erläuterung
des Schichtaufbaus des erfindungsgemäßen 2g fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials dient.
Fig. 2 bis 10 zeigen jeweils eine schematische Darstellung der Tiefenprofile von Germanium in dem Schichtbereich
(G).
Fig. 11 bis 16 zeigen jeweils eine schematische Darstellung des Tiefenprofils von Sauerstoffatomen in der ersten
Schicht (I).
Fig. 17 ist eine schematische Darstellung der im Rahmen der
Erfindung angewandten Vorrichtung, und
Fig. 18 und 19 zeigen jeweils eine Verteilung der einzelnen
Atomarten in erfindungsgemäßen Beispielen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht, in der der Schichtaufbau einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials erläutert wird.
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Das in Fig. 1 gezeigte fotoleitfähige Aufzeichnungsmaterial
100 besteht aus einer auf einem Träger 101 für das fotoleitfähige Aufzeichnungsmaterial gebildeten lichtempfangenden
Schicht, die aus einer auf dem Träger 101 gebildeten ersten Schicht (I) 102 und einer auf der ersten Schicht
(I) 102 gebildeten zweiten Schicht (II) 103, die als eine Endfläche eine freie Oberfläche 106 hat, besteht.
^q Die erste Schicht (I) 102 ist aus einem Schichtbereich (G)
104, der aus Germaniumatomen und, falls erwünscht, mindestens einer aus Siliciumatomen, Wasserstoffatomen und Halogenatomen
ausgewählten Atomart !"nachstehend als "a-Ge(Si,H,X)"
bezeichnet/ besteht, und einem Fotoleitfähigkeit zeigenden
je Schichtbereich (S) 105, die aufeinanderfolgend von der Seite
des Trägers 101 her laminiert sind, gebildet.
Die in dem Schichtbereich (G) 104 enthaltenen Germaniumatome können überall in dem Schichtbereich (G) 104 gleichmäßig oder
alternativ mit einem ungleichmäßigen Tiefenprofil in der zu
Richtung der Schichtdicke enthalten sein. Es ist jedoch in beiden Fällen erfordeilich, daß sie in der Richtung der
Schichtebenen parallel zu der Oberfläche gleichförmig mit einer gleichmäßigen Verteilung in der Richtung der jeweiligen
Schichtebene enthalten sind, um die Eigenschaften gleich-Zo
mäßig zu machen. Insbesondere sind die Germaniumatome in dem Schichtbereich (G) 104 derart enthalten, daß sie überall
in der Richtung der Schichtdicke des Schichtbereichs (G) 104 enthalten sind, und zwar in einer derartigen Verteilung,
daß sie in Richtung auf die Seite des Trägers 101
stärker angereichert sind als an der Seite, die der Seite entgegengesetzt ist, an der der Träger vorgesehen ist,
d.h., als an der Grenzflächenseite des Schichtbereichs (G) 104, die dem Schichtbereich (S) 105 der ersten Schicht (I)
102 zugewandt ist, oder in einer Verteilung, die einer der-35
artigen Verteilung entgegengesetzt ist.
-13- DE 4390
Bei dem erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial
sollte die Verteilung der in dem Schichtbereich (G) 104 enthaltenen Germaniumatome geeigneterweise ein Profil
c in der Richtung der Schichtdicke annehmen, wie es vorstehend
beschrieben wurde, während die Verteilung der Germaniumatome innerhalb der zu der Oberfläche des Trägers parallelen
Ebenen jeweils gleichmäßig sein sollte.
^q Im Rahmen der Erfindung sind in dem Schichtbereich (S), der
auf dem Schichtbereich (G) ausgebildet ist, keine Germaniumatome enthalten, und dadurch, daß die erste Schicht (I) mit
einer derartigen Schichtstruktur gebildet wird, ist es möglich, ein fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial zu erhalten,
das gegenüber Licht über den gesamten Wellenlängenbereich von relativ kürzeren zu relativ längeren Wellenlängen einschließlich
des Bereichs des sichtbaren Lichts eine hervorragende Lichtempfindlichkeit zeigt.
Ferner ist die Affinität zwischen dem Schichtbereich (G)
und dem Schichtbereich (S) bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei der die' "Germaniumatome ungleichmäßig verteilt
sind, hervorragend, da die Verteilung der Germaniumatome in dem Schichtbereich (G) derart verändert wird, daß
Germaniumatome über den gesamten Schichtbereich kontinuierlieh verteilt sind, wobei der Gehalt C der Germaniumatome
in der Richtung der Schichtdicke von der Trägerseite her zu dem Schichtbereich (S) abnimmt. Ferner kann das.Licht
an der Seite der längeren Wellenlängen, das durch den
Schichtbereich (S) nicht in einem wesentlichen Ausmaß ab-30
sorbiert werden kann, dadurch, daß der Gehalt C der Germaniumatome
in dem Endteil an der Trägerseite in einem sehr hohen Ausmaß erhöht wird, wie es nachstehend beschrieben
wird, in dem Schichtbereich (G) im wesentlichen voll-
ständig absorbiert werden, wenn ein Halbleiterlaser ange-
wandt wird, wodurch Interferenzen, die auf eine Reflexion
3U0336
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von der Trägeroberfläche zurückzuführen sind, verhindert
werden können.
Fig. 2 bis 10 zeigen typische Beispiele für die ungleichmäßige Verteilung der in dem Schichtbereich (G) des erfindungsgemäßen
fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials enthaltenen
Germaniumatome in der Richtung der Schichtdicke.
In Fig. 2 bis 10 zeigt die Abszisse den Gehalt C der Germaniumatome,
während die Ordinate die Schichtdicke des Schichtbereichs (G) zeigt. tß zeigt die Lage der Endfläche
des Schichtbereichs (G) an der Trägerseite, und tT zeigt
die Lage der Endfläche des Schichtbereichs (G) an der Seig te, die der Trägerseite entgegengesetzt ist;.D.h., daß die
Schichtbildung des Germaniumatome enthaltenden Schichtbereichs (G) von der tg-Seite ausgehend in Richtung auf die
fortschreitet.
In Fig. 2 wird eine erste typische Ausführungsform des 20
Tiefenprofils der in dem Schichtbereich (G) enthaltenen
Germaniumatome in der Richtung der Schichtdicke gezeigt.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind die Germaniumatome
in dem gebildeten Schichtbereich (G) von der 25
Grenzflächenlage tR, an der die Oberfläche, auf der der
Germaniumatome enthaltende Schichtbereich (G) zu bilden ist, mit der Oberfläche des Schichtbereichs (G) in Berührung
ist, bis zu der Lage t- in der Weise enthalten, daß der Gehalt C der Germaniumatome einen konstanten Wert C1
]
annimmt, während der Gehalt C der Germaniumatome von der
Lage t. bis zu der Grenzflächenlage tT von dem Wert C2 aus
■ gehend allmählich kontinuierlich abnimmt. Der Gehalt C der Germaniumatome erhält in der Grenzflächenlage tT den Wert
35 C.V
-15- DE 4390
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform nimmt der Gehalt
C der enthaltenen Germaniumatome von der Lage t„ bis
zu der Lage tT von dem Wert C*.ausgehend allmählich und
g kontinuierlich ab, bis er in der Lage tT den Wert Cr erreicht.
Im Fall der Fig. 4 wird der Gehalt C der Germaniumatome
von der Lage tß bis zu der Lage t~ bei einem konstanten
jQ Wert C, gehalten, während .er von dem Wert C- in der Lage
t~ ausgehend bis zu der Lage tT allmählich kontinuierlich
abnimmt und in der Lage t„ einen Wert von im wesentlichen
0 erhält. (Unter einem Gehalt mit einem Wert von im wesentlichen 0 ist ein unterhalb des nachweisbaren Grenzwertes
15 liegender Gehalt zu verstehen.)
Im Fall der Fig. 5 nimmt der Gehalt C der Germaniumatome
von der Lage t„, wo er den Wert CR hat, bis zu der Lage
t^,, wo er einen Wert von im wesentlichen 0 erhält, allmählieh
und kontinuierlich ab.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform wird der Gehalt C der Germaniumatome zwischen der Lage tR und der Lage
t, bei einem konstanten Wert Cg gehalten, während er in der
Lage t„ den Wert C:Q erhält. Zwischen der Lage t, und der
Lage trj, nimmt der Gehalt C von der Lage t, bis zu der Lage
trp in Form einer Funktion erster Ordnung ab.
Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform wird ein derartiges Tiefenprofil gebildet, daß der Gehalt C von der
Lage tg bis'zu der Lage t. einen konstanten Wert C... annimmt,
während der Gehalt C von der Lage t. bis zu der Lage t,p von dem Wert C. ^ bis zu dem Wert C.., in Form einer Funktion
erster Ordnung abnimmt.
-16- DE 4390
Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform nimmt der Gehalt
C der Germaniumatome von der Lage tR bis zu der Lage
trp in^Form einer Funktion erster Ordnung von dem Wert C14
5 bis zu dem Wert 0 ab.
In Fig. 9 wird eine Ausführungsform gezeigt, bei der der
Gehalt C der Germaniumatome von der Lage tR bis zu der Lage
t- von dem Wert C1^ bis zu dem Wert C1fi in Form einer FunkjQ
tion erster Ordnung abnimmt und zwischen der Lage tr und
der Lage t„ bei dem konstanten Wert C.fi gehalten wird.
Bei der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform hat der Gehalt
C der Germaniumatome in der Lage tR den Wert C17. Der Gejg
halt C vermindert sich von dem Wert C17 ausgehend am Anfang
allmählich und in der Nähe der Lage t plötzlich, biscer
in der Lage tfi den Wert C18 erhält.
Zwischen der Lage t, und der Lage t7 nimmt der Gehalt C
„P am Anfang plötzlich und danach allmählich ab, bis er in
der Lage ty den Wert C19 erhält. Zwischen der Lageet- und
der Lage tg nimmt der Gehalt C sehr allmählich ab und erreicht
in der Lage t« den Wert C7^. Zwischen der Lage t„
und der Lage tT nimmt der Gehalt entlang einer Kurve mit
der in Fig. 10 gezeigten Gestalt von dem Wert C20 bis zu,
einem Wert von im wesentlichen 0 ab.
Wie vorstehend anhand einiger typischer Beispiele für Tiefenprofile
von in dem Schichtbereich (G) enthaltenen Germaniumatomen in der Richtung der Schichtdicke unter Bezug-
nähme auf Fig. 2 bis 10 beschrieben wurde, ist der Schichtbereich
(G) bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geeigneterweise mit einem derartigen Tiefenprofil
vorgesehen, daß er an der Trägerseite einen Anteil, in dem
der Gehalt C der Germaniumatome einer Anreicherung der Ger-35
maniumatome entspricht, und an der Seite der Grenzfläche
-17- DE 4390
tT einen Anteil, in dem der Gehalt Coder Germaniumatome
einer Verarmung der Germaniumatome bis zu einem Gehalt, der
beträchtlich niedriger ist als der Gehalt an der Trägerseite,
entspricht, aufweist.
Der am Aufbau der ersten Schicht (I) des erfindungsgemäßen
fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials beteiligte Schichtbereich
CG) kann vorzugsweise derart ausgebildet werden,
daß er an der Trägerseite oder im Gegensatz dazu an der
Seite der freien Oberfläche einen lokalisierten Bereich
(A), der Germaniumatome mit einem relativ höheren Gehalt
enthält, aufweist.
daß er an der Trägerseite oder im Gegensatz dazu an der
Seite der freien Oberfläche einen lokalisierten Bereich
(A), der Germaniumatome mit einem relativ höheren Gehalt
enthält, aufweist.
,g Der lokalisierte Bereich (A) kann beispielsweise unter Bezugnahme
auf die in Fig. 2 bis 10 gezeigten Symbole geeigneterweise innerhalb von 5 /im von der Grenzflächenlage t„
aus vorgesehen sein.
aus vorgesehen sein.
2Q Im Rahmen der Erfindung kann der vorstehend erwähnte lokalisierte
Bereich (A) mit dem gesamten Schichtbereich (L-), der sich von der Grenzflächenlage £„ aus bis zu einer Tiefe
bzw. mit einer Dicke von 5 /um erstreckt, identisch gemacht werden oder alternativ einen Teil des Schichtbereichs (LT)
oc bilden.
Es kann in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den erforderlichen
Eigenschaften der zu bildenden ersten Schicht
(I) festgelegt werden, ob der lokalisierte Bereich (A) als Teil des Schichtbereichs (LT) gebildet wird oder den gesamten Schichtbereich (LT) einnimmt.
(I) festgelegt werden, ob der lokalisierte Bereich (A) als Teil des Schichtbereichs (LT) gebildet wird oder den gesamten Schichtbereich (LT) einnimmt.
Der lokalisierte Bereich (A) kann vorzugsweise gemäß einer derartigen Schichtbildung gebildet werden, daß der Höchst-
o_ wert C „„. des Gehalts der Germaniumatome in der Verteilung
OO max
in der Richtung der Schichtdicke (der Höchstwert der Tie-
-18- DE 4390
fenprofilwerte) geeigneterweise 1000 Atom-ppm oder mehr,
vorzugsweise SOOO Atom-ppm oder mehr und insbesondere 1x10 Atom-ppm oder mehr, bezogen auf die Summe der Germaniumatome
und der Siliciumatome, beträgt.
D.h., daß der Germaniumatome enthaltende Schichtbereich (G) im Rahmen der Erfindung so gebildet wird, daß der Höchstwert
C des Tiefenprofils innerhalb einer Schichtdicke
nlclX
,Q von 5 pm von der Trägerseite aus (in dem Schichtbereich mit
einer Dicke von 5 pm, von t„ aus gere'chnet) vorliegen kann.
Im Rahmen der Erfindung kann der Gehalt der Germaniumatome
in dem Germaniumatome enthaltenden Schichtbereich (G) in je geeigneter Weise nach Wunsch so festgelegt werden, daß die
Aufgabe der Erfindung wirksam gelöst wird, und dieser Gehalt kann geeigneterweise 1 bis 10x10 Atom-ppm, vorzugsweise
100 bis 9,5 χ 10 Atom-ppm und insbesondere 500 bis 8x10 Atom-ppm betragen.
In dem erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial
gehören die Schichtdicke des Schichtbereichs (G) und die Schichtdicke des Schichtbereichs (S) zu den Faktoren,
die für eine'wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung wichtig sind, weshalb bei der Gestaltung des fotoleitfähigen
Aufzeichnungsmaterials in ausreichendem Maße auf diese
Schichtdicken geachtet werden sollte, damit dem gebildeten fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial gewünschte Eigenschaften
verliehen werden können.
Im Rahmen der Erfindung kann die Schichtdicke Tß des Schichtbereichs
(G) geeigneterweise 3,0 nm bis 50 pm, vorzugsweise
4,0 nm bis 40 pm und insbesondere 5,0 nm bis 30 pm betragen.
Andererseits kann die Schichtdicke T des Schichtbereichs (S) geeigneterweise 0,5 bis 90 pm, vorzugsweise 1 bis 80 pm
-19- DE 4390
und insbesondere 2 bis 50 pm betragen.
Die Summe der Schichtdicke Tß des Schichtbereichs (G) und
der Schichtdicke T des Schichtbereichs (S), (T„ + T), kann bei der Gestaltung der Schichten des fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials
geeigneterweise auf der Grundlage einer gegenseitigen organischen Beziehung zwischen den für
beide Schichtbereiche erforderlichen Eigenschaften und den
-^q für die gesamte erste Schicht (I) erforderlichen Eigenschaften
in der gewünschten Weise festgelegt werden.
In dem erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial
kann der numerische Bereich für die vorstehend erwähnte Summe (Tg + T) geeigneterweise 1 bis 100 pm, vorzugsweise
1 bis 80 pm und insbesondere 2 bis 50 pm betragen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die numerischen Werte für die einzelnen vorstehend erwähnten
Schichtdicken Tg und T vorzugsweise so gewählt, daß die Beziehung Tß/T ^ 1 erfüllt wird.
Bei der Wahl der numerischen Werte für die Schichtdicken Tg und T in dem vorstehend erwähnten Fall sollten die Werte
„p. von Tg und T vorzugsweise derart festgelegt werden, daß die
Beziehung Tg/T =0,9 und insbesondere Tß/T =0,8 erfüllt
wird.
Wenn der Gehalt der Germaniumatome in dem Schichtbereich
(G) im Rahmen der Erfindung 1x10 Atom-ppm oder mehr beträgt,
sollte der Schichtbereich (G) geeigneterweise mit einer möglichst geringen Schichtdicke TR, die geeigneterweise
30 pm oder weniger, vorzugsweise 25 pm oder weniger und insbesondere 20 pm oder weniger beträgt, hergestellt
werden.
-20- DE 4390
Beispiele für Halogenatome (X), die gegebenenfalls in den
Schichtbereich (G) und/oder den Schichtbereich (S), aus denen die erste Schicht (I) gebildet wird, eingebaut werden
können, sind im Rahmen der Erfindung Fluor, Chlor, Brom und Jod, wobei Fluor und Chlor besonders bevorzugt werden.
In dem erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial
ist in der ersten Schicht (I) ein Sauerstoffatome
2Q enthaltender Schichtbereich (0) vorgesehen, um Verbesserungen
hinsichtlich der Erzielung einer höheren Lichtempfindlichkeit und eines höheren Dunkelwiderstandes und ferner
eine Verbesserung der Haftung zwischen dem Träger und der lichtempfangenden Schicht zu erzielen. Die in der er-
Jt- sten Schicht (I) enthaltenen Sauerstoffatome können entweder
überall in dem gesamten Schichtbereich der ersten Schicht (I) oder nur örtlich in einem Teil des Schichtbereichs
der ersten Schicht (I) enthalten sein.
„„ Im Rahmen der Erfindung kann die Verteilung der Sauerstoffatome
in dem Schichtbereich (0) derart sein, daß ihr Gehalt C(O) innerhalb der" zu der Oberfläche des Trägers parallelen
Ebenen jeweils gleichmäßig ist, wobei das Tiefenprofil C(O) in der Richtung der Schichtdicke jedoch ähn-
2P- lieh wie das unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 10 beschriebene
Tiefenprofil der Germaniumatome ungleichmäßig ist.
Fig. 11 bis 16 zeigen typische Beispiele für Verteilungen von Sauerstoffatomen innerhalb der ersten Schicht (I) als
Ganzes. In diesen Figuren zeigt die Abszisse die Vertei-30
lungskonzentration der Sauerstoffatome in der Richtung der
Schichtdicke und die Ordinate die Schichtdicke der Fotoleitfähigkeit zeigenden ersten Schicht (I), während tß die Lage
der Endfläche (der unteren Endfläche) der ersten Schicht (I) an der Trägerseite und tT die Lage der Endfläche' (der
oberen Endfläche) an der Seite, die der Trägerseite ent-
-21- DE 4390
gegengesetzt ist, zeigt. D.h., daß die Schichtbildung der ersten Schicht (I) von der tß-Seite ausgehend in Richtung
auf die tT~Seite fortschreitet.
Bei der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform sind in dem
Schichtbereich von der Lage tR bis zu der Lage tg keine
Sauerstoffatome enthalten, während in dem Schichtbereich von der Lage tg bis zu der Lage t~,, der Grenzfläche zwi-,Q
sehen der ersten Schicht (I) und der zweiten Schicht (II),
Sauerstoffatome enthalten sind, wobei der Gehalt C(O) der Sauerstoffatome von der Lage t„ ausgehend in Richtung auf
die tT~Seite allmählich und kontinuierlich zunimmt. In der
Lage tT beträgt der Gehalt C(O) der Sauerstoffatome C21.
Bei der in Fig. 12 gezeigten Ausführungsform sind überall in dem gesamten Schichtbereich der ersten Schicht (I) von
der Lage t„ bis zu der Grenzfläche tT Sauerstoffatome enthalten,
wobei der Gehalt C(O) der Sauerstoffatome bis zu der Lage t„, wo er den Wert C22 erreicht, allmählich und
stufenlos gleichförmig zunimmt.
Bei der in Fig. 13 gezeigten Ausführungsform nimmt der Gehalt C(O) der Sauerstoffatome in dem Schichtbereich von
der Lage tß, wo er den Wert 0 hat, bis zu der Lage t1Q, wo
er den Wert C_, erreicht, gleichförmig zu, während der Gehalt C(O) der Sauerstoffatome in dem Schichtbereich von
der Lage t.« bis zu der Lage tT bei dem konstanten Wert C^x
gehalten wird.
Bei der in Fig. 14 gezeigten Ausführungsform nimmt der Gehalt C(O) der Sauerstoffatome in dem Schichtbereich von der
Lage tg, wo er den Wert C24 hat, bis zu der Lage t.., , wo er
den Wert C-r erreicht, sanft ab, während der Gehalt C(O)
in dem Schichtbereich von der Lage t-,. bis zu der Lage t1?
den konstanten Wert C25 hat, und der Gehalt C(O) der Sauer-
-22- DE 4390
stoffatome nimmt in dem Schichtbereich von der Lage t17,
wo er den Wert C„r hat, bis zu der Lage tT, wo er den Wert
C-fi erreicht, kontinuierlich zu.
Bei der in Fig. 15 gezeigten Ausführungsform wird der Fall gezeigt, daß zwei Sauerstoffatome enthaltende Schichtbereiche
(O) vorhanden sind. Im einzelnen nimmt der Gehalt C(O) der Sauerstoffatome in dem Schichtbereich von der La-
2Q ge tg, wo er den Wert C~7 hat, bis zu der Lage t..,, wo er
den Wert 0 erreicht, ab.In dem Schichtbereich von der Lage t.|, bis zu der Lage t.- sind keine Sauerstoffatome enthalten,
während der Gehalt C(O) der Sauerstoffatome von dem Wert 0 in der Lage t14 ausgehend bis zu dem Wert C-g in
, g der Lage t„ gleichförmig zunimmt.
Im Fall der Fig. 16 hat der Gehalt C(O) der Sauerstoffatome in dem Schichtbereich von der Lage tß bis zu der Lage t1r
den konstanten Wert C2Q, während der Gehalt in dem Schichtbereich
von der Lage t^r bis zu der Lage tT anfänglich
langsam und danach plötzlich zunimmt, bis er in der Lage tT den Wert C,o erreicht.
Im Rahmen der Erfindung wird der Sauerstoffatome enthaltende Schichtbereich (0), der in der ersten Schicht (I) enthalten
ist, derart ausgebildet, daß er den gesamten Schichtbereich der ersten Schicht (I) einnimmt, wenn hauptsächlich
Verbesserungen der Lichtempfindlichkeit und des Dunkelwiderstandes
angestrebt werden; während er in der Nähe der Grenzfläche mit der zweiten Schicht (II) ausgebildet wird,
um die Injektion von Ladungen von der freien Oberfäche der lichtempfangenden Schicht her zu verhindern, oder er wird
derart ausgebildet, daß er den Schichtbereich (E) in dem Endteil an der Trägerseite einnimmt, wenn hauptsächlich
eine Verstärkung der Haftung zwischen dem Träger und der . 35
lichtempfangenden Schicht angestrebt wird.
-23- DE 4390
In dem an erster Stelle erwähnten Fall kann der Gehalt der Sauerstoffatome in dem Schichtbereich (0) geeigneterweise
relativ kleiner gewählt werden, um eine hohe Lichtempfindlichkeit
aufrechtzuerhalten, während der Gehalt der Sauerstoffatome in dem an zweiter Stelle erwähnten Fall in der
Nähe der Grenzfläche mit der zweiten Schicht (II) erhöht wird, um die Injektion von Ladungen von der freien Oberfläche
der lichtempfangenden Schicht her zu verhindern, und
IQ der Gehalt der Sauerstoffatome wird in dem an dritter Stelle
erwähnten Fall relativ groß gewählt, um eine Verstärkung der Haftung der lichtempfangenden Schicht an dem Träger
zu gewährleisten.
Um gleichzeitig die in dem an erster Stelle erwähnten Fall,
dem an zweiter Stelle erwähnten Fall und dem an dritter Stelle erwähnten Fall angestrebten Verbesserungen zu erzielen,
können die Sauerstoffatome in dem Schichtbereich
(0) derart verteilt werden, daß sie an der Trägerseite mit
2Q einem relativ höheren Gehalt, in der Mitte der ersten
Schicht (I) mit einem relativ niedrigeren Gehalt und in dem Grenzflächen-Schichtbereich an der Grenzfläche mit der
zweiten Schicht (II) mit einer erhöhten Menge von Sauerstoffatomen verteilt sind.
Im Rahmen der Erfindung kann der Gehalt der Sauerstoffatome,
die in dem Schichtbereich (0), der in der ersten Schicht
(1) vorgesehen ist, enthalten sind, in geeigneter Weise in
Abhängigkeit von den Eigenschaften, die für den Schichtbe-
n reich (0) selbst erforderlich sind, oder in dem Fall, daß
der Schichtbereich (0) in unmittelbarer Berührung mit dem Träger vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einer organischen
Beziehung, beispielsweise der Beziehung zu den Eigenschaften an der Berührungs-Grenzfläche mit dem Träger und anderen
Beziehungen, gewählt werden.
-24- DE 4390
Wenn ein anderer Schichtbereich in unmittelbarer Berührung mit dem Schichtbereich (O) ausgebildet werden soll, kann
der Gehalt der Sauerstoffatome geeigneterweise auch unter
Berücksichtigung der Eigenschaften des anderen Schichtbereichs und der Beziehung zu den Eigenschaften an der Berührungs-Grenzfläche
mit dem anderen Schichtbereich gewählt werden.
Der Gehalt der Sauerstoffatome in dem Schichtbereich (0)
kann in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den Eigenschaften, die das zu bildende fotoleitfähige Aufzeichnungsmaterial
haben muß, nach Wunsch festgelegt werden und kann geeigneterweise 0,001 bis 50 Atom-!, vorzugsweise 0,002 bis
. c 40 Atom-! und insbesondere 0,003 bis 30 Atom-! betragen.
Wenn der Schichtbereich (0) im Rahmen der Erfindung den gesamten Bereich der ersten Schicht (I) einnimmt oder wenn
er zwar nicht den gesamten Schichtbereich einnimmt, jedoch n eine Schichtdicke T hat, die relativ zu der Schichtdicke
T der ersten Schicht (I) ausreichend groß ist, sollte die Obergrenze des Gehalts -der Sauerstoffatome in dem Schichtbereich
(0) geeigneterweise in ausreichendem Maße geringer sein als der vorstehend erwähnte Wert.
Die Obergrenze des Gehalts der Sauerstoffatome in dem
Schichtbereich (0) kann im Rahmen der Erfindung geeigneterweise 30 Atom-! oder weniger, vorzugsweise 20 Atom-!
oder weniger und insbesondere 10 Atom-! oder weniger betragen, wenn das Verhältnis der Schichtdicke TQ des Schichtbereichs
(0) zu der Schichtdicke T der ersten Schicht (I) den Wert 2/5 oder einen höheren Wert hat.
Der am Aufbau der ersten Schicht (I) beteiligte, Sauerstoffatome enthaltende Schichtbereich (0) kann im Rahmen der Erfindung
vorzugsweise derart ausgebildet werden, daß er an
-25- DE 4390
der Trägerseite und in der Nähe der Grenzfläche tT wie
vorstehend beschrieben einen lokalisierten Bereich (B), der Sauerstoffatome mit einem relativ höheren Gehalt enthält,
aufweist, und in diesem Fall kann die Haftung zwischen dem Träger und der lichtempfangenden Schicht weiter verbessert
werden, und auch das Aufnahmepotential kann verbessert werden.
-^q Wie anhand der in Fig. 11 bis 16 gezeigten Symbole erläutert
wird, kann der lokalisierte Bereich (B) geeigneterweise innerhalb von 5 pm von der Grenzflächenlage t„ oder tT aus
vorgesehen sein.
^g Der vorstehend erwähnte lokalisierte Bereich (B) kann im
Rahmen der Erfindung mit dem gesamten Schichtbereich (LT),
der sich von der Grenzflächenlage tR oder t^ aus gerechnet
bis zu einer Tiefe mit einer Dicke von 5 pm. erstreckt, identisch gemacht werden oder alternativ einen Teil des Schicht-
2Q bereichs (LT) bilden.
Es kann in geeigneter '.Weise in Abhängigkeit von den erforderlichen
Eigenschaften der zu bildenden ersten Schicht (I) festgelegt werden, ob der lokalisierte Bereich (B) als Teil
oc- des Schichtbereichs (LT) gestaltet wird oder den gesamten
Schichtbereich (LT) einnimmt.
Der lokalisierte Bereich (B) kann vorzugsweise gemäß einer
derartigen Schichtbildung gebildet werden, daß der Höchst- _ wert C des Gehalts der Sauerstoffatome in der Verteilung
Ου JllciX
in der Richtung der Schichtdicke geeigneterweise 500 Atomppm
oder mehr, vorzugsweise 800 Atom-ppm oder mehr und insbesondere 1000 Atom-ppm oder mehr betragen kann.
o_ D.h., daß der Sauerstoffatome enthaltende Schichtbereich
(0) im Rahmen der Erfindung so gebildet wird, daß der
-26- DE 4390
Höchstwert Cmrtv des Tiefenprofils innerhalb einer Schichtdicke
von 5 Jim von der Trägerseite oder der Seite der Grenzfläche
mit der zweiten Schicht (II) (in dem Schichtbereich mit einer Dicke von 5 jum, von tß oder von tT aus gerechnet)
vorliegen kann.
Die Bildung des aus a-Ge(Si^i,X) bestehenden Schichtbereichs
(G) kann erfindungsgemäß durch ein Vakuumbedampfungsver-
IQ fahren unter Ausnutzung der Entladungserscheinung, beispielsweise
durch das Glimmentladungsverfahren, das Zerstäubungsverfahren
oder das Ionenplattierverfahren, durchgeführt werden. Die grundlegende Verfahrensweise für die Bildung
des aus a-Ge(Si, H,X) bestehenden Schichtbereichs (G) durch
,g das Glimmentladungsverfahren besteht beispielsweise darin,
daß ein zur Zuführung von Germaniumatomen (Ge) befähigtes gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Ge, gegebenenfalls
zusammen mit einem zur Zuführung von Siliciumatomen (Si) befähigten gasförmigen Ausgangsmaterial für die
on Zuführung von Si und einem gasförmigen Ausgangsmaterial
für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) und/oder einem
gasförmigen Ausgangsmäterial für die Einführung von Halogenatomen
(X), in eine Abscheidungskammer, die im Inneren auf einen verminderten Druck gebracht werden kann, eingeleitet
wird und daß durch Anregung einer Glimmentladung in der Abscheidungskammer eine Plasmaatmosphäre aus diesen
Gasen gebildet wird, wodurch auf der Oberfläche eines Trägers, der in eine vorher festgelegte Lage gebracht wurde,
eine aus a-Ge(Si,H,X) bestehende Schicht gebildet wird. Für den Einbau von Germaniumatomen mit einem ungleichmäßigen
Tiefenprofil kann der Gehalt der Germaniumatome bei der Bildung der aus a-Ge(Si,H,X) bestehenden Schicht gemäß
einer gewünschten Kurve der Änderungsgeschwindigkeit gesteuert bzw. reguliert werden. Alternativ kann für die
Bildung durch das Zerstäubungsverfahren unter Anwendung ei-35
nes aus Si bestehenden Targets oder von zwei plattenförmigen
-27- DE 4390
Targets, von denen eines aus Si und das andere aus Ge besteht, oder eines aus einer Mischung von Si und Ge bestehenden
Targets in einer Atmosphäre aus einem Inertgas wie z.B. Ar oder He oder aus einer auf diesen Gasen basierenden Gasmischung
ein gegebenenfalls mit einem verdünnenden Gas wie z.B. He oder Ar verdünntes gasförmiges Ausgangsmaterial
für die Zuführung von Ge ggf. zusammen mit einem Gas für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) und/oder Halogenatomen
jQ (X) an eine zur Zerstäubung dienende Abseheidungskammer
eingeleitet werden und kann eine Plasmaatmosphäre aus gewünschten Gasen gebildet werden. Um die Verteilung der Germaniumatome
ungleichmäßig zu machen, kann beispielsweise die Durchflußgeschwindigkeit des gasförmigen Ausgangsmate-
^P- rials für die Zuführung von Ge bei der Zerstäubung des Targets
gemäß einer gewünschten Kurve der Änderungsgeschwindigkeit gesteuert bzw. reguliert werden.
Zu dem im Rahmen der Erfindung für die Zuführung von Si _0 einzusetzenden gasförmigen Ausgangsmaterial können als
wirksame Materialien gasförmige oder vergasbare Siliciumhydride (Silane) wie ζ'J-B. SiH4, Si2Hg, Si3H3, Si4H10 und
andere gehören. SiH4 und Si-Hfi werden im Hinblick auf ihre
einfache Handhabung 'während der Schichtbildung und auf den Wirkungsgrad hinsichtlich der Zuführung von Si besonders
bevorzugt.
Als Substanzen, die gasförmige Ausgangsmaterialien für die Zuführung von Ge sein können, können in wirksamer Weise
n gasförmige oder vergasbare Germaniumhydride (Germane) wie
z.B. GeH4, Ge2H6, Ge3H3, Ge4H10, Ge5H12, Ge5H14, Ge7H15,
Ge3H13 und Ge9H20 eingesetzt werden. Im Hinblick auf ihre
einfache Handhabung während der Schichtbildung und auf den Wirkungsgrad hinsichtlich der Zuführung von Ge werden GeH4,
Ge2H5 un^ ^e3^8 besonders bevorzugt.
-28- DE 4390
Als wirksame gasförmige Ausgangsmaterialien für die Einführung von Halogenatomen, die im Rahmen der Erfindung einzusetzen
sind, kann eine Vielzahl von Halogenverbindungen, wozu z.B. vorzugsweise gasförmige oder vergasbare Halogenverbindungen
wie z.B. gasförmige Halogene, Halogenide und Interhalogenverbindungen oder mit Halogenen substituierte
Silanderivate gehören, und andere erwähnt werden.
^Q Im Rahmen der Erfindung können als wirksame Ausgangsmaterialien
für die Einführung von Halogenatomen auch gasförmige oder vergasbare Siliciumverbindungen, die Halogenatome
enthalten und die aus Siliciumatomen und Halogenatomen als am Aufbau beteiligten Elementen gebildet sind, eingesetzt
je werden.
Als typische Beispiele für Halogenverbindungen, die im Rahmen
der Erfindung vorzugsweise eingesetzt werden, können gasförmige Halogene wie z.B. Fluor, Chlor, Brom oder Jod
und Interhalogenverbindungen wie z.B. BrF, ClF, ClF3, BrF5,
BrF3, JF3, JF7, JCl und JBr erwähnt werden.
Als. Halogenatome enthaltende Siliciumverbindungen, d.h. als mit Halogenen substituierte Silanderivate, können vorzugsweise
Siliciumhalogenide wie z.B. SiF., Si-F6, SiCl4 und
SiBr4 eingesetzt werden.
Wenn das erfindungsgemäße fotoleitfähige Aufzeichnungsmaterial
durch das Glimmentladungsverfahren unter Anwendung einer solchen Halogenatome enthaltenden Siliciumverbindung
gebildet wird, kann auf einem gewünschten Träger ein aus Halogenatome enthaltendem a-SiGe bestehender" Schichtbereich
(G) gebildet werden, ohne daß als zur Zuführung von Si befähigtes gasförmiges Ausgangsmaterial ein gasförmiges
Siliciumhydrid zusammen mit dem gasförmigen Ausgangsmate-35
rial für die Zuführung von Ge eingesetzt wird.
-29- DE 43-90
Im Fall der Bildung des Halogenatome enthaltenden Schichtbereichs
(G) durch das Glimmentladungsverfahren besteht
die grundlegende Verfahrensweise beispielsweise darin, daß ein Siliciumhalogenid als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Si, ein Germaniumhydrid als gasförmiges
Ausgangsmaterial für die Zuführung von Ge und ein Gas wie
z.B. Ar, H- oder He in einem vorher festgelegten Mischungsverhältnis in die zur Bildung des Schichtbereichs (G) die-
die grundlegende Verfahrensweise beispielsweise darin, daß ein Siliciumhalogenid als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Si, ein Germaniumhydrid als gasförmiges
Ausgangsmaterial für die Zuführung von Ge und ein Gas wie
z.B. Ar, H- oder He in einem vorher festgelegten Mischungsverhältnis in die zur Bildung des Schichtbereichs (G) die-
^q nende Abseheidungskammer eingeleitet werden und daß eine
Glimmentladung angeregt wird, um eine Plasmaatmosphäre aus diesen Gasen zu bilden, wodurch auf einem gewünschten Träger der Schichtbereich (G) gebildet werden kann. Für eine
einfachere Steuerung des Anteils der eingebauten Wasser-
Glimmentladung angeregt wird, um eine Plasmaatmosphäre aus diesen Gasen zu bilden, wodurch auf einem gewünschten Träger der Schichtbereich (G) gebildet werden kann. Für eine
einfachere Steuerung des Anteils der eingebauten Wasser-
■jK Stoffatome können mit diesen Gasen auch Wasserstoffgas oder
eine gasförmige, Wasserstoffatome enthaltende Siliciumverbindung
in einer gewünschten Menge zur Bildung der Schicht vermischt werden.
2Q Ferner ist jedes Gas nicht auf eine einzelne Spezies eingeschränkt, sondern es können mehrere Spezies in irgendeinem
gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden.
Für die Bildung des aus a-Ge(Si,H,X) bestehenden Schicht-
nc bereichs (G) durch das Ionenplattierverfahren können polykristallines Silicium oder Einkristall-Silicium und polykristallines Germanium oder Einkristall-Germanium als Verdampfungsquelle in ein Verdampfungsschiffchen hineingebracht werden, und die Verdampfungsquelle wird durch Erhitzen nach dem Widerstandsheizverfahren oder dem Elektronenstrahlverfahren verdampft, wobei dem fliegenden, verdampften Produkt ein Durchtritt durch eine gewünschte Gasplasmaatmosphäre ermöglicht wird.
nc bereichs (G) durch das Ionenplattierverfahren können polykristallines Silicium oder Einkristall-Silicium und polykristallines Germanium oder Einkristall-Germanium als Verdampfungsquelle in ein Verdampfungsschiffchen hineingebracht werden, und die Verdampfungsquelle wird durch Erhitzen nach dem Widerstandsheizverfahren oder dem Elektronenstrahlverfahren verdampft, wobei dem fliegenden, verdampften Produkt ein Durchtritt durch eine gewünschte Gasplasmaatmosphäre ermöglicht wird.
Im Fall des Zerstäubungsverfahrens und des Ionenplattierverfahrens
können in die gebildete Schicht Halogenatome
-30- DE 4390
eingeführt werden, indem die gasförmige Halogenverbindung oder die gasförmige, Halogenatome enthaltende Siliciumverbindung,
die vorstehend erwähnt wurden, in eine Abscheidungskammer eingeleitet wird und eine Plasmaatmosphäre aus
diesem Gas gebildet wird.
Andererseits kann für die Einführung von Wasserstoffatomen
ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von ^q Wasserstoffatomen, "beispielsweise H2 oder Gase wie z.B.
Silane und/oder Germaniumhydride, wie sie vorstehend erwähnt wurden, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer
eingeleitet werden, worauf eine Plasmaatmosphäre aus diesen Gasen gebildet wird.
Im Rahmen der Erfindung können als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Halogenatomen die Halogenide
oder halogenhaltigen Siliciumverbindungen, die vorstehend erwähnt wurden, wirksam eingesetzt werden. Im übrigen ist
es auch möglich, als wirksames Ausgangsmaterial für die
Bildung des Schichtbereichs (G) gasförmige oder vergasbare Substanzen, wozu Halogenide, die Wasserstoffatome als eine
der am Aufbau beteiligten Atomarten enthalten, z.B. Halogenwasserstoffe
wie z.B. HF, HCl, HBr oder HJ, halogensubstituierte Siliciumhydride wie z.B. SiH7F7, SiH7J7, SiH7Cl7,
SiHCl,, SiH7Br7 oder SiHBr7, halogenierte Germaniumhydride
wie z.B. GeHF3, GeH2F2, GeH3F, GeHCl3, GeH2Cl2, GeH3Cl,
GeHBr3, GeH7Br2, GeH3Br, GeHJ3, GeH2J2 oder GeH3J gehören,oder
Germaniumhalogenide wie z.B. GeF., GeCl., GeBr-, GeJ., GeF7,
GeCl0, GeBr0 oder GeJ0 einzusetzen.
30 2' Z L
Unter diesen Substanzen können Halogenide, die Wasserstoffatome enthalten, vorzugsweise als Ausgangsmaterial für die
Einführung von Halogenatomen eingesetzt werden, weil während der Bildung des Schichtbereichs (G) gleichzeitig mit der
Einführung von Halogenatomen in die Schicht Wasserstoffatome
-31- DE 4390
eingeführt werden können, die hinsichtlich der Steuerung der elektrischen oder fotolektrischen Eigenschaften sehr
wirksam sind.
Für die Einführung von Wasserstoffatomen in die Struktur
des Schichtbereichs (G) kann anders als bei den vorstehend erwähnten Verfahren ermöglicht werden, daß in einer Absehe
idungskammer H_ oder ein Siliciumhydrid wie z.B. SiH., ,Q Si^H,, Si,H„, Si,H.. n zusammen mit Germanium oder einer Germaniumverbindung
für die Zuführung von Ge oder ein Germaniumhydrid wie z.B. GeH., Ge7H,, Ge,H„, Ge4H10, Ge1-H12,
Ge,H1 ., Ge-H1--, Ge0H10 oder GenH0n zusammen mit Silicium
O 14 /ΊΟ οίο !) Zö
oder einer Siliciumverbindung für die Zuführung von Si
,c vorliegt, worauf eine Entladung angeregt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sollte die Menge der Wasserstoffatome (H) oder die Menge der
Halogenatome (X) oder die Summe der Mengen der Wasserstoff-20
atome und der Halogenatome (H + X), die in dem am Aufbau der zu bildenden ersten Schicht (I) beteiligten
Schichtbereich (G) enthalten sein sollen, geeigneterweise 0,01 bis 40 Atom-§, vorzugsweise 0,05 bis 30 Atom-% und
insbesondere 0,1 bis 25 Atom-! betragen.
Für die Regulierung bzw. Steuerung der Menge der Wasserstoffatome (H) und/oder der Halögenatome (X), die in dem
Schichtbereich (G) enthalten sein sollen, können beispielsweise die Trägertemperatur und/oder die Menge der in das
Abscheidungsvorrichtungssystem einzuleitenden Ausgangsma-30
terialien, die für den Einbau von Wasserstoffatomen (H) oder Halogenatomen (X) eingesetzt werden, die Entladungsleistung usw. gesteuert werden.
__ Im Rahmen der Erfindung werden für die Bildung des aus
a-Si(H,X) bestehenden Schichtbereichs (S) die Ausgangsma-
-32- DE 4390
terialien (I) für die Bildung des Schichtbereichs (G), aus
denen das gasförmige Ausgangsmaterial für die Zuführung von Ge weggelassen worden ist, als Ausgangsmaterialien (II) für
g die Bildung des Schichtbereichs (S) eingesetzt, und die Schichtbildung kann nach dem gleichen Verfahren und unter
den gleichen Bedingungen wie bei der Bildung des Schichtbereichs (G) durchgeführt werden.
Im einzelnen kann der aus a-Si(H,X) bestehende Schichtbereich
(S) erfindungsgemäß durch das Vakuumbedampfungsverfahren unter Ausnutzung der Entladungserscheinung, beispielsweise
durch das Glimmentladungsverfahren, das Zerstäubungsverfahren
oder das Ionenplattierverfahren, gebildet werden. Die grundlegende Verfahrensweise für die
Bildung des aus a-Si(H,X) bestehenden Schichtbereichs (S) besteht beispielsweise darin, daß ein zur Zuführung von
Siliciumatomen befähigtes gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Si, wie es vorstehend beschrieben wurde,
nr. gegebenenfalls zusammen mit gasförmigen Ausgangsmaterialien
für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) und/oder von Halogenatomen (X), in eine Abscheidungskammer, die im Inneren
auf einen verminderten Druck gebracht werden kann, eingeleitet wird und daß in der Abscheidungskammer eine Glimmentladung
angeregt wird, wodurch auf einem gewünschten Träger, der in eine vorher festgelegte Lage gebracht wurde, eine
aus a-Si(H,X) bestehende Schicht gebildet wird. Alternativ können für die Bildung durch das Zerstäubungsverfahren
Gase für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) und/
oder von Halogenatomen (X) in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden, wenn die Zerstäubung
eines aus Si bestehenden Targets in einem Inertgas wie z.B. Ar oder He oder in einer auf diesen Gasen basierenden
Gasmischung durchgeführt wird.
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Im Rahmen der Erfindung sollte die Menge der Wasserstoffatome (H) oder die Menge der Halogenatome (X) oder die
Summe der Mengen der Wasserstoffatome und der Halogenatome
g (H + X), die in dem am Aufbau der zu bildenden ersten Schicht
(I) beteiligten Schichtbereich (S) enthalten sein sollen, geeigneterweise 1 bis 40 Atom-2, vorzugsweise 5 bis 30 Atom-
% und insbesondere 5 bis 25 Atom-! betragen.
Für die Bildung des Sauerstoffatome enthaltenden Schichtbereichs
(O) in der ersten Schicht (I) kann im Rahmen der Erfindung während der Bildung der ersten Schicht (I) ein
Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoffatomen zusammen mit dem vorstehend erwähnten Ausgangsmaterial für
jg die Bildung der ersten Schicht (I) eingesetzt und in die
Schicht eingebaut werden, während die Mengen dieser Ausgangsmaterialien gesteuert bzw. reguliert werden.
Wenn für die Bildung des Schichtbereichs (O) das Glimmentladungsverfahren
angewandt wird, kann das gasförmige Ausgangsmaterial für die Bildung des Schichtbereichs (0) hergestellt
werden, indem?zu dem Ausgangsmaterial, das in der gewünschten Weise aus den vorstehend erwähnten Ausgangsmaterialien
für die Bildung der ersten Schicht (I) ausge-2g
wählt wurde, ein Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoffatomen hinzugegeben wird. Als ein solches Ausgangsmaterial
für die Einführung von Sauerstoffatomen können die meisten gasförmigen oder vergasbaren Substanzen, .
die als am Aufbau beteiligte Atome mindestens Sauerstoffatome enthalten, eingesetzt werden.
Es kann beispielsweise eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau beteiligte
Atome enthält, einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Sauerstoffatome (0) als am Aufbau beteiligte Atome enthält,
und gegebenenfalls einem gasförmigen Ausgangsmaterial,
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das Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis;
eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau beteiligte
Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Sauerstoffatome und Wasserstoffatome als am Aufbau beteiligte
Atome enthält, ebenfalls in einem gewünschten Mischungsverhältnis, oder eine Mischung aus einem gasförmigen
IQ Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau beteiligte
Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si), Sauerstoffatome (0) und Wasserstoffatome
(H) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, eingesetzt werden.
Alternativ kann auch eine Mischung aus einem gasförmigen
Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) und Wasserstoffatome (H) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem
gasförmigen Ausgangsmaterial, das Sauerstoffatome (0)
on als am Aufbau beteiligte Atome enthält, eingesetzt werden.
Im einzelnen können beispielsweise Sauerstoff (O9), Ozon
Lt
(O3), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO2), Distickstoffmonoxid
(N9O), Distickstofftrioxid (N9Ox), Di-2fstickstofftetroxid
(N9O.), Distickstoffpentoxid (N9O1-) und
Stickstofftrioxid (N0_) und niedere Siloxane, die als am
Aufbau beteiligte Atome Siliciumatome (Si), Sauerstoffatome (0) und Wasserstoffatome (H) enthalten, wie z.B. Disiloxan
(H3SiOSiH3) und Trisiloxan (H3SiOSiH2OSiH3) erwähnt werden.
Für die Bildung des Sauerstoffatome enthaltenden Schichtbereichs
(0) durch das Zerstäubungsverfahren kann eine Einkristall-
oder eine polykristalline Si-Scheibe oder eine SiO9-Scheibe oder eine Scheibe, in der eine Mischung von
Si und SiO9 enthalten ist, als Target verwendet werden, und
^
diese Scheiben können in verschiedenen Gasatmosphären zerstäubt werden.
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Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target verwendet
wird, kann ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoffatomen, gegebenenfalls zusammen mit einem
gasförmigen Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen und/oder von Halogenatomen, das gegebenenfalls
mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein kann, zur Bildung eines Gasplasmas aus diesen Gasen in eine zur Zerstäubung
dienende Abseheidungskammer eingeleitet werden,
iQ in der eine Zerstäubung der vorstehend erwähnten Si-Scheibe
durchgeführt werden kann.
Die Zerstäubung kann alternativ unter Verwendung von getrennten Targets aus Si und SiO- oder unter Verwendung ei-
,p- nes plattenförmigen Targets, in dem eine Mischung von Si
und SiO- enthalten ist, in einer Atmosphäre eines verdünnenden
Gases als Gas für die Zerstäubung oder in einer Gasatmosphäre, die als am Aufbau beteiligte Atome mindestens
Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält,
„Φ durchgeführt werden. Als gasförmiges Ausgangsmaterial für
die Einführung von Sauerstoffatomen können auch im Fall der
Zerstäubung die gasförmigen Ausgangsmaterialien, die im Zusammenhang mit dem vorstehend beschriebenen Glimmentladungsverfahren
als Beispiele für gasförmige Ausgangsmate-
oc rialien zur Einführung von Sauerstoffatomen erwähnt wurden,
als wirksame Gase eingesetzt werden.
Wenn im Rahmen der Erfindung während der Bildung der ersten Schicht (I) ein Sauerstoffatome enthaltender Schicht-
on bereich (O) gebildet wird, kann der Schichtbereich (O),
der ein gewünschtes Tiefenprofil in der Richtung der Schichtdicke hat, durch Veränderung des Gehalts C(O) der in dem
Schichtbereich (O) enthaltenen Sauerstoffatome gebildet werden, indem im Fall der Glimmentladung ein gasförmiges
Q|_ Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoffatomen,
deren Gehalt C(O) verändert werden soll, in eine Abschei-
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dungskammer eingeleitet wird, während die Gasdurchflußgeschwindigkeit
dieses gasförmigen Ausgangsmaterials gemäß einer gewünschten Kurve der Änderungsgeschwindigkeit in
geeigneter Weise verändert wird. Beispielsweise kann die Öffnung eines bestimmten Nadelventils, das im Verlauf des
Gasdurchflußkanalsystems vorgesehen ist, durch ein manuelles
Verfahren oder durch ein anderes üblicherweise angewandtes Verfahren, beispielsweise durch ein Verfahren un-2Q
ter Anwendung eines Motors mit Außenantrieb usw., allmählich verändert werden. Während dieser Verfahrensweise muß
die Änderungsgeschwindigkeit nicht notwendigerweise linear sein, sondern die Durchflußgeschwindigkeit kann gemäß einer
Kurve der Änderungsgeschwindigkeit, die zuvor gewählt .g wurde, beispielsweise mittels eines Mikrocomputers reguliert
bzw. gesteuert werden, damit eine gewünschte Gehaltskurve erhalten wird.
Wenn der Schichtbereich (O) durch das Zerstäubungsverfah-
on ren gebildet wird, kann ein gewünschtes Tiefenprofil der
Sauerstoffatome in der Richtung der Schichtdicke durch Veränderung
des Gehalts C(O) der Sauerstoffatome in der Richtung der Schichtdicke erstens ähnlich wie im Fall des Glimmentladungsverfahrens
dadurch gebildet werden, daß ein Aus-„,_
gangsmaterial für die Einführung von Sauerstoffatomen im gasförmigen Zustand eingesetzt und die Gasdurchflußgeschwindigkeit
dieses Gases in geeigneter Weise nach Wunsch verändert, wird, wenn es in die Abseheidungskammer eingeleitet
wird.
Zweitens kann ein solches Tiefenprofil auch gebildet werden,
indem zuvor die Zusammensetzung eines zur Zerstäubung dienenden Targets verändert wird. Wenn beispielsweise ein Target, das aus einer Mischung von Si und SiO2 besteht, eingesetzt
werden soll, kann das Mischungsverhältnis von Si zu 35
SiO2 in der Richtung der Schichtdicke des Targets verändert
werden.
Bei dem erfinchingsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial
kann in den Germaniumatome enthaltenden Schichtbereich (G) und/oder in den Schichtbereich (S), der keine
Germaniumatome enthält, auch eine Substanz (C) für die Steuerung der Leitfähigkeit eingebaut werden, wodurch die
Leitfähigkeitseigenschaften des Schichtbereichs (G) und/ oder des Schichtbereichs (S) in der gewünschten Weise frei
gesteuert bzw. reguliert werden können.
10 ■
Im Rahmen der Erfindung kann der Schichtbereich (PN), der
eine Substanz (C) für die Steuerung der Leitfähigkeitseigenschaften
enthält, in einem Teil oder in dem gesamten Schichtbereich der ersten Schicht (I) ausgebildet werden.
Alternativ kann der Schichtbereich (PN) in einem Teil oder in dem gesamten Schichtbereich des Schichtbereichs (G) oder
des Schichtbereichs (S) vorgesehen sein.
Als Substanz (C) für die Steuerung der Leitfähigkeitseigenschäften
können die auf dem Halbleitergebiet eingesetzten Fremdstoffe erwähnt werden. Im Rahmen der Erfindung können
Fremdstoffe vom p-Typ/ die Si oder Ge Leitfähigkeitseigenschaften
vom p-Typ verleihen, und Fremdstoffe vom n-Typ, die Si oder Ge Leitfähigkeitseigenschaften vom η-Typ ver-„p.
leihen, eingesetzt werden.
Im einzelnen können als Fremdstoffe vom p-Typ Atome, die
zu der Gruppe III des Periodensystems gehören (Atome der Gruppe III), wie z.B. B (Bor), Al (Aluminium), Ga (Gallium),
Λ In (Indium) und Tl (Thallium), erwähnt werden, wobei B und
Ga bevorzugt werden.
Als Fremdstoffe vom η-Typ können die zu der Gruppe V des Periodensystems gehörenden Atome (Atome der Gruppe V) wie
z.B. P (Phosphor), As (Arsen), Sb (Antimon) und Bi (Wismut) erwähnt werden, wobei P und As bevorzugt werden.
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Im Rahmen der Erfindung kann der Gehalt der Substanz (C) für die Steuerung der Leitfähigkeit in der ersten Schicht
(I) in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den für die erste Schicht (I) erforderlichen Leitfähigkeitseigenschaften
oder von den Eigenschaften anderer Schichten oder des
Trägers, die in unmittelbarer Berührung mit der ersten Schicht (I) vorgesehen sind, oder von organischen Beziehungen,
beispielsweise der Beziehung zu den Eigenschaften der jQ erwähnten anderen Schichten oder des Trägers an der Berührungs-Grenzfläche
usw., gewählt werden.
Wenn die vorstehend erwähnte Substanz für die Steuerung der Leitfähigkeitseigenschaften in die erste Schicht (I)
^c örtlich in einen gewünschten Schichtbereich der ersten
Schicht (I), insbesonderen in einen Endteil-Schichtbereich (E) an der Trägerseite der ersten Schicht (I), eingebaut
werden soll, wird der Gehalt der Substanz (C) für die Steuerung der Leitfähigkeitseigenschaften geeigneterweise unter
nr. gebührender Berücksichtigung der Beziehungen zu den Eigenschäften
anderer Schichtbereiche, die in unmittelbarer Berührung mit dem Schichtbereich (E) vorgesehen sind, oder
zu den Eigenschaften an der Berührungs-Grenzfläche mit den
erwähnten anderen Schichtbereichen festgelegt.
Im Rahmen der Erfindung sollte der Gehalt der in dem Schichtbereich
(PN) enthaltenen Substanz (C) für die Steuerung der Leitfähigkeitseigenschaften geeigneterweise 0,01 bis 5 χ
10 Atom-ppm, vorzugsweise 0,5 bis 1x10 Atom-ppm und insbesondere
1 bis 5 x 10 Atom-ppm betragen.
Wenn im Rahmen der Erfindung der Gehalt der Substanz (C) für die Steuerung der Leitfähigkeitseigenschaften in dem
Schichtbereich (PN) geeigneterweise 30 Atom-ppm oder mehr, vorzugsweise 50 Atom-ppm oder mehr und insbesondere 100
Atom-ppm oder mehr beträgt, ist die Substanz (C) geeigne-
-39- DE 4390
terweise örtlich in einem Teil des Schichtbereichs der ersten
Schicht (I) enthalten und insbesondere in dem Endteil-Schichtbereich (E) an der Trägerseite der ersten Schicht
5 (I) lokalisiert.
Bei dem vorstehend erwähnten Aufbau können dadurch, daß die Substanz (C) für die Steuerung der Leitfähigkeitseigenschaften
derart in den Endteil-Schichtbereich (E) an der Träger-Seite der ersten Schicht (I) eingebaut wird, daß ihr Gehalt
den vorstehend erwähnten Wert hat oder höher ist, beispielsweise folgende Vorteile erzielt werden: in dem Fall, daß
die einzubauende Substanz (C) ein Fremdstoff vom p-Typ, wie er vorstehend erwähnt wurde, ist, kann die Wanderung von
Elektronen, die von der Trägerseite her in die erste Schicht (I) injiziert werden, wirksam verhindert werden, wenn die
freie Oberfläche der licht empfangenden Schicht einer Ladungsbehandlung
zu positiver Polarität unterzogen wird. Andererseits kann in dem Fall, daß die einzubauende Substanz (C)
ein Fremdstoff vom η-Typ ist, die Wanderung positiver Löcher, die von der Trägerseite her in die erste Schicht (I) injiziert
werden, wirksam verhindert werden, wenn die freie Oberfläche der lichtempfangenden Schicht einer Ladungsbehandlung zu
negativer Polarität unterzogen wird.
So kann in dem Fall, daß in den vorstehend erwähnten Endteil-Schichtbereich (E) eine Substanz für die Steuerung der
Leitfähigkeitseigenschaften mit einer bestimmten Polarität
eingebaut ist, der andere Schichtbereich der ersten Schicht
g0 (I), nämlich der Schichtbereich (Z), der nicht zu dem vorstehend
erwähnten Endteil-Schichtbereich (E) gehört, eine Substanz für die Steuerung der Leitfähigkeitseigenschaften
mit der anderen Polarität enthalten, oder der Schichtbereich (Z) kann eine Substanz für die Steuerung der Leitfähigkeitseigenschaften enthalten, die die gleiche Polarität hat, jedoch
in einer Menge enthalten ist, die viel geringer ist als
-40- DE 4390
die praktisch verwendete Menge, die in dem Endteil-Schichtbereich (E) enthalten ist.
In einem solchen Fall kann der Gehalt der Substanz (C) für
die Steuerung der Leitfähigkeitseigenschaften, die in dem
vorstehend erwähnten Schichtbereich (Z) enthalten ist, in geeigneter Weise nach Wunsch in Abhängigkeit von der Polarität
oder dem Gehalt der in dem Endteil-Schichtbereich (E) ίο enthaltenen Substanz (C) festgelegt werden, wobei dieser
Gehalt in dem Schichtbereich (Z) jedoch geeigneterweise 0,001 bis 1000 Atom-ppm, vorzugsweise 0,05 bis 500 Atom-ppm
und insbesondere 0,1 bis 200 Atom-ppm beträgt.
^c Wenn im Rahmen der Erfindung in dem Endteil-Schichtbereich
(E) und in dem Schichtbereich (Z) die gleiche Art einer Substanz (C) für die Steuerung der Leitfähigkeitseigenschaften
enthalten ist, sollte der Gehalt in dem Schichtbereich (Z) vorzugsweise 30 Atom-ppm oder weniger betragen.
9n Im Unterschied zu den vorstehend erwähnten Fällen ist es
im Rahmen der Erfindung auch möglich, in der ersten Schicht (I) einen Schichtbereich, der eine Substanz für die Steuerung
der Leitfähigkeit mit einer Polarität enthält, und einen Schichtbereich, der eine Substanz für die Steuerung
_,- der Leitfähigkeit mit der anderen Polarität enthält, in
unmittelbarer Berührung miteinander vorzusehen, wodurch in dem Berührungsbereich eine sog. Verarmungsschicht gebildet
wird. In der ersten Schicht (I) werden beispielsweise ein Schichtbereich, der den vorstehend erwähnten Fremdstoff vom
p-Typ enthält, und ein Schichtbereich, der den vorstehend 30
erwähnten Fremdstoff vom η-Typ enthält, in unmittelbarer Berührung miteinander unter Bildung eines sog. pn-Übergangs
ausgebildet, wodurch eine Verarmungsschicht gebildet werden kann.
-41- DE 4390
Für den Einbau einer Substanz (C) für die Steuerung der
Leitfähigkeitseigenschaften wie z.B. von Atomen der Gruppe
III oder Atomen der Gruppe V in die Struktur der ersten Schicht (I) können ein Ausgangsmäterial für die Einführung
der Atome der Gruppe III oder ein Ausgangsmaterial für die Einführung der Atome der Gruppe V während der Schichtbildung
zusammen mit den Ausgangsmaterialien für die Bildung der ersten Schicht (I) im gasförmigen Zustand in eine Absehei-
IQ dungskammer eingeleitet werden. Als Ausgangsmaterialien,
die für die Einführung der Atome der Gruppe III eingesetzt werden können, werden geeigneterweise diejenigen verwendet,
die bei Raumtemperatur unter Atmosphärendruck gasförmig sind oder die mindestens unter den Schichtbildungsbedin-
^g gungen leicht vergast werden können. Als typische Beispiele
solcher Ausgangsmaterialien für die Einführung der Atome der Gruppe III können. Borhydride wie z.B. B.Hfi, B4H10, B5Hg,
B5H11, BgH10, BgH12 und BgH14 und Borhalogenide wie z.B.
BF,, BCl3 und BBr,, die Verbindungen für die Einführung
2Q von Boratomen sind, erwähnt werden. Im übrigen können auch
beispielsweise AlCl3, GaCl3, Ga(CH3).,, InCl3 und TlCl3 als
Ausgangsmaterialien für die Einführung von Atomen der Gruppe III eingesetzt werden.
2g Als Ausgangsmaterialien für die Einführung der Atome der
■Gruppe V, die im Rahmen der Erfindung wirksam eingesetzt werden können, können Phosphorhydride wie z.B. PH, ,oder
P2H4 und Phosphorhalogenide wie z.B. PH4J, PF3, PF5, PCl3,
PCIr, PBr3, PBr1. oder PJ,, die Ausgangsmaterialien für die
on Einführung von Phosphoratomen darstellen, erwähnt werden.
Im übrigen können als wirksame Ausgangsmaterialien für die Einführung von Atomen der Gruppe V auch AsH,, AsF,, AsCl,,
AsBr3, AsF5, SbH3, SbF3, SbF5, SbCl3, SbCl5, BiH3, BiCl3
oder BiBr3 usw. eingesetzt werden.
-42- DE 4390
In dem in Fig. 1 gezeigten fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial
100 weist die auf der ersten Schicht (I) gebildete zweite Schicht (II) 103 eine freie Oberfläche auf und ist
hauptsächlich vorgesehen, um die Aufgabe der Erfindung bezüglich der Feuchtigkeitsbeständigkeit, der Eigenschaften
bei der kontinuierlichen wiederholten Verwendung, der Durchschlagsfestigkeit,
der Eigenschaften bezüglich des Einflusses von Umgebungsbedingungen während der Verwendung und der
Haltbarkeit zu lösen.
Die zweite Schicht (II) besteht aus einem amorphen Material, das Siliciumatome (Si) und mindestens eine aus Kohlenstoffatomen
(C) und Stickstoffatomen (N) ausgewählte je Atomart, gegebenenfalls zusammen mit mindestens einer aus
Wasserstoffatomen (H) und Halogenatomen (X) ausgewählten Atomart, enthält.
Beispiele dafür sind ein amorphes Material, das Siliciumatome (Si) und Kohlenstoffatome (C), gegebenenfalls zusammen
mit Wasserstoffatomen (H) und/oder Halogenatomen (X),
enthält, [nachstehend als V(Si C, ) (H, X), ", worin
3 J J
und ein amorphes Material, das
Siliciumatome (Si) und Stickstoffatome (N), gegebenenfalls
oP zusammen mit Wasserstoffatomen (H) und/oder Halogenatomen
(X), enthält, [nachstehend als V(Si N1 ) (H5X)1 "
χ ι-x y ι-y
worin 0< x, y < 1, bezeichnetj.
Die zweite amorphe Schicht (II) kann beispielsweise durch
das Glimmentladungsverfahren, das Zerstäubungsverfahren,
30
das Ionenimplantationsverfahren, das Ionenplattierverfahren
oder das Elektronenstrahlverfahren gebildet werden. Diese Herstellungsverfahren können in geeigneter Weise in Abhängigkeit
von verschiedenen Faktoren wie z.B. den Herstellungsbedingungen,
dem Ausmaß der Belastung durch die Kapi-35
talanlage für Einrichtungen, dem Fertigungsmaßstab, den
-43- DE 4390
gewünschten Eigenschaften, die für das herzustellende fotoleitfähige
Aufzeichnungsmaterial erforderlich sind, usw. ausgewählt werden. Das Glimmentladungsverfahren oder das
Zerstäubungsverfahren kann vorzugsweise angewandt werden, weil in diesem Fall die Vorteile erzielt werden, daß die
Herstellungsbedingungen für die Herstellung von fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterialien mit erwünschten Eigenschaften
vergleichsweise leicht gesteuert werden können ^q und daß in die herzustellende zweite amorphe Schicht (II)
Kohlenstoffatome, Stickstoffatome, Wasserstoffatome und
Halogenatome zusammen mit Siliciumatomen (Si) auf einfache Weise eingeführt werden können.
Außerdem können im Rahmen der Erfindung das Glimmentladungsverfahren
und das Zerstäubungsverfahren in Kombination in
demselben Vorrichtungssystem angewandt werden, um die zweite Schicht (II) zu bilden.
2Q Als geeignete Halogenatome (X), die im Rahmen der Erfindung
in der zweiten Schicht (II) enthalten sein können, können F, Cl, Br und J erwähnt werden, wobei F und Cl besonders
bevorzugt werden.
2f- Für die Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) durch das
Glimmentladungsverfahren können gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung der zweiten Schicht (TI), die gegebenenfalls
in einem vorher festgelegten Mischungsverhältnis mit einem verdünnenden Gas vermischt sein können,
_n in eine Abscheidungskammer für die Vakuumbedampfung, in
die ein Träger hineingebracht wurde, eingeleitet werden, und in der Abscheidungskammer wird eine Glimmentladung angeregt,
um aus den eingeleiteten Gasen ein Gasplasma zu bilden und dadurch auf der ersten amorphen Schicht (I),
die bereits auf dem Träger gebildet wurde, ein amorphes Material für die Bildung der zweiten Schicht (II) abzuscheiden.
-Ή- DE 4 3 90
Im Rahmen der Erfindung können als gasförmige Ausgangsmaterialien,
die wirksam für die Bildung der zweiten Schicht (II) eingesetzt werden können, Substanzen erwähnt werden,
ρ, die bei normaler Temperatur und normalem Druck gasförmig
oder leicht vergasbar sind.
Im Rahmen der Erfindung können als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung von a-('Si C1- ) (H5X)1 die mei-•IQ
sten der Substanzen eingesetzt werden, die als am Aufbau beteiligte Atome mindestens eine aus Siliciumatomen (Si),
Kohlenstoffatomen (C), Wasserstoffatomen (H) und Halogenatomen
(X) ausgewählte Atomart enthalten und gasförmige oder leicht vergasbare Substanzen in vergaster Form sind.
Wenn ein gasförmiges Ausgangsmaterial eingesetzt wird, das als eine der aus Si, C, H und X ausgewählten Atomarten Si-Atome
enthält, ist es beispielsweise möglich, 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 Η-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und/ oder einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das X-Atome als am
2K Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis
oder eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-Atome als am Aufbau beteiligte
Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das C-Atomo und Η-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält,
und/oder einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das. 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 gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-, C- und Η-Atome als am Aufbau be-35
teiligte Atome enthält, oder einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-, C- und X-Atome als am Aufbau beteiligte
Atome enthält, einzusetzen.
-45- DE 4390
Alternativ ist auch der Einsatz einer Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si- und Η-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.
Im Rahmen der Erfindung können als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung von a-(Si N1 ) (HjX)1- die mei-·
sten der Substanzen eingesetzt werden, die als am Aufbau beteiligte Atome mindestens eine aus Siliciumatomen (Si),
'Stickstoffatomen (N), Wasserstoffatomen (H) und Halogenid
atomen (X) ausgewählte Atomart·enthalten und gasförmige
oder leicht vergasbare Substanzen in vergaster Form sind.
Wenn ein gasförmiges Ausgangsmaterial eingesetzt wird, das als eine der aus Si, N, H und X ausgewählten Atomarten Si-Atome
enthält, ist es beispielsweise möglich, eine Mischung aus einem gasförmigen". Ausgangsmaterial, das Si-Atome als am
Aufbau beteiligte Atome enthält, einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das N-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält,
und gegebenenfalls 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, in einem gewünschten Mischungsverhältnis
oder eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-Atome als am Aufbau beteiligte
Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das N- und Η-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und/
oder einem gasförmigen Ausgangsmateri.al, das 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 gasförmigen Ausgangsmaterial,
das Si-, N- und Η-Atome als am Aufbau beteiligte
-46- DE 43 90
Atome enthält, oder einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-, N- und X-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, einzusetzen.
Alternativ ist auch der Einsatz einer Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si- und Η-Atome als am
Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das N-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 N-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, möglich.
Die Bildung der zweiten Schicht (II) durch das Zerstäubungsverfahren
kann folgendermaßen durchgeführt werden:
Wenn ein aus Si bestehendes Target in einer Atmosphäre aus einem Inertgas wie z.B. Ar oder He oder aus einer auf diesen
Gasen basierenden Gasmischung zerstäubt wird, können erstens ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung
von Kohlenstoffatomen (C) und/oder ein gasförmiges Ausgangsmaterial
für die Einführung von Stickstoffatomen (N), gegebenenfalls
zusammen mit gasförmigen Ausgangsmaterialien für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) und/oder von
Halogenatomen (X), in eine Vakuumbedampfungskammer für die
Durchführung der Zerstäubung eingeleitet werden.
Zweitens können in die zweite Schicht (II), die unter Verwendung eines aus einer Mischung von Si und C und/oder Si3N4
bestehenden Targets oder unter Verwendung von zwei plattenförmigen
Targets, von denen eines aus Si und das andere aus einer Mischung von Si und C und/oder Si^N. besteht, oder
unter Verwendung eines aus Si und einer Mischung von Si und C und/oder Si,N. bestehenden Targets gebildet wird, Kohlenstoffatome
(C) und/oder Stickstoffatome (N) eingeführt werden.
Wenn in diesem Fall das gasförmige Ausgangsmaterial für die Einführung von Kohlenstoffatomen (C) und/oder das
gasförmige Ausgangsmateria] für die Einführung von Stickstoffatomen
(N), wie sie vorstehend erwähnt wurden,
-47- DE 4390
verwendet werden, kann-die Menge der Kohlenstoffatome
(C) und/oder der Stickstoffatome (N), die in die
zweite Schicht (II) eingebaut werden sollen, leicht in der gewünschten Weise gesteuert werden, indem die Durchflußgeschwindigkeit
der gasförmigen Ausgangsmaterialien gesteuert wird.
Die Menge der Kohlenstoffatome (C) und/oder der Stickstoffatome
(N), die in die zweite Schicht (II) eingebaut werden sollen, kann in der gewünschten Weise dadurch gesteuert
werden, daß -die Durchflußgeschwindigkeit des gasförmigen
Ausgangsmaterials für die Einführung von Kohlenstoffatomen
(C) und/oder des gasförmigen Ausgangsmaterials für die Einführung von Stickstoffatomen (N) gesteuert wird, daß der
Anteil der Kohlenstoffatome (C) und/oder der Stickstoffatome
(N) in dem Target für die Einführung von Kohlenstoffatomen und/oder Stickstoffatomen während der Herstellung des Targets
eingestellt wird oder daß beide Maßnahmen durchgeführt
werden·
Zu dem im Rahmen der Erfindung für die Zuführung von Si
einzusetzenden gasförmigen Ausgangsmaterial können als wirksame Materialien gasförmige oder vergasbare Siliciumhydride
(Silane) wie z.B. SiH., Si2H,, Si,H„ oder Si4H10 und andere
gehören. SiH. und Si2H, werden im Hinblick auf ihre einfache
Handhabung während der Schichtbildung und auf den Wirkungsgrad hinsichtlich der Zuführung von Si besonders
bevorzugt.
Unter Verwendung dieser Ausgangsmaterialien kann in die gebildete
zweite Schicht (II) durch geeignete Wahl der Schichtbildungsbedingungen auch H eingebaut werden.
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Siliciumhvdriden «35 '
können als Ausgangsmaterialien, die für die Zuführung von
-48- DE 4590
Si wirksam eingesetzt werden, Siliciumverbindungen, die Halogenatome (X) enthalten, d.h., die mit Halogenatomen
substituierten Silanderivate, wozu Siliciumhalogenide wie z.B. SiF4, Si2F6, SiCl4, SiBr4, SiCl3Br, SiCl2Br2, SiClBr3
und SiCl,J gehören, die bevorzugt werden , erwähnt werden.
Ferner können als wirksame Ausgangsmaterialien für die Zuführung von Si zur Bildung der zweiten Schicht (II) auch
•IQ gasförmige oder vergasbare Halogenide, die als eine der am
Aufbau beteiligten Atomarten Wasserstoffatome enthalten, beispielsweise halogensubstituierte Siliciumhydride, wozu
beispielsweise SiH2F2, SiH2J2, SiH2Cl2, SiHCl3, SiH3Cl,
SiH3Br, SiH2Br2 und. SiHBr3 gehören, erwähnt werden.
Ferner kann im Fall der Verwendung einer Halogenatome (X)
enthaltenden Siliciumverbindung durch geeignete Wahl der
Schichtbildungsbedingungen, wie sie vorstehend erwähnt wurden, in die gebildete zweite Schicht (II) X zusammen mit
„n Si eingeführt werden.
Als wirksame gasförmige Ausgangsmaterialien, die im Rahmen der Erfindung bei der Bildung der zweiten Schicht (II) für
die Einführung von Halogenatomen (X) verwendet werden, kön-„c
nen zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Ausgangsmaterialien beispielsweise gasförmige Halogene wie z.B. Fluor,
Chlor, Brom oder Jod oder Interhalogenverbindungen wie z.B. Bii··, ClF, ClF3, ClF5, BrF5, BrF3, JF3, JF5, JF7, JCl und
JBr eingesetzt werden.
Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Kohlenstoffatomen (C), das bei der Bildung der zweiten
Schicht (II) einzusetzen ist, können Verbindungen, die als am Aufbau beteiligte Atome C- und Η-Atome enthalten, beispielsweise
gesättigte Kohlenwasserstoffe mit 1 bis· 5 Kohlenstoffatomen,
ethylenische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis
-49- DE 4390
5 Kohlenstoffatomen und acetylenische Kohlenwasserstoffe
mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen erwähnt werden.
Im einzelnen können als gesättigte Kohlenwasserstoffe Methan
(CH4), Ethan (C2H,), Propan (C3Hg), η-Butan (n-C^ Q ) und Pentan
(CpH17), als ethylenische Kohlenwasserstoffe Ethylen
(C2H4), Propylen (C3H6), Buten-1 (C4Hg)9 Buten-2 (C4H8),
Isobutylen (C4Hg ) und PentenCCrH.. 0 ) und als acetylenische
Kohlenwasserstoffe Acetylen (C2H2), Methylacetylen (C3H4)
und Butin (C4H--) erwähnt werden.
Andererseits können als wirksame Materialien auch halogensubstituierte
paraffinische Kohlenwasserstoffe wie z.B. CF4,
CCl4, CBr4, CHF3, CH2F2, CH3F , CK3Cl, CH3Br, CH3J
und C2H5Cl, Silanderivate, wozu beispielsweise Alkylsilane
wie z.B. Si(CH3)4 und Si(C2Hr)4 gehören, und halogenhaltige
Alkylsilane wie z.B. SiCKCH^, SiCl2(CH3)2 und SiCl3CH3
eingesetzt werden.
Als wirksame gasförmige Ausgangsmaterialien für den Einbau
von Stickstoffatomen (N), die während der Bildung der zweiten
Schicht (II) eingesetzt werden, können Verbindungen, die als am Aufbau beteiligte Atome N-Atome enthalten, oder
2g Verbindungen, die als am Aufbau beteiligte Atome N- und H-Atome
enthalten, eingesetzt werden. Beispiele für solche Verbindungen sind gasförmige oder vergasbare Stickstoffverbindungen,
Nitride und Azide, wozu beispielsweise Stickstoff (N2), Ammoniak (NH3), Hydrazin (H2NNH2), Stickstoff-
30 wasserstoffsäure (HN3) und Ammoniumazid (NH4N3) gehören.
Alternativ können auch Stickstoffhalogenidverbindungen wie
z.B. Stickstofftrifluorid (NF3) oder Distickstofftetrafluorid
(N7F4) eingesetzt werden, wobei in diesem Fall der
Vorteil erzielt wird, daß zusätzlich zu Stickstoffatomen
3 (N) Halogenatome (X) eingeführt werden.
-50- DE 4390
Die Ausgangsmaterialien für die Bildung der vorstehend erwähnten zweiten amorphen Schicht (II) können derart ausgewählt
und in der gewünschten Weise bei der Bildung der zweiten Schicht (II) eingesetzt werden, daß in der zu bildenden
zweiten amorphen Schicht (II) Siliciumatome und Kohlenstoffatome und/oder Stickstoffatome, gegebenenfalls zusammen mit
Wasserstoffatomen oder Halogenatomen, in einem vorher festgelegten
Zusammensetzungsverhältnis enthalten sind.
Beispielsweise können Si(CH.,), als Material, das dazu befähigt
ist, leicht Siliciumatome, Kohlenstoffatome und Wasserstoffatome einzubauen und eine zweite amorphe Schicht
(II) mit gewünschten Eigenschaften zu bilden, und SiHCl3,
,g SiCl4, SiH2Cl2 oder SiH3Cl als Material für den Einbau von
Halogenatomen in einem vorher festgelegten Mischungsverhältnis vermischt und im gasförmigen Zustand in eine Vorrichtung
für die Bildung einer zweiten Schicht (II) eingeleitet werden, und dann wird eine Glimmentladung angeregt,
wodurch eine aus a-(Si C1 ) (Cl+H)1 bestehende zweite
amorphe Schicht (II) gebildet werden kann.
Im Rahmen der Erfindung können als verdünnendes Gas, das bei der Bildung der zweiten Schicht (II) durch das Glimmo(-entladungsverfahren
oder das Zerstäubungsverfahren einzusetzen ist, vorzugsweise Edelgase wie z.B. He, Ne oder Ar
eingesetzt werden.
Im Rahmen der Erfindung sollte die zweite amorphe Schicht (II) sorgfältig so gebildet werden, daß ihr die erforderliehen
Eigenschaften genau in der gewünschten Weise verliehen werden können.
D.h., daß das vorstehend erwähnte Material, das aus Si, C
und/oder N, gegebenenfalls zusammen mit H und/oder X, beil
b
steht, in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen ver-
3U0336
-51- DE 4390
schiedene Formen von kristallinen bis zu amorphen Formen
annehmen kann und elektrische Eigenschaften zeigen kann,
die von den Eigenschaften eines Leiters über die Eigenschaften
eines Halbleiters bis zu den Eigenschaften eines Isolators reichen, und Fotoleitfähigkeitseigenschaften zeigen kann,
die von den Eigenschaften eines fotoleitfähigen bis zu den
Eigenschaften eines nicht fotoleitfähigen Materials reichen.
Die Herstellungsbedingungen werden infolgedessen im Rahmen
-^q der Erfindung in der gewünschten Weise genau gewählt, damit
das amorphe Material für die Bildung der zweiten Schicht (II), das erwünschte, von dem Anwendungszweck abhängige Eigenschaften
hat, gebildet werden kann. Wenn die zweite amorphe Schicht (II) beispielsweise hauptsächlich zur Verbesserung
der Durchschlagsfestigkeit vorgesehen ist, wird das amorphe Material für die Bildung der zweiten Schicht
(II) als ein amorphes Material hergestellt, das in der Umgebung, in der das fotoleitfähige Aufzeichnungsmaterial
verwendet tvird, ausgeprägte elektrische Isoliereigenschaf-
20 ten zeigt.
Wenn die zweite amorphe Schicht (II) alternativ hauptsächlich zur Verbesserung der Eigenschaften bei der kontinuierlichen,
wiederholten Anwendung oder der Eigenschaften be-
2g züglich des Einflusses von Umgebungsbedingungen während der
Anwendung vorgesehen ist, kann das Ausmaß der vorstehend erwähnten elektrischen Isoliereigenschaften bis zu einem
gewissen Grade vermindert werden, und das vorstehend erwähnte amorphe Material kann als ein amorphes Material herge-
on stellt werden, das in einem bestimmten Ausmaß gegenüber dem
Licht, mit dem bestrahlt wird, empfindlich ist.
Bei der Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) auf der Oberfläche der ersten amorphen Schicht (I) ist die Träger-„^
temperatur während der Schichtbildung ein wichtiger Faktor, der die Struktur und die Eigenschaften der zu bildenden
-52- DE 4390
Schicht beeinflußt, und die Trägertemperatur während der Schichtbildung wird im Rahmen der Erfindung geeigneterweise
genau gesteuert, damit in der gewünschten Weise die zweite amorphe Schicht (II) mit den angestrebten Eigenschaften
hergestellt werden kann.
Für eine wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung kann die Trägertemperatur bei der Bildung der zweiten amorphen
■j^q Schicht (II) geeigneterweise in einem optimalen Temperaturbereich
gemäß dem zur Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) angewandten Verfahren gewählt werden. Die Trägertemperatur
beträgt geeigneterweise 20 bis· 400 C, vorzugsweise 50 bis 35O0C und insbesondere 100 bis 3000C. Für die BiI-jg
dung der zweiten Schicht (II) kann .vorteilhafterweise das
Glimmentladungsverfahren oder das Zerstäubungsverfahren
angewandt werden, weil in diesem Fall eine genaue Steuerung des Zusammensetzungsverhältnisses der die Schicht bildenden
Atome oder eine Steuerung der Schichtdicke auf relativ 2Q einfacheWeise im Vergleich mit anderen Verfahren durchgeführt
werden kann. Wenn das amorphe Material, das die zweite Schicht (II) bildet, duch diese Schichtbildungsverfahren
gebildet wird, ist die Entladungsleistung während der Schichtbildung ähnlich wie die vorstehend erwähnte Trä-2jgertemperatur
einer der wichtigen Faktoren, die die Eigenschaften des amorphen Materials, das die herzustellende
zweite Schicht (II) bildet, beeinflussen.
Füi eine wirksame Herstellung des amorphen Materials, für
die Bildung der zweiten Schicht (II), die die für die Lösung der Aufgabe der Erfindung erforderlichen Eigenschaften
hat, mit einer guten Produktivität kann die Entladungsleistung geeigneterweise 10 bis 300 W, vorzugsweise 20 bis
250 W und insbesondere 50 bis 200 W betragen.
-53- DE 4390
Der Gasdruck in einer Abscheidungskammer kann vorzugsweise
0,013 bis 1,3.hPa und insbesondere 0,13 bis 0,67 hPa betragen.
Die vorstehend erwähnten numerischen Bereiche können im
Rahmen der Erfindung als bevorzugte numerische Bereiche
für die Trägertemperatur und die Entladungsleistung zur Herstellung der zweiten amorphen Schicht (II) erwähnt werden.
Diese Faktoren für die Schichtbildung sollten jedoch nicht unabhängig
voneinander getrennt festgelegt werden, sondern die optimalen Werte der einzelnen Faktoren für die Schichtbildung
sollten geeigneterweise auf der Grundlage einer organischen Beziehung zueinander derart festgelegt werden, daß
die zweite Schicht (II) mit erwünschten Eigenschaften ge-
bildet werden kann.
Der jeweilige Gehalt der Kohlenstoffatome und/oder der
Stickstoffatome in der zweiten Schicht (II) des erfindungsgemäßen
fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials ist
ähnlich wie die Bedingungen für die Herstellung der zweiten amorphen Schicht (II) ein wichtiger Faktor für die Erzielung
der gewünschten Eigenschaften, mit denen die Aufgabe der Erfindung gelöst wird. Der jeweilige Gehalt der
Kohlenstoffatome und/oder der Stickstoffatome, die im Rahmen
der Erfindung in der zweiten Schicht (II) enthalten sind, wird in der gewünschten Weise in Abhängigkeit von
dem die zweite Schicht (II) bildenden amorphen Material und von dessen Eigenschaften festgelegt.
Im einzelnen kann das amorphe Material, das durch die vorstehend angegebene Formel a-(Si C1- ) (HjX)1- wiedergegeben
wird, grob in ein amorphes Material, das aus Siliciumatomen und Kohlenstoffatomen besteht, [[nachstehend als
"a-Si C1 ", worin 0 < a < 1, bezeichnet], ein amorphes
or did
.Material, das aus Siliciumatomen, Kohlenstoffatomen und
-54- DE 4390
Wasserstoffatomen besteht, ("nachstehend als a-(Si1C1 , ) H1 ",
u bi-bcl-c'
worin 0 < b, c < 1, bezeichnet] und ein amorphes Material,
das aus Silciumatomen, Kohlenstoffatomen, Halogenatomen und
g gegebenenfalls Wasserstoff atomen besteht, ["nachstehend als
"a-(SidCj_d)e (H9X)1-6", worin 0
< d, e < !,bezeichnet] eingeteilt werden.
Wenn die zweite Schicht (II) im Rahmen der Erfindung aus
in a-Si C1 gebildet ist, kann der Gehalt der Kohlenstoff-J-U a ι — a
atome (C) in der zweiten Schicht (II) im allgemeinen 1 χ 10 bis 90 Atom-!, vorzugsweise 1 bis 80 Atom-! und insbesondere
10 bis 75 Atom-! betragen. D.h., daß a in der vorstehenden Formel a-Si C1 im allgemeinen 0,1 bis 0,99999,
el I w 3.
vorzugsweise 0,2 bis 0,99 und insbesondere 0,25 bis 0,9 beträgt.
Wenn die zweite Schicht (II) im Rahmen der Erfindung aus a- (Si, C. , )cH1 gebildet ist, kann der Gehalt der Kohlen-OA
Stoffatome in der zweiten Schicht (II) im allgemeinen 1 χ 10 bis 90 Atom-!, vorzugsweise 1 bis 90 Atom-! und insbesondere
10 bis 80 Atom-! betragen, während der Gehalt der Wasserstoffatome im allgemeinen 1 bis 40'Atom-!, vorzugsweise
2 bis 35 Atom-! und insbesondere 5 bis 30 Atom-! betragen kann. Ein fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial,
das so gebildet ist, daß es einen innerhalb dieser Bereiche liegenden Wasserstoffgehalt hat, ist für praktische
Anwendungen in hervorragender Weise geeignet.
In der vorstehenden Formel a~(sibC1-b^cH1-c sollte b fol§~
lieh im allgemeinen 0,1 bis 0,99999, vorzugsweise 0,1 bis 0,99 und insbesondere 0,15 bis 0,9 betragen, während c im
allgemeinen 0,6 bis 0,99, vorzugsweise 0,65 bis 0,98 und insbesondere 0,7 bis 0,95 betragen sollte.
-55- DE 4390
Wenn die zweite Schicht (II) aus a-(Si,C. _^)Q (H,X)^_e gebildet
ist, kann der Gehalt der Kohlenstoffatome in der
zweiten Schicht (II) im allgemeinen 1 χ 10~ bis 90 Atom-% ,
vorzugsweise 1 bis 90 Atom-! und insbesondere 10 bis 80
Atom-! betragen, während der Gehalt der Halogenatome im allgemeinen 1 bis 20 Atom-!, vorzugsweise 1 bis 18 Atom-!·
und insbesondere 2 bis 15 Atom-! betragen kann. Wenn der Gehalt der Halogenatome innerhalb dieser Rereiche lie.nt,
-^q ist das hergestellte fotoleitfähige Aufzeichnungsmaterial
in ausreichendem Maße für die praktische Verwendung geeignet. Der Gehalt der gegebenenfalls enthaltenen Wasserstoffatome
kann vorzugsweise 19 Atom-! oder weniger und insbesondere 13 Atom-! oder weniger betragen.
In der vorstehenden Formel a-(SijC, j) (H,X), sollte d
folglich im allgemeinen 0,1 bis 0,99999, vorzugsweise 0,1
bis 0,99 und insbesondere 0,15 bis 0,9 betragen, während e im allgemeinen 0,8 bis 0,99, vorzugsweise 0,82 bis 0,99 und
2Q insbesondere 0,85 bis 0,98 betragen sollte.
Ferner kann das amorphe Material, das durch die vorstehende Formel a-(Si N, ) (H,X), wiedergegeben wird, grob in ein
amorphes Material, das aus Siliciumatomen und Stickstoffato-
2g men besteht, [[nachstehend als "a-Si N, ", worin 0
< a < 1 , bezeichnet], ein amorphes Material, das aus Siliciumatomen,.
Stickstoffatomen und Wasserstoff atomen besteht, ([nachstehend
als "a-(Si,N, , ) H, ", worin 0 < b, c < 1, bezeichnet}
und ein amorphes Material, das aus Siliciumatomen, Stick-
ΟΓ) s toff atomen, Halogenatomen und gegebenenfalls Wasserstoffatomen
besteht, [nachstehend als "a-(Si^1 _d) (H, X) 1 " ,
worin 0 < d, e < 1, bezeichnet] eingeteilt werden.
Wenn die zweite Schicht (II) im Rahmen der Erfindung aus a- SiaN^_a besteht, kann der Gehalt der Stickstoffatome' in
der zweiten Schicht (II) im allgemeinen 1 χ 10 bis 60
-56- DE 4390
Atom-%, vorzugsweise 1 bis 50 Atom-I und insbesondere 10
bis 45 Atom-! betragen. D.h., daß in der vorstehenden Formel a-Si^N, a im allgemeinen 0,4 bis 0,99999, vorzugsweise
0,5 bis 0,99 und insbesondere 0,55 bis 0,9 beträgt. 5
Wenn die zweite Schicht (II) im Rahmen der Erfindung aus a-(Si,N.. , ) Η* besteht, kann der Gehalt der Stickstoffatome
im allgemeinen 1x10 bis 55 Atom-!, vorzugsweise
1 bis 55 Atom-% und insbesondere 10 bis 55 Atom-! betra-10
gen, während der Gehalt der Wasserstoffatome im allgemeinen
1 bis 40 Atom-!, vorzugsweise 2 bis 35 Atom-! und insbesondere 5 bis 30 Atom-! betragen kann. Wenn der Wasserstoffgehalt
innerhalb dieser Bereiche liegt, ist das gebildete fotoleitfähige Aufzeichnungsmaterial für die praktische
Anwendung in hervorragender Weise geeignet.
In der vorstehenden Formel a-(Si, N1-, ) H, sollte folglich
b im allgemeinen 0,45 bis 0,99999, vorzugsweise 0,45 bis 0,99 und insbesondere 0,45 bis 0,9 betragen, während
c im allgemeinen 0,6 bis 0,99, vorzugsweise 0,65 bis 0,98
und insbesondere 0,7 bis 0,95 betragen sollte.
Wenn die zweite Schicht (II) aus a~ (Si d Ni „^ (H, X), besteht,
kann der Gehalt der Stickstoffatome im allgemeinen 1x10 bis 60 Atom-!, vorzugsweise 1 bis 60 Atom-! und
insbesondere 10 bis 55 Atom-! betragen, während der Gehalt der Halogenatome im allgemeinen 1 bis 20 Atom-!, vorzugsweise
1 bis 18 Atom-! und insbesondere 2 bis 15 Atom-! betragen kann. Wenn der Gehalt der Halogenatome innerhalb
dieser Bereiche liegt, ist das hergestellte fotoleitfähige
Aufzeichnungsmaterial für die praktische Anwendung in zufriedenstellender Weise geeignet. Der Gehalt der gegebenenfalls
enthaltenen Wasserstoffatome kann vorzugsweise
19 Atom-! oder weniger und insbesondere 13 Atom-! oder we-35
3U0336
-57- DE 4390
niger betragen.
In der vorstehenden Formel a - (Si jN'_ ■,) (H, X).. sollte
5 folglich d im allgemeinen 0,4 bis 0,99999, vorzugsweise 0,4 bis 0,99 und insbesondere 0,45 bis 0,9 betragen, während
e im allgemeinen 0,8 bis 0,99, vorzugsweise 0,82 bis 0,99 und insbesondere 0,85 bis 0,98 betragen sollte.
Der Bereich des numerischen Wertes der Schichtdicke der zweiten amorphen Schicht (II) sollte geeigneterweise in
Abhängigkeit von dem beabsichtigten Zweck so festgelegt werden, daß die Aufgabe der Erfindung wirksam gelöst wird.
Es ist auch erforderlich, daß die Schichtdicke der zweiten Schicht (II) in geeigneter Weise unter gebührender Berücksichtigung
der Beziehungen zu dem Gehalt der Kohlenstoffatome und/oder der Stickstoffatome, der Beziehung zu der
Schichtdicke der ersten Schicht (I) sowie anderer organischer
Beziehungen zu den für die einzelnen Schichtbereiche erforderlichen Eigenschaften festgelegt wird.
Außerdem werden geeigneterweise auch wirtschaftliche Gesichtspunkte
wie z.B. die Produktivität oder die Möglich-2g keit einer Massenfertigung berücksichtigt.
Die zweite amorphe Schicht (II) hat im Rahmen der Erfindung eine Schichtdicke, die geeigneterweise 0,003 bis 30 pm,
vorzugsweise 0,004 bis 20 pm und insbesondere 0,005 bis
OQ 10 pm beträgt.
Um die vorteilhafte Wirkung, die durch den Einbau von Stickstoff erzielt wird, zu erhöhen, können im Rahmen der Erfindung
zusammen mit Stickstoffatomen in die zweite Schicht
g5 (II) Kohlenstoffatome eingebaut werden. Beispiele für gas-
-5 8- DH 4 3P0
förmi«c Ausgangsmaterialien zur Einführung von Kohlenstoffatomen
in die zweite Schicht (II), die bei der Bildung der zweiten Schicht (II) einzusetzen sind, sind gesättigte,
g ethylenische und acetylenische Kohlenwasserstoffe, wie sie
vorstehend erwähnt wurden. Ferner können als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Einführung von Kohlenstoffatomen
in die zweite Schicht (II) Alkylsilane wie z.B. Si(CH ). und Si (C2Hp) .t die aus Si, C- und Η-Atomen bestehen, erwähnt
^q werden.
Der im Rahmen der Erfindung zu verwendende Träger kann entweder aus einem elektrisch leitenden oder aus einem isolierenden
Material bestehen. Als elektrisch leitendes Material jg 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 isolierendes Material können im allgemeinen Folien oder „„ Platten aus Kunstharzen, wozu Polyester, Polyethylen, PoIycarbonat,
Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol und Polyamid gehören, Gläser,·
keramische Werkstoffe, Papier und andere Materialien verwendet werden. Diese isolierenden Träger sollten vorzugsweise
mindestens eine Oberfläche haben, die einer Behandlung unterzogen wurde, durch die sie elektrisch leitend
gemacht worden ist, und andere Schichten werden geeigneterweise auf der Seite ausgebildet, die durch eine solche
Behandlung elektrisch leitend gemacht worden ist.
Ein Glas kann beispielsweise elektrisch leitend gemacht
werden, indem auf dem Glas ein dünner Film aus NiCr, Al,
Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd, In2O3, SnO2 oder ITO
(In7O, + SnO7) gebildet wird. Alternativ kann die Oberfläche
einer Kunstharzfolie wie z.B. einer Polyesterfolie 35
durch Vakuumaufdampfung, Elektronenstrahl-Abscheidung oder
-59- DE 4390
Zerstäubung eines Metalls wie z.B. NiCr, Al, Ag, Pb, Zn,
Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti oder Pt oder durch Laminieren mit einem solchen Metall elektrisch leitend gemacht
werden. Der Träger kann in irgendeiner Form ausgebildet werden, beispielsweise in Form von Zylindern, Bändern oder
Platten oder in anderen Formen, und seine Form kann in gewünschter Weise festgelegt werden. Wenn das in Fig. 1 gezeigte
fotoleitfähige Aufzeichnungsmaterial 100 beispiels-
2Q weise als Aufzeichnungsmaterial 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
Aufzeichnungsmaterial gebildet werden kann. Wenn das fotoleitfähige
Aufzeichnungsmaterial flexibel sein muß, wird · der Träger mit der Einschränkung, daß er seine Funktion
als Träger in ausreichendem Maße ausüben können muß, so dünn wie möglich hergestellt. In einem solchen Fall hat
der Träger jedoch unter Berücksichtigung seiner Herstellung und Handhabung sowie seiner mechanischen Festigkeit
vorzugsweise eine Dicke von 10 μνη. oder eine größere Dicke.
25 — ,
-60- DE 43 90
Das erfindungsgemäße fotoleitfähige Aufzeichnungsmaterial,
das so gestaltet ist, daß es einen Schichtaufbau hat, wie er vorstehend näher erläutert wurde, kann alle die verschiedenen
Probleme lösen, die vorstehend erwähnt wurden, und b
hervorragende elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften,
eine hervorragende Durchschlagsfestigkeit und gute Eigenschaften bezüglich des Einflusses von Umgebungsbedingungen bei der Verwendung zeigen.
Das erfindungsgemäße fotoleitfähige Aufzeichnungsmaterial
zeigt insbesondere in dem Fall, daß es als Aufzeichnungsmaterial
für elektrofotografische Zwecke eingesetzt wird, keinerlei Beeinflussung der Bilderzeugung durch Restpotentiale
und hat stabile elektrische Eigenschaften mit einer hohen Empfindlichkeit und ein hohes S/N-Verhältnis sowie
eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber der Licht-Ermüdung und bei wiederholter Verwendung ausgezeichnete
Eigenschaften und ermöglicht wiederholt und in stabiler
Weise eine Erzeugung von Bildern mit hoher Qualität, die 20
eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und eine hohe Auflösung zeigen.
Ferner hat das erfindungsgemäße fotoleitfähige Aufzeichnungsmaterial
in dem gesamten Bereich des sichtbaren Lichts 25
eine hohe Empfindlichkeit, ist hinsichtlich der Anpassung
an einen Halbleiterlaser und der Verhinderung von Interferenzen hervorragend und zeigt ein schnelles Ansprechen
auf Licht.
Als nächstes wird ein Beispiel des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials kurz beschrieben.
Figur 17 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung für die Her-35
-61- DE 4390
Stellung eines fotoleitfahigen Aufzeichnungsmaterials.
In Gasbomben 1102 bis 1106 sind luftdicht abgeschlossene gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung des erfindungsgemäßen
fotoleitfahigen Aufzeichnungsmaterials enthalten.
Z.B. ist 1102 eine Bombe, die mit He verdünntes SiH4-GaS (Reinheit: 99,999 %, nachstehend als "SiH"4/He"
bezeichnet) enthält, ist 1103 eine Bombe, die mit He verdünntes GeH4-GaS (Reinheit: 99,999 %, nachstehend als
"GeH4/He" bezeichnet) enthält, ist 1104 eine Bombe, die
NO-Gas (Reinheit: 99,999 %) enthält, ist 1105 eine Bombe, die He-Gas (Reinheit: 99,999 %) enthält, und ist 1106
eine Bombe, die H2-GaS (Reinheit: 99,999 %) enthält.
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 wurde, daß Ventile 1122
20 bis 1126 der Gasbomben 1102 bis 1106 und ein Belüftungsventil 1135 geschlossen, und Einströmventile 1112 bis 1116,
Ausströmventile 1117 bis 1121 und Hilfsventile 113 2 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 113 6 abgelesene Druck 0,67 mPa erreicht hat.
-62- DE 4390
Nachstehend wird ein Beispiel für die Bildung einer lichtempfangenden
Schicht auf einem zylindrischen Träger 113 7 beschrieben. SiH4/He-Gas aus der Gasbombe 1102, GeH /He-Gas aus der Gasbombe
1103 und NO-Gas aus der Gasbombe 1104 werden in Durchflußreguliervorrichtungen
1107, 1108 bzw. 1109 hineinströmen gelassen, indem die Ventile 1122, 1123 und 1124 geöffnet werden, um die
Drücke an Auslaßmanometern 1127, 1128 und 1129 auf einen Wert von jeweils 981 hPa einzustellen, und indem die Einströmventile
1112, 1113 bzw. 1114 allmählich geöffnet werden. Dann werden die Ausströmventile 1117, 1118 und 1119
und das Hilfsventil 1132 allmählich geöffnet, um die einzelnen Gase in die Reaktionskammer 1101 hineinströmen zu
lassen. Die Ausströmventile 1117, 1118 und 1119 werden so reguliert, daß das Durchflußgeschwindigkeitsverhältnis von SiH
He-Gas, GeH./He-Gas und NO-Gas einen gewünschten Wert hat,
und auch die öffnung des Hauptventils 1134 wird unter Beobachtung des an der Vakuummeßvorrichtung 113 6 abgelesenen
Wertes reguliert, und zwar so, daß der Druck in der Reaktionskammer einen gewünschten Wert erreicht. Nachdem bestätigt
wurde, daß die Temperatur des Trägers 113 7 durch eine Heizvorrichtung 113 8 auf 50 bis 400°C eingestellt wurde,
wird eine Stromquelle 1140 auf eine gewünschte Leistung eingestellt, um in der Reaktionskammer 1101 eine Glimmentladung
anzuregen, und gleichzeitig werden die Tiefenprofile
der Germaniumatome und Sauerstoffatome, die in der gebildeten
Schicht enthalten sind, dadurch gesteuert bzw. reguliert, daß die Durchflußgeschwindigkeiten von GeH./He-Gas und
NO-Gas gemäß einer vorher ausgewählten Kurve der Änderungsgeschwindigkeit durch Betätigung der Ventile 1118 und 1120,
3Q die manuell oder mittels eines Motors mit Außenantrieb erfolgt,
allmählich verändert werden.
Der Schichtbereich (G) wird in der vorstehend beschriebenen Weise bis zur Erzielung einer gewünschten Schichtdicke gebildet.
og indem die Glimmentladung für eine gewünschte Zeit aufrecht-
-63- DE 4390
erhalten wird. Wenn der Schichtbereich (G) in einer gewünschten
Dicke gebildet worden ist, wird die Glimmentladung unter den gleichen Bedingungen und nach dem gleichen
_ Verfahren, wobei das Ausströmventil 1118 jedoch vollstän-5
dig geschlossen ist und die Entladungsbedingungen gewünschtenfalls
verändert werden, für eine gewünschte Zeit aufrechterhalten, wodurch auf dem Schichtbereich (G) der
Schichtbereich (S) , der im wesentlichen keine Germaniumatome
enthält, gebildet werden kann.
Für den Einbau einer Substanz (C) für die Steuerung der
Leitfähigkeit in den Schichtbereich (G) und den Schichtbereich
(S) können während der Bildung des Schichtbereichs
(G) und des Schichtbereichs (S) zu den in die Abscheidungs-15
kammer 1101 einzuleitenden Gasen Gase wie z.B. B„H, oder
λ D
PHo hinzugegeben werden.
Die Bildung einer zweiten Schicht (II) auf der ersten
Schicht (I) kann durchgeführt werden, indem beispielsweise 20
SiH.-Gas und C^H.-Gas und/oder ΝΗ-,-Gas, die gegebenenfalls
mit einem verdünnenden "Gas wie z.B. He verdünnt sind, gemäß dem gleichen Ventilbetätigungsbetrieb wie bei der Bildung
der ersten Schicht (I) verwendet werden und indem unter den gewünschten Bedingungen eine Glimmentladung angeregt
wird.
Für den Einbau von Halogenatomen in die zweite Schicht (II) können zur Bildung der zweiten Schicht (II) durch das
gleiche Verfahren, wie es vorstehend beschrieben wurde, 30
beispielsweise SiF.-Gas und C„H.-Gas und/oder NH^-Gas oder
eine Gasmischung, der ferner SiH.-Gas beigegeben worden ist, verwendet werden.
Während der Bildung der einzelnen Schichten sollten natürlich alle Ausströmventile mit Ausnahme der Ausströmventile
-64- DE 4390
für die notwendigen Gase geschlossen sein. Um zu verhindern, daß das für die Bildung der vorherigen Schicht eingesetzte
Gas während der Bildung der einzelnen Schichten in
der Reaktionskammer 1101 und in den Gas-Rohrleitungen von
5
den Ausströmventilen 1117 bis 1121 zu der Reaktionskammer verbleibt, wird ein Verfahren durchgeführt, bei dem das
System bis zur Erzielung eines hohen Vakuums evakuiert wird, indem die Ausströmventile 1117 bis 1121 geschlossen
werden und die Hilfs'ventile 1132 und 1133 bei vollständi-10
ger Öffnung des Hauptventils 1134 geöffnet werden, falls
dieses Verfahren notwendig ist.
Die Menge der Kohlenstoffatome und/oder Stickstoffatome
kann in der gewünschten Weise gesteuert werden, indem bei-15
spielsweise xm Fall der Glimmentladung das Durchflußgeschwindigkeitsverhältnis
von SiH,-Gas zu C-H.-Gas und/
oder NH_-Gas, die in die Reaktionskammer 1101 eingeleitet werden, in der gewünschten Weise verändert wird, oder indem
im Fall der Schichtbildung durch Zerstäubung das Zerstäu-
bungsflächenverhältnis der Siliciumscheibe zu einer aus einer Graphit-Scheibe und/oder einer Siliciumnitrid-Scheibe
ausgewählten Scheibe verändert wird oder indem ein Target unter Verwendung einer Mischung von Siliciumpulver
mit einem aus Graphitpulver und/oder Siliciumnitrid ausgewählten Pulver geformt wird. Der Gehalt der in der zweiten
Schicht (II) enthaltenen Halogenatome (X) .kann gesteuert werden, indem die Durchflußgeschwindigkeit des gasförmigen
Ausgangsmaterials für die Einführung von Halogenatomen wie ■/. R. SiF.-Gas gesteuert wird, wenn es in die Reaktionskamnier
1101 eingeleitet wird.
Ferner wird der Träger 113 7 geeigneterweise während der Schichtbildung durch einen Motor 1139 mit einer konstanten
Geschwindigkeit gedreht, um die Schichtbildung gleichmäßig zu machen.
-65- DE 4390
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1 5
Unter Anwendung der in Figur 17 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden jeweils auf einem zylindrischen Träger aus
Aluminium unter den in Tabelle IA gezeigten Bedingungen Proben von Aufzeichnungsmaterialien für elektrofotogra-
!0 fische Zwecke (Proben Nr. 11-lA bis 17-3A in Tabelle 2A)
hergestellt.
Die Verteilungskonzentrationen der Germaniumatome und der
Sauerstoffatome in der Probe werden in Figur 18 bzw. Figur 5 19 gezeigt.
Die auf diese Weise hergestellten Proben wurden jeweils in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchs\>Orrichtung eingesetzt,
0,3 s lang einer Koronaladung mit + 5,0 kV unterzogen und unmittelbar danach bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle für
die bildmäßige Belichtung wurde eine Wolframlampe verwendet, und die bildmäßige Belichtung erfolgte durch eine lichtdurchlässige
Testkarte hindurch mit einer Bestrahlungsdosis von 2 Ix.s.
Unmittelbar danach wurde ein negativ aufladbarer Entwickler, der einen Toner und einen Tonerträger enthielt, kaskadenförmig
auf die Oberfläche des Auf Zeichnungsmaterial r, auftreffen gelassen, wobei auf dieser Oberfläche ein gutes
ng Tonerbild erhalten wurde. Das Tonerbild wurde durch Koronaladung
mit + 5,OkV auf ein als Bildempfangsmaterial dienendes
Papier übertragen, wobei ein klares Bild mit einer hohen Dichte, das eine ausgezeichnete Auflösung und eine
zufriedenstellende Reproduzierbarkeit der Wiedergabe von
35 Halbtönen zeigte, erhalten wurde.
-6 6- DE -3 3 90
Ijir- Bewertung der Qualität, des übertragenen Tonerbildes
wurde in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben wiederholt, jedoch wurde anstelle der Wolframlampe ein HaIbleiterlaser
des GaAs-Typs bei 810 nm (1OmW) verwendet. Alle Proben lieferten ein klares Bild mit einer ausgezeichneten
Auflösung und einer zufriedenstellenden Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung.
Unter Anwendung der in Figur 17 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden jeweils auf einem zylindrischen Träger aus
Aluminium unter den in Tabelle 3A gezeigten Bedingungen Proben von Aufzeichnungsmaterialien für elektrofotografische
Zwecke (Proben Nr. 21-lA bis 27-3A in Tabelle 4A) hergestellt.
Die Verteilungskonzentrationen der Germaniumatome und Sauerstoffatome
in den Proben werden in Figur 18 bzw. Figur 19
gezeigt. 20
Jede Probe wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 einer Prüfung zur Bewertung der Bildqualität unterzogen.
Jede geprüfte Probe lieferte ein übertragenes Tonerbild von hoher Qualität und zeigte nach 200.OOOmaliger wiederholter
Verwendung unter den Betriebsbedingungen einer Temperatur von 38 C und einerrelativen Feuchte von 80 % keine
Verschlechterung der Bildqualität.
Proben eines Aufzeichnungsmaterials für elektrofotografische
Zwecke (Proben Nr. 11-1-lA bis 11-1-8A, 12-1-lA bis
12-1-8A und 13-1-lA bis 13-1-8A, d. h. 24 Proben) wurden
unter den gleichen Bedingungen und in der gleichen Weise wie die Proben 11-lA, 12-lA und 13-lA in Beispiel 1 herge-
3G stellt, wobei die zweite Schicht (II) jedoch unter den in
-67- DE 4390
Tabelle 5A gezeigten Bedingungen hergestellt wurde.
Jede der auf diese Weise hergestellten Proben wurde getrennt
c in eine Kopiervorrichtung eingesetzt, und mit jedem der Aufb
Zeichnungsmaterialien für elektrofotografische Zwecke
wurden eine allgemeine Bewertung der Qualität des übertragenen Bildes und eine Bewertung der Haltbarkeit des
Aufzeichnungsmaterials beim kontinuierlichen wiederholten
Kopieren unter den in den Beispielen beschriebenen Bedingungen durchgeführt.
Die Ergebnisse der Gesamtbewertung der Qualität des übertragenen Bildes und der Bewertung der Haltbarkeit beim
kontinuierlichen wiederholten Kopieren werden in Tabelle
15
6A gezeigt.
Aufzeichnungsmaterialien wurden in der gleichen Weise wie
Probe Nr. 11-lA in Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurde
das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem Gehalt
der Kohlenstoffatome in der zweiten Schicht (II) verändert,
indem das Target-Flächenverhältnis der Silicium-Scheibe zu Graphit bei der Bildung der zweiten Schicht (II) verändert
wurde.
.
.
Bei jedem der auf diese Weise erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien
wurde die Qualität des Bildes geprüft, das nach 50.000 Wiederholungen des in Beispiel 1 beschriebenen BiId-
erzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsverfahren erzeugt
80
worden war. Die Ergebnisse werden in Tabelle 7A gezeigt.
Aufzeichnungsmaterialien wurden jeweils in der gleichen
Weise wie Probe Nr. 12-lA in Beispiel 1 hergestellt, je-35
doch wurde das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome
-68- DE 4390
zu dem Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten Schicht
(II) verändert, indem das Durchflußgeschwindigkeitsverhältnis von SiH4-GaS zu C3H4-GaS bei der Bildung der zweiten
Schicht (II) verändert v/urde. 5
Bei jedem der auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungsmaterialien
wurde die Bildqualität nach 50.000 Wiederholungen des Kopierverfahrens einschließlich der Bildübertragung gemäß
dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren bewertet. Die Ergebnisse v/erden in Tabelle 8A gezeigt.
Aufzeichnungsmaterialien wurden jeweils in der gleichen
Weise wie Probe Nr. 13-lA in Beispiel 1 hergestellt, jedoch
wurde das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem
Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten Schicht (II) verändert,
indem das Durchflußgeschwindigkeitsverhältnis von SiH.-Gas, SiF.-Gas und CpH4-GaS bei der Bildung der zweiten
Schicht (II) verändert wurde.
Bei jedem der auf diese Weise erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien
wurde die Bildqualität nach 50.000 Wiederholungen des Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsverfahrens
gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 9A gezeigt.
Aufzeichnungsmaterialien wurden jeweils in der gleichen
Weise wie Probe Nr. 14-lA in Beispiel 1 hergestellt, jedoch
wurde die Schichtdicke der zweiten Schicht (II) verändert. Nach der Wiederholung des in Beispiel 1 beschriebenen
Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsverfahrens wurden die in Tabelle 1OA gezeigten Ergebnisse erhal-
{on.
-69- DE 4390
Unter Anwendung der in Figur 17 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden jeweils auf einem zylindrischen Träger aus
Aluminium unter den in Tabelle IB gezeigten Bedingungen Proben von Aufzeichnungsmaterialien für elektrofotografische
Zwecke (Proben Nr. 11-lB bis 17-3B, Tabelle 2B) hergestellt.
10 Die Verteilungskonzentrationen der Germaniumatome und der Sauerstoffatome in den Proben werden in Figur 18 bzw. Figur
19 gezeigt.
Die auf diese Weise hergestellten Proben wurden jeweils in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung eingesetzt,
O,3s lang einer Koronaladung mit + 5,OkV unterzogen und
unmittelbar danach bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle für die bildmäßige Belichtung wurde eine Wolframlampe verwendet; die bildmäßige Belichtung erfolgte .durch eine lichtdurchlässige
Testkarte hindurch mit einer Belichtungsdosis von 2 Ix.s.
Unmittelbar danach wurde ein negativ aufladbarer· Entwickler, der einen Toner und einen Tonerträger enthielt, kas-
kadenförmig auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials
auftreffen gelassen, wobei auf dieser Oberfläche ein gutes
Tonerbild erhalten wurde. Als das Tonerbild durch Koronaladung mit τ 5,OkV auf ein als Bildempfangsmaterial dienendes
Papier übertragen wurde, wurde ein klares Bild mit einer
QQ hohen Dichte erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung
und eine zufriedenstellende Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte.
und eine zufriedenstellende Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte.
Die Bewertung der Qualität des übertragenen Tonerbildes ςρ; wurde in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben wie-
-70- DE 4390
derholt, wobei jedoch anstelle der Wolframlampe ein Halbleiterlaser
vom GaAs-Typ bei 810 nm (1OmW) verwendet wurde. Alle Proben lieferten ein klares Bild mit einer ausgezeichneten
Auflösung und einer zufriedenstellenden Repro-
duzierbarkeit der Helligkeitsabstufung.
Roispiel 9
Unter Anwendung der in Figur 17 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden jeweils auf einem zylindrischen Träger aus
Aluminium unter den in Tabelle 3B gezeigten Bedingungen Proben von Aufzeichnungsmaterialien für die Elektrofotografie
(Proben Nr. 21-lB bis 27-3B, Tabelle 4B) hergestellt.
Die Verteilungskonzentrationen der Germaniumatome und der
Sauerstoffatome in den Proben werden in Figur 18 bzw.
Figur 19 gezeigt.
Jede Probe wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 8 20
einer Bildqualitätsbewertungsprüfung unterzogen. Jede
geprüfte Probe lieferte ein übertragenes Tonerbild von
hoher.Qualität und zeigte nach 200.000maliger wiederholter
Verwendung unter den Betriebsbedingungen einer Temperatur von 38 C und einer relativen Feuchte von 80 % keine
25
Verschlechterung der Bildqualxtät.
Proben eines Aufzeichnungsmaterials für elektrofotografische
Zwecke (Proben Nr. 11-1-lB bis 11-1-8B, 12-1-lB bis
I2-1-8B und 13-1-lB bis 13-1-8B, d.h. 24 Proben) wurden
unter den gleichen Bedingungen und in der gleichen Weise wie die Proben 11-lB, 12-1B und 13-1B in Beispiel 8 hergestellt,
jedoch wurde die zweite Schicht (II) unter den in
Tabelle 5B gezeigten Bedingungen hergestellt. 35
-71- DE 4390
Jede der auf diese Weise hergestellten Proben wurde einzeln in eine Kopiervorrichtung eingesetzt, und bei jedem
der Aufzeichnungsmaterialien für elektrofotografische
Zwecke wurden eine allgemeine Bewertung der Qualität des 5
übertragenen Bildes und eine Bewertung der Haltbarkeit des
Aufzeichnungsmaterials beim kontinuierlichen wiederholten
Kopieren unter den in den Beispielen beschriebenen Bedingungen durchgeführt.
Die Ergebnisse der Gesamtbewertung der Qualität des übertragenen Bildes und der Bewertung der Haltbarkeit beim kontinuierlichen
wiederholten Kopieren werden in Tabelle 6B gezeigt.
15
Beispiel 11
Aufzeichnungsmaterialien wurden in der gleichen Weise wie
Probe Nr. 11-lB in Beispiel 8 hergestellt, jedoch wurde
das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem Gehalt der Stickstoffatome in der zweiten Schicht (II) verändert,
indem das Target-Verhältnis der Silicium-^Scheibe zu der
Siliciumnitrid-Scheibe bei der Bildung der zweiten Schicht (II) verändert wurde.
Bei jedem der auf diese Weise erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien
wurde die Qualität des Bildes geprüft, das nach 50.000 Wiederholungen des in Beispiel 8 beschriebenen BiIderzeugungs-,
Entwicklungs- und Reinigungsverfahrens erzeugt worden war. Die Ergebnisse werden in Tabelle 7B ge-
30 zeigt.
Aufzeichnungsmaterialien wurden jeweils in der gleichen Weise
wie Probe Nr. 12--1B in Beispiel 8 hergestellt r jedoch
gg wurde das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem
3U0336
-72- DE 4390
Gehalt der Stickstoffatome in der zweiten Schicht (II) verändert,
indem das Durchflußgeschwindigkeitsverhältnis von SiEL-Gas zu NH.,"Gas bei der Bildung der zweiten Schicht (II)
r- verändert wurde.
σ
Bei den auf diese Weise erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien
wurde die Bildqualität nach 50.000 Wiederholungen des Kopierverfahrens einschließlich der Bildübertragung gemäß
dem in Beispiel 8 beschriebenen Verfahren bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 8B gezeigt.
AufZeichnungsmaterialien wurden jeweils in der gleichen
Weise wie Probe Nr. 13-1B in Beispiel 8 hergestellt, je-5
doch wurde das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome
zu dem Gehalt der Stickstoffatome in der zweiten Schicht (II) verändert, indem das Durchflußgeschwindigkeitsverhältnis
von SiH4-GaS, SiF.-Gas und NH -Gas bei der Bildung
der zweiten Schicht (II) verändert wurde.
Bei jedem der auf diese Weise erhaltenen /lufzeichnungsmaterialien
wurde die Bildqualität nach 50.000 Wiederholungen des in Beispiel 8 beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs-
und Reinigungsverfahrens bewertet. Die Ergebnisse
werden in Tabelle 9B gezeigt.
Aufzeichnungsmaterialien wurden in der gleichen Weise wie
Probe Nr. 14-1B in Beispiel 8 hergestellt, jedoch wurde die Schichtdicke der zweiten Schicht (II) verändert. Nach
der Wiederholung des in Beispiel 8 beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsverfahrens wurden
die in Tabelle 1OB gezeigten Ergebnisse erhalten.
-73- DE 4390
Die gemeinsamen Schichtbildungsbedingungen in den Beispielen
der Erfindung v/erden nachstehend gezeigt: Trägertemperatur: etwa 200 C für die Germanium ent-5
haltende Schicht
etwa 25O°C für die Schicht, die kein Germanium enthält
Entladungsfrequenz: 13,56 MHz
Innendruck der Reaktionskammer während der Reaktion: 0,4 hPa
| Schichtaufbau | Schicht bereich (G) |
Verwendete Gase | Ourchflußge- schwindigksi t (Norm-cm /min) |
Durchflußge- schwindigkeits- verhältnis |
I Entladungs- leistung (W/cm ') |
Schichtbil- dungsge- schwindigk . (nm/s) |
chichtdicke (pm) |
| Schicht Π) |
Schicht bereich (S) |
SiH4/He=0,5 GeH4/He=O,5 NO |
SiH +GeH =200 | 0,18 | v-> | 5 | |
| Schicht (II) | SiH4ZHe=O,5 NO |
SiH =200 | 0,18 | 1,5 | 23 j j |
||
| SiH^ZHe=O,5 C2H4 |
SiH4=IOO | 0,18 | 10 | ||||
| SiH4/C2H4=3/7 |
to
ο
ο
Ol
| ^s. Tief enprofil Tiefen-N^ von Ge |
Probe Nr. | 1801 | !80Z | 1803 | m- iA | 1805 | 1806 | ΪΘ07 |
| profil von 0 |
190! | 1 1 - ] A | IP-JA | 13-IA | 1Ί-2Α | 15-lA | 16- IA | 17-IA |
| 1902 | 11-2A | 12-2A | 13-2A | 1Ί-3Λ | 15-2A | 16-2A | 17-2A | |
| 1903 ' | 1 1-3A | 12-3A | 13-3A | 15-3A | 16-3A | .17-3A | ||
| I Schichtaufbau |
Schicht- bereich (G) |
Verwendete Gase | DurchfluGge- schwindigkeit (Norm-cm /min) |
Durch flußge- schwindigkeits- verhältnis |
I Entladungs leistung (W/cm ) |
Schichtbii- dungsge- schwindigk. (nm/s) |
Schicht dicke (μπη) |
| Schicht (I) |
Schicht bereich (S) |
SiH4/He=0,5 GeH4/He=075 NO B2Hg/He=10"3 |
SiH,+GeHA=200 | 0,18 | 5 | ||
| — r Schicht (II) |
SiH4/He=0;5 NO |
SiH4=200 | 0,18 | 25 | |||
| SiH4/He=0,5 C2H4 |
SiH4=IOO | 0,18 | 10 | 0,5 | |||
| SiH4/C2H4=3/7 |
CD GO CO
to
Tabelle 4Λ
| ν.Tiefenprofil von TiefeV. Ge |
Probe Nr. | 1801 | 1802 | 1803 | 1804 | J 805 | 1806 | 1807 |
| profil von 0 |
1901 | 21-1A | 22-lA | 23-lA | Zh -IA | 25-lA | 26-1A | 27-lA |
| 1902 | 21-2A | 22-2A | 23-2A | 24-2A | 25-2A | 26-2A | 27-2A | |
| 1903 | 21-3A | 22-3A | 23-3A | 2f-3A | 25-3A | 26-3A | 27-3A |
CD OO OO
Bedingungen - IA - 2A
- ?A
Verwendete Gase
"iDurchflußgeschwin-j Durchflußgeschwindigkeits-Idinksit
: oder Flächenverhältnis
Ar
Ar
- Λ Α
- 5A
- 6A
- 7A
■i - BA
Ar
SiH4/He=l
£2Ü4
SiH4/He=0,5 SiH4/He=0,5
SiF4/He=0,5
C2H4
SiH4/He=0,5 SiF4/He=0,5
SiH4/He=0,5 SiF4/He=0,5
C2H4
fNorm-cm /min)
200
200
200
SiH4=15
SiH4=IOO
SiH +SiF,=150
SiH +SiF =15 4
SiH,+SiF,=150
Si-Scheibe: Graphit =1,5:8,5
Si-Scheibe: Graphit =0,5:9,5
Si—Scheibe: Graphit = 6:4
SiH4:C2H4=0,4:9,6
SiH4:C2H4=5:5
SiH4:SiF4:C2H4
=1,5:1,5:7
SiH4:SiF4:C2
=0,3:0,1:9,6
SiH4:SiF4:C2H4
=3:3:4 ntladungseistung
)
)
0,3
0,3
0,3
0,18
0,18
0,18
0,18
0,18
Schichtdicke Cum)
0,5
0,3
1,0
0,3
1,5
0,5
0,3
co ι
CD ' CO CO CD
| fiedingungen fü die Bildung de Schicht (II) |
: Probe Nr. / Bewertung | O | O | © | © | © | O | O | 12-1-lA | 13-1-lA | O | O |
| 5 - IA | 11-1-lA | 11-1-3A | 11-1-4A | 11-1-5A | 11-1-6A | 11-1-7A | 11-1-8A | O I O | O | 13-1-2A | 13-1-8A | |
| 5 - 2A | O | © | © | © | O | O | 12-1-2A | O O | O ! O | |||
| 5 - 3A | O | O i O | 13-1-3A | |||||||||
| 5 - 4"A | 11-1-2A | 12-1-3A | O ι O | |||||||||
| 5 - 5A | O | O ! O | 13-1-4A | |||||||||
| 5 - '6A | 12-1-4A | © ' ! © | ||||||||||
| 5 - 7A | © ι @ | 13-1-5A | ||||||||||
| 5 - 8A | 12-1-5A | © ! © | ||||||||||
| © ! © | 13-1-6A | |||||||||||
| 12-1-6A | © ! © | |||||||||||
| © ! © | 13-1-7A | |||||||||||
| 12-1-7A | O | |||||||||||
| O ! O | ||||||||||||
| 12-1-8A | ||||||||||||
| O I O |
Probe Nr.
Gesamtbevjertung
der Bildqualität
der Bildqualität
Bewertung der Haltbarkeit
Symbole für
die Bewertung: ((^ausgezeichnet
Qgut
Probe Nr.
Si:C
Target
(Flächenverhältnis)
1301A
Si: C
(Gehaltsverhältnis)
(Gehaltsverhältnis)
Bewertung der
Bildqualität
Bildqualität
9:1
9,7:0,3
| 1302A | 1303A | 1304A | 1305A | 1306A | I 1307A |
| 6,5:3,5 | 4 :6 ■ |
2:8 | 1:9 | 0,5:9,5 | 0,2:9,8 |
| 8,8:1,2 | 7,3:2,7 | 4,8:5,2 | 3:7 | 2:8 | 0,8:9,2 |
| O | © | o | Δ | X |
sehr gut ; C") : gut
für die praktische Anwendung X : Erzeugung von Bildfehlern ausreichend
oo
co :
oo : oo ''; cn
| Probe Mr. I |
1401A | 1402A | 1403A | 1404A | 1405A | 1406A | 1407A | 1408A |
| j (Durchflußge- schwindigkeitsver hältnis) |
9:1 | 6:4 | 4:6 | 2:8 | 1:9 | 0,5:9,5 | 0,35:9,65 | 0,2:9,8 |
| I i j Si:C (Gehaltsver hältnis) |
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 |
Δ | O | ® | @ | ©■ |
o
. — |
Δ | X |
■©' : sehr gut Q : gut
/\ . für die praktische Anwen-'
dung ausreichend
Erzeugung von Bildfehlern
Tabelle 9Λ
Probe Nr.
DurchfluflgeschwindigkeitsverhMltnls)
Si: C
(Gehaltsverhältnis)
(Gehaltsverhältnis)
Bewertung der
Bildqualität
Bildqualität
1501A
5:4:1
9:1
1502A 1503A
3:3,5 :3,5
7:3
1304A
2:2:6
5,5:4,5
1:1:8
4 :6
1505Ä
0,6:0,4
:9
:9
3:7-
1506A
0,2:0,3
:9,5
:9,5
. sehr gut
•gut /\:
für die praktische
Anwendung ausreichend
Anwendung ausreichend
2:8
1507A
0,2:0,15
:9,65
:9,65
1,2:8,8
1508A
0,1:0,1 :9,8
0,8:9,2
X ;Erzeugung von Bildfehlern
CD CO CO CD
Tabelle 1OA
| Probe Nr. | Dicke der Schicht (II) (um) |
Ergebni sse |
| 160 IA | 0,001 | Neigung zur Erzeugung von Bildfehlern |
| 1602A | O1O 2 | ■Keine Erzeugung von Bildfehlern iwährend des 20.000mal aufeinander folgend durchgeführten Kopiervor- ganqes |
| 1603A | 0,05 | Stabil während des 50.000mal oder öfter aufeinanderfolgend durchgeführten.KopierVorganges |
| 1604 A | T X |
Stabil während des 200-.00.0mal oder öfter aufeinanderfolgend durchgeführten Kopiervorganges |
| Schic | Verwendete | ZHe ZHe |
- 0 = 0 |
Gase | Durchflußge schwindigkeit (Norm-cm" /min) |
Durchflußge schwindigkeit Verhältnis |
S- | Ent.ladungs- leistung (W/cm ) |
Bchichtbil- Jungsge schwind i g k . (nm/s) |
Schicht dicke |
| Erste Schich (I) |
SiHj4 GeHj NO |
/llo | = 0 | ,5 ,5 |
SiHj4 + GeHj1 = 200 | 0,18 | 5 | |||
| NO | ,5 | SiHj1 = 200 | 0,18 | 23 | ||||||
| Zweite (J |
ZHe | = 0 | SiHj1 = 100 | |||||||
| htaufbau | NH | ,5 | 0,18 | 0,5 | ||||||
| Schicht bereich (G) |
SiHj ZN)! = | 3/7 | ||||||||
| Schicht | ||||||||||
| bereich (S) |
||||||||||
| Schicht I) |
| ■ 1807 |
nprofil von Ge |
Probe Nr. | CQ T-H I τ—t |
CQ CM I O- T-H |
CQ ro I C-- T-H |
| VD O CO τ—I |
Q) / •Η A H- /C r-H /α'·Η o / <t- <4- / ω o c / -rH (H O / 1— D. > |
CQ T-H I VD ,—I |
CQ CM I VO T-H |
CQ ro I VD T-H j |
|
| LPv O OO T-H |
CQ T-H I LP. T-I |
CQ CM I LTv T-H |
CQ ro t LTl T-H |
||
| O CO T-H |
CQ T-I I •3- r-H |
CQ CM I ZT τ—1 |
CQ ro I T-H |
||
| 1803 | a ~--I I ro T-H |
CQ CM I ro |
CQ ro i ro T-I |
||
| 1802 | CQ T-H I CM ι—I |
QZ-Zl | CQ ro I CM H |
||
| 1801 | CG I τ—( |
11-2B | CQ ro T-H |
||
| T-H O |
206T | ro O CTv T-H |
|||
| T-H |
| Schicht bereich (G) |
Verwendete Gase | DurchfluOge- schwindigkeit (Norm-cm /min) |
DurchfluGge- schwindigkeits- verhältnis |
Entladungs leistung (W/cm ) |
cnichtbil- dungsge- schwindigk. (nm/s) |
Schichtdicke (um) |
|
| Schicht bereich (S) |
SiH4/He=0,5 GeH4/He=0,5 NO B2H6/He=10~3 |
SiH4+GeH4=200 | 0,18 | 3 | |||
| Schichtaufbau I |
Zweite , ■ v Schicht (II) |
SiH4/He=0,5 NO |
SiH4=200 | 0,18 | 25 | ||
| Erste Schicht (I) |
SiH4ZHe=O7S NH. |
SiH4=IOO | 0,18 | 0,5 | |||
| SiH4/NH3= 3/7 |
CD CO CO CD
cn
| ^s^iefenprofil von riefenK Ge η r η f ΐ 1 ^>_ |
Probe Nr, | 1801 | 1802 | 1803 | 1804 | I8O5 | I8O6 | I8O7 |
| von 0 | 1901 | 21-1B | 22-1B | 23-lB | 2'I-IB | 25-lB | 26-lB | 27-lB |
| I9O2 | 21-2B | 22-2B | 23-2B | 2'J-2B | 25-2B | 26-2B | 27-2B | |
| 1903 | 21-3B | 22-3B | 23-3B | 2'^-3B | 25-3B | 26-3B | 27-3B |
CD OJ CO CD
| Verwendete Gase | DurchfluQge- schwindiqkeit Μητ-fn-om /min^ |
Tabelle 5B | Intladungs- .eistupg t (W /r~m ) I |
ichichtdicke ■ (um) |
|
| 'Bedingungen | Ar | 200 | DurchfluQgeschwindigkeits- ΐ oder Flächenverhältnis J |
0,3 | 0,5 |
|
5 - IB
■5 - 2B |
Ar | 200 | Si-ScheiberSiliciumnitrid = 1:30 |
0,3 | 0,3 |
| 5 - 3B | Ar | 200 | Si*-Scheibe: Siliciumnitrid= . 1:60 |
0,3 | 1,0 |
| 5 - 4B | SiH4/He=l NH3 |
SiH4=15 | Si-Scheibe: Siliciumnitrid s: 6:4 |
0,18 | 0,3 |
|
5 - 5B
5 - 6B |
SiH4/He=0,5 NH3 SiH4/He=0,5 SiFVHe=O1S NH3 I |
SiH4=IOO | SiH4INH3=I:100 | 0.18 | 1,5 |
| 5 - 73 | SiH4/He=0,5 SiF4VHe=O, 5 NH3 |
SiH4+SiF4=150 | SiH4:NH3=l:30 | 0,18 | 0,5 |
| 5 - 3B | SiH4/He=0,5 SiF4/He=0,5 |
SiHd+SiF4=15 | SiH4:SiF4:ΝΗλ =1:1:60 |
0,18 | 0,3 |
| SiH4+SiF4=150 | SiH4:SiF4:NH3 =2:1:90 |
0,18 | 1,5 | ||
| SiH4:SiF4:NH =1:1:20 |
|||||
GO -P-4>-O
GO GO CO
| Bedingungen fü die Bildung de Schicht (II) |
• Probe Nr. / Bewertung |
O | O | O | O | 12-1-lB | O | O | O | © | O | O | • | 13-1-lB | O | O | O | © | © | O | O |
| 5 - IB | 11-1-lB | 11-1-2B | 11-1-3B | 11-1-4B | 11-1-8B | O | 12-1-2B | 12-1-3B | 12-1-4B | 12-1-6B | 12-1-8B | O | 13-1-2B | 13-1-3B | 13-1-4B | 13-1-5B | 13-1-7B | 13-1-8B | |||
| 5 - 2B | O | O | O | @ | O | O | O | O | O | © | O | C | |||||||||
| 5- - 3B | O | © | © | © | |||||||||||||||||
| 5 - AB | 11-1-53 | 12-1-5B | 12-1-7B | 13-1-6B | |||||||||||||||||
| 5 - 5B | © | © | O | © | |||||||||||||||||
| 5 - 6B | |||||||||||||||||||||
| 5 - 7B | 11-1-6B | ||||||||||||||||||||
| 5 - 8B | |||||||||||||||||||||
| 11-1-7B | |||||||||||||||||||||
| O |
Probe Nr.
Gesamtbewertung
der Bildqualität
der Bildqualität
Bewertung der Haltbarkeit
Symbole für die Bewertung:
(Q/ ausgezeichnet O9Ut
| Probe Nr, | 1301B | 1302B | 1303B | 1304B | 1305B | 1306B | 1307B |
| Si: Si3N4 Target (Flächenverhältnis) |
9:1 | 6,5:3,5 | 4:10 | 2:60 | 1:100 | 1:100 | 1:100 |
| Si:N (Gehaltsverhältnis) |
9,7:0,3 | 8,8:1,2 | 7,3:2,7 | 5,0:5,0 | 4,5:5,5 | 4:6 | 3:7 |
| Bewertung der Bildqualität |
Δ | Q | @ | O | Δ | X |
sehr
gut (J : gut
für die praktische Anwendung v
: ausreichend x : Erzeugung von Bildfehlern
: ausreichend x : Erzeugung von Bildfehlern
OO OO CD
| Probe Nr.. | 1401B | 1402B | 1403B | 14 04B | 1405B | 14O6B | 1407B | 1408B |
| SiH4:NH3 (Durchflußge schwindigkeits verhältnis ) |
9:1 | 1:3 | 1:10 | .1:30 | 1:100 | 1:1000 | 1:5000 | 1:10000 |
| Si :N (Gehaltsverhältnis) |
9,99:0,01 | 9,9:0,1 | 8,5:1,5 | 7,1:2,9 | 5 :5 | 4,5:5,5 | 4:6 | 3,5:6,5 |
| Bewertung der iBildqualität I |
Δ | O | ©. | O | Δ | X |
. sehr gut (~~λ . gut
/\ : · für die praktische Anwendung ausreichend
X : Erzeugung von Bildfehlern
CD CO CO CD
| Probe Nr. | 1501B | 1502B | 1503B | 1504B | 1505B | 1506B | 1507B | 1508B |
| SiH4:SiF4:NH3 | ||||||||
| (Durchflußgeschwin-) digkeitsverhältnls) |
5:4:1 | 1:1:6 | 1:1:20 | .1:1:60 | 1:2:300 | 2:1:3000 | 1:1:10000 | 1:1:20 00 0k |
| Si:N (Gehaltsverhältnis) |
9,89:0,11 | 9,8:0,2 | 8,4:1,6 | 7,0:3,0 | S 1 · 4 Q | 4,6:5,4 | 4,1:5,9 | 3,6:6,4 |
| Bewertung eier Bildqualität |
Δ | O | © | ©. | O | O | Δ | X |
sehr out
gut
α > für die praktische Anwen-
*-—> * dung ausreichend
*-—> * dung ausreichend
X ; Erzeugung von Bildfehlern
OO -P-
CD OO OO CD
Tabelle 1OB
| Probe Nr. | Dicke der Schicht (II) (/Jm) |
Ergebnisse |
| 1601B | 0,0-01 | Neigung zur Erzeugung von Bildfehlern |
| 1602B | 0,02 | Keine Erzeugung von Bildfehlern während des 20.000mal aufeinander folgend durchgeführten Kopier- vorganges |
| 1603B | 0,05 | Stabil während des 5Q.000mal oder öfter aufeinanderfolgend durchgeführten Kopiervorganges |
| 1604B | 1 | Stabil während des 20u.000mal oder öfter aufeinanderfolgend durchgeführten Kopiervorganges |
Claims (1)
- Patentansprüche1. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial mit einem Träger für ein fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial und einer lichtempfangenden Schicht, dadurch gekennzeichnet;· daß die lichtempfangende "Schicht aus einer ersten Schicht CD mit einem Schichtaufbau, in dem ein Schichtbereich (G), der aus einem Germaniumatome enthaltenden amorphen Material besteht, und ein Fotoleitfähigkeit zeigender Schichtbereich (S), der aus einem Siliciumatome enthaltenden amorphen Material besteht, aufeinanderfolgend von der Trägerseite her auf dem Träger vorgesehen sind, und einer zweiten Schicht (II), die aus einem amorphen Material besteht, das Siliciumatome und mindestens eine aus Kohlenstoffatomen und Stickstoffatomen ausgewählte Atomart enthält, besteht, wobei die erste Schicht (I) einen Sauerstoffatome enthaltenden Schichtbereich (0) aufweist und in dem Schichtbereich (0) eine Zone aufweist, in der das Tiefenprofil der Sauerstoffatome in der Richtung der Schichtdicke in Richtung auf die obere Endfläche der ersten Schicht (I) stufenlos und kontinuierlich ansteigt.2. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schichtbereich TG) und/oder dem Schichtbereich (S) Wasserstoffatome enthalten s ind./2 5-2- DE 43903. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schichtbereich (G) und/oder dem Schichtbereich (S) Halogenatome enthalten sind.4. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, daß die Germaniumatome in dem Schichtbereich (G) in der Richtung der Schichtdicke ungleichmäßig verteilt sind.5. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Germaniumatome in dem Schichtbereich (G) in der Richtung der Schichtdicke gleich-. mäßig verteilt sind.6. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch1 , dadurch gekennzeichnet, daß in der lichtempfangenden Schicht eine Substanz (C) für die Steuerung der Leitfähigkeit enthalten ist.7. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Substanz (C) für die Steuerung der Leitfähigkeit um eine zu der Gruppe III des Periodensystems gehörende Atomart handelt.8. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Substanz (C) für die Steuerung der Leitfähigkeit um eine zu der Gruppe V des Periodensystems gehörende Atomart handelt.9. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schichtbereich (G) Siliciumatome enthalten sind.10. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß. die Menge der in dem Schicht--3- DE 4390 ·1 6bereich (G) enthaltenen Germaniumatome 1 bis 1x10 Atom-ppm beträgt.g 11. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtbereich (G) eine Schichtdicke von 3,0 nm bis 50 pm hat.12. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch ,Q 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtbereich (S) eineSchichtdicke von 0,5 bis 90 pm hat.13. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke Tß des, c Schichtbereichs (G) und die Schichtdicke T des Schichtbereichs (S) die Beziehung Tß/T = 1 erfüllen.14. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halogenatome aus Fluor, Chlor, Brom und Jod ausgewählt sind.15. Fotoleitfähiges" Aufzeichnungsmateriäl naöh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Sauerstoffatome in dem Schichtbereich (0) 0,001 bis 50 Atom-? beträgt.16. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, daß die Obergrenze des Gehalts
der Sauerstoffatome in dem Schichtbereich (0) nicht mehr
als 30 Atom-? beträgt, wenn die Schichtdicke Tfl des Sauer-Stoffatome enthaltenden Schichtbereichs (0) 2/5 oder mehr
30der Schichtdicke T der ersten Schicht (I) beträgt.17. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schichtbereich (G)0,01 bis 40 Atom-? Wasserstoffatome enthalten sind. 35-4- DE 439018. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schichtbereich (G) 0,01 bis 40 Atom-I Halogenatome enthalten sind.19. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schichtbereich (G) Wasserstoffatome und Halogenatome in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 40 Atom-I enthalten sind.20. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch1. dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schichtbereich (S) 1 bis 40 Atom-I Wasserstoffatome enthalten sind.21. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schichtbereich (S)1 bis 40 Atom-I Halogenatome enthalten sind.22. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schichtbereich (S) 20Wasserstoffatome und Halogenatome in einer Gesamtmenge von1 bis 40 Atom-I enthalten sind.23. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch7, dadurch gekennzeichnet, daß die zu der Gruppe III desPeriodensystems gehörende Atomart aus B, Al, Ga, In und Tl ausgewählt ist.24. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch8, dadurch gekennzeichnet, daß die zu der Gruppe V des Pe-30riodensystems gehörende Atomart aus P, As, Sb und Bi ausgewählt ist.25. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (I) an der dem Träger zugewandten Seite einen Schichtbereich (PN) auf--5- DE 4390weist, der eine Substanz (C) für die Steuerung der Leitfähigkeit enthält.26. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Substanz (C) für die Steuerung der Leitfähigkeit in dem Schichtbereich (PN) 0,01 bis 5 χ 104 Atom-ppm beträgt.JLQ 27. Fotoleitf ähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Substanz (C) in dem Schichtbereich (PN) 30 Atom-ppm oder mehr beträgt.28. FotoleitfähigesAAufZeichnungsmaterial nach Anspruch jg 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (I) eineVerarmungsschicht aufweist.29. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material, das die zweite Schicht (II) bildet, ein amorphes Material ist, das durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wirda-(Sixci-xVH'x}i-y:"(worin 0 < x, y < 1 und X ein Halogenatom ist).30. Fotö-leitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material, das die zweite Schicht (II) bildet, ein amorphes Material ist, das durch die folgende Formel wiedergegeben wird:a-(sVWy (H'x)i-y(worin 0 < x, y < 1 und X ein Halogenatom ist).31. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (II) eine Schichtdicke von 0,003 bis 30 jum hat.
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|---|---|---|---|
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| DE3143764A1 (de) * | 1981-01-08 | 1982-08-12 | Canon K.K., Tokyo | Photoleitfaehiges element |
| DE3311835A1 (de) * | 1982-03-31 | 1983-10-13 | Canon K.K., Tokyo | Fotoleitfaehiges aufzeichnungselement |
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