JPS60144749A - 光導電部材 - Google Patents

光導電部材

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JPS60144749A
JPS60144749A JP59000173A JP17384A JPS60144749A JP S60144749 A JPS60144749 A JP S60144749A JP 59000173 A JP59000173 A JP 59000173A JP 17384 A JP17384 A JP 17384A JP S60144749 A JPS60144749 A JP S60144749A
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layer
atoms
gas
germanium
photoconductive member
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JP59000173A
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English (en)
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Keishi Saito
恵志 斉藤
Yukihiko Onuki
大貫 幸彦
Shigeru Ono
茂 大野
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

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  • Inorganic Chemistry (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、光(ここでは広義の光で、紫外光線、可視光
−1赤外光線、X線、γ線等を示す)のような電磁波に
感受性のある光導電部材に関する。 、 [従来技術] 固体撮像装置、あるいは像形成分野における電子写真用
像形成部材や原稿読取装置における光導電層な形成する
光導電材料としては、高感度で、SN比[光電流(Ip
)/暗電流(Id)]が高く、照射する電磁波のスペク
トル特性にマツチングした吸収スペクトル特性を有する
こと、光応答性が速く、所望の暗抵抗値を有すること、
使用時において人体に対して無公害であること、更には
固体撮像装置においては、残像を所定時間内に容易に処
理することができること等の特性が要求される。
殊に、本務機としてオフィスで使用される電子写真装置
内に組込まれる電子写真用像形成部材の場合には、上記
の使用時における無公害性は重要な点である。
゛このような観点に立脚して、最近注目されている光導
電材料にアモルファスシリコン(以後a−9iと表記す
る)があり、例えば独国公開第2748967号公報、
同第2855718号公報には電子写真用像形成部材へ
の応用が、また、独国公開第2933411号公報には
光電変換読取装置への応用がそれぞれ記載されている。
しかしながら、従来のa−Srで構成された光導重層を
有する光導電部材は、暗抵抗値、光感度、光応答性等の
電気的、光学的、光導電的特性、および耐湿性等の使用
環境特性の点、更には経時的安定性の点において、総合
的な特性向上を図る必要があるという更に改善されるべ
き問題点がある0のが実情である。
例えば、電子写真用像形成部材に適用した場合に、高光
感度化、高暗抵抗化を同時に図ろうとすると、従来にお
いては、その使用時において残留電位が残る場合が度々
観測され、この種の光導電部材は長時間繰り返し使用し
続けると、繰り返し使用による疲労の蓄積が起って、残
像が生ずる所謂ゴースト現象を発するようになったり、
あるいは高速で繰り返し使用すると応答性が次第に低下
したりする等の不都合な点が少なくなかった。
更には、a−3iは可視光領域の短波長側に比べて、長
波長側の波長領域よりも長い波長領域の吸収係数が比較
的小さく、現在実用化されている半導体レーザーとのマ
ツチングに於いて、また通常使用されているハロゲンラ
ンプや蛍光灯を光源とする場合長波長側の光を有効に使
用し得ないという点に於いて、それぞれ改良されるべき
余地が残っている。あるいは、照射される光が光導電層
中に於いて十分吸収されずに支持体に到達する光の量が
多くなると、支持体自体が光導電層を透過してくる光に
対する反射率が高い場合には、光導電層内に於いて多重
反射による干渉が起って、画像の「ポケ」が生ずる一要
因となる。この影響は、解像度を上げるために照射スポ
ットを小さくする程大きくなり、殊に半導体レーザーを
光源とする場合には大きな問題となっている。
更に、a−Si材料で光導電層を構成する場合には、そ
の電気的、光導電的特性の改良を図るために、水素原子
あるいはフッ素原子や塩素原子等のハロゲン原子、およ
び電気伝導型の制御のためにホウ素原子やリン原子等が
、あるいはその他の特性改良のために他の原子が、各々
構成原子として光導電層中に含有されるが、これ等の構
成原子の含有の様相いかんによっては、形成した層の電
気的あるいは光導電的特性に問題が生ずる場合がある。
すなわち、例えば形成した光導電層中に光照射によって
発生したフォトキャリアの該層中での寿命が十分でない
ことに基づき十分な画像濃度が得 、られなかったり、
あるいは暗部に於いて、支持体側からの電荷の注入の阻
止が十分でないことに基づ〈問題等を生ずる場合が多い
従って、a−3i材料そのものの特性の改良が図られる
一方で、光導電部材を設計する際に、上記したような所
望の電気的及び光学的特性が得られるよう工夫される必
要がある。
本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、a−Siに
関し電子写真用像形成部材や固体撮像装置、読取装置等
に使用される光導電部材としての適用性とその応用性と
いう観点から総括的に鋭意 ′研究検討を続けた結果、
シリコン(Si)を母体とする非晶質材料、殊にシリコ
ン原子(Si)を母体とし、水素原子(H)またはハロ
ゲン原子(X)のいずれか一方を少なくとも含有するア
モルファス材料、すなわち所謂水素化アモルファスシリ
コン、ハロゲン化アモルファスシリコンあるいは/\ロ
ゲン含含有水素化7ルルフアスシリコン以後これ等を総
称的にa−5i(H,X)と表記する〕と、シリコン原
子(Si)とゲルマニウム原子(Ge)とを母体とする
非晶質材料、殊にこれらの原子を母体とし、水素原子(
H)またはハロゲン原子(X)のいずれか一方を少なく
とも含有するアモルファス材料、すなわち所謂水素化ア
モルファスシリコンゲルマニウム、ハロゲン化アモルフ
ァスシリコンゲルマニウムあるいはハロゲン含有水素化
アモルファスシリコンゲルマニウム〔以後これ等を総称
的にa−SiGe(H,X)と表記する〕とから構成さ
れる光導電部材を、以降に説明するようにその層構造を
特定化して作成された光導電部材は、実用上著しく優れ
た特性を示すばかりでなく、従来の光導電部材と較べて
みてもあらゆる点において凌駕していること、殊に電子
写真用の光導電部材として著しく優れた特性を有してい
ることおよび長波長側に於ける吸収スペクトル特性に優
れていることを見出した点に基づくものである。
[発明の目的] 本発明は、電気的、光学的、光導電的特性が常時安定し
て、殆ど使用環境の影響を受けない全環境型であり、長
波長側の光感受持性に優れるとともに耐光疲労特性に著
しく長け、繰り返し使用に際しても劣化現象を起さず、
残留電位が全くまたは殆ど観測されない光導電部材を提
供することを主たる目的とする。
本発明の別の目的は、全可視光域に於いて光感度が高く
、殊に半導体レーザーとのマツチングに優れ、かつ光応
答の速い光導電部材を提供することである。鵬 本発明の他の目的は、電子写真用の像形成部材として適
用させた場合、通常の電子写真法が極あて有効に適用さ
れ得る。程度に静電像形成のための帯電処理の際の電荷
保持能が充分あり、優れた電子写真特性を有する光導電
部材を提供することである。
本発明の更に他の目的は、濃度が高く、ハーフトーンが
鮮明に出てかつ解像度が高く、画像欠陥1画像流れの生
じない高品質画像を得ることが容易にできる電子写真用
の光導電部材を提供することである。
本発明の更にもラ一つの目的は、暗抵抗が十分高く、十
分な受容電位が得られる光導電部材を提供することであ
り、また、各層間の密着性を良くし、生産性を向上する
ことにある。
本発明の更にもう一つの目的は、高光感度性、高SN比
特性を有する光導電部材を提供することでもある。
′[発明の構成] すなわち本発明の光導電部材は、光導電部材用の支持体
と、゛この支持体上に設けられ、光導電性を有する光受
容層とを有する光導電部材に於いて、前記光受容層が、
前記支持体側から、シリコン原子を含む非晶質材料で構
成された第1の層(1)と、シリコン原子とゲルマニウ
ム原子とを含む非晶質材料で構成された第2の! (I
I)と、シリコン原子と窒素原子とを含む非晶質材料で
構成された第3の層(m)とから構成され、かつ前記第
2の層(II)内に含有されるゲルマニウム原子が該層
の層厚方向に対して不均一に分布し、更に第1の層(I
)および第2の層(II )の少なくとも一方に炭素原
子が含有されていることを特徴とする。
前記第1の層(I)中および前記第2の層(II )中
の少なくともいずれか一方に水素原子及び/又はハロゲ
ン原子が含有されることが望ましく、また、前記第1の
層(I)中および前記第2の層(II )中の少なくと
もいづれか一方に伝導性を支配する物質が含有されてい
ることが好ましい。
光受容層が上記したような層構造を取るようにして構成
された本発明の光導電部材は、前記した諸・問題の総て
を解決することができ、極めて優れた電気的、光学的、
光導電的特性、電気的耐圧性および使用環境特性を示す
殊に、電子写真用像形成部材として適用させた場合には
、画像形成への残留電位の影響が全くなく、その電気的
特性が安定しており、高感度で、高SN比を有するもの
であって、耐光疲労、繰り返し使用特性に長け、画像濃
度が高く、ハーフトーンが鮮明に出て、かつ解像度の高
い、高品質の画像を安定して繰り返し得ることができる
更に、本発明の光導電部材は、全可視光域に於いて光感
度が高く、殊に半導体レーザーとのマツチングに優れ、
かつ光応答が速い。
[発明を実施するための最良の形態] 以下、図面に従って、本発明の光導電部材について詳細
に説明する。
第1図は、本発明の光導電部材の層構成を説明するため
に層構造を模式的に示した図である。
本発明の光導電部材iooは、第1図に示されるよう光
導電部材用の支持体101上に、十分な体積抵抗と光導
電性を有する光受容@102を有する。光受容層102
は、前記支持体側からa−5i(II、X)からなる第
1(7)層(I)103、a−9iGe(H,X)から
なる第2の層(II)、104、a−3iN(H、X)
からなる第3の層(m)io5を有して構成される。光
導電性は、第1の層(I)および第2の層(II)のい
ずれに荷わせてもよいが、いずれにしても入射される光
が到達する層が光導電性を有するよう層設計される必要
がある。
また、この場合、第1の層(I)および第2の層(■)
の両者がそれぞれ所望の波長スペクトルの光に対して光
導電性を有し、かつ十分な量のフォトキャリアを発生し
得る層として設計されるのが望ましい。
本発明の光導電部材に於いては、高光感度化と高暗抵抗
化、または、支持体と光受容層との間のまたは光受容層
を構成する各層間の密着性の改良を計る為に、第1の層
(I)及び第2の層(n)の少なくとも一方に炭素原子
が含有されている。
これらの目的を更により効果的に達成するためには第1
の層(I)及び第2の層CU)の両方に炭素原子を含有
させるのが好ましい。
第1の層(I)及び第2の層(II)の少なくとも一方
に含有される炭素原子は、これらの層の全層領域に万遍
なく含有されていても良いし、あるいは部分的に偏在さ
せて含有されていても良い。
炭素原子の分布状態は分布濃度C(C)が光受容層の層
厚方向に於いては、均一であっても、不均一であっても
良い。
本発明に於いて、このように第1の層(I)及び第2の
層(II)の少なくとも一方の層中に設けられた炭素原
子を含有する層領域(C)は、光感度と暗抵抗の向上を
計ることを主たる目的とする場合には、これらの層の全
層領域を占めるように設けられる。また、支持体と第1
の層(I)との密着面及び光受容層を構成する各層間の
密着面の中の所望の密着面の密着性の強化を計ることを
目的とする場合には、例えば、支持体と第1の層(I)
との密着性を強化したい場合には、第1の層の(I)の
支持体側端部層領域を、また第1の層(I)と第2の層
(II )との密着性を強化したい場合には、第1の層
(I)と第2の層(n)の層界面及び層界面近傍の領域
を、第2の! (II)と第3の層(m)との密着性の
強化を目的とする場合には、第2の層(II )の第3
の層(III)側端部層領域を占めるように設ける等、
密着性の強化計ろうとする層界面及び層界面近傍の領域
を占めるように設けられる。
これらの目的を更により効果的に達成するためには第1
の層(I)及び第2の層(II )の両方に炭素原子を
含有させるのが好ましい。
前者の目的を構成しようとする場合には、層領域(C)
中に含有される炭素原子の含有量は、高光感度を維持す
るために比較的少なくされ、後者の場合には、層間の密
着性を強化するために比較的多くされるのが望ましい、
また、前者と後者の目的を同時に達成するためには、支
持体側に於いて比較的多く分布させ、光受容層の自由表
面側の層領域中に於いて比較的低濃度に分布させて層領
域(C)を形成させれば良い。
更に、支持体または第1の層(I)からの電荷の注入を
防止して、みかけ上の暗抵抗を上げることを目的とする
場合は、第1の! (I)の支持体側に炭素原子を分布
させるか、第1の層(I)と第2の層(II)の界面及
び/又は界面近傍に於いて高濃度に分布させるのが望ま
しい。
なお、本発明に於いては、上記のような層領域(C)は
、1つのみに限られることはなく、上記の目的に応じて
光受容層中に複数の層領域(C)を設けても良い。
本発明に於いて、このように第1の層(I)及びt52
の層(II)の少なくとも一方の層中に設けられる層領
域(C)に含有される炭素原子の含有量は、上記のよう
な目的を達成できるような層領域(C)自体に要求され
る特性、更に層領域(G)が支持体に直に接触して設け
られる場合には該支持体との接触界面に於いて要求され
る特性、あるいは層領域(G)に直に他の層領域が接触
して設けられる場合には、該層の層領域の有する特性及
び層領域(C)と他の層領域との接触界面に於いて要求
される特性等の有機的関連性に於いて、適宜選択するこ
とができる。
層領域(C)中に含有される炭素原子の量は、形成され
る光導電部材に要求される特性に応じて所望に従って適
宜法められるが、好ましくは、0.001〜50ato
mic%、より好ましくは0.002〜40atomi
c%、最適には0.003〜30atos+ic%とさ
れるのが好ましい。
本発明の光導電部材に於いては、第1の層(I)及び第
2の層(n)の少なくとも一方に伝導性を支配する物質
(C)を含有させることによって、含有される層の伝導
性を所望に従って制御することができる。該物質(C)
は、第1の層(I)および第2の層(n)の少なくとも
一方に於いて、層厚方向には均一でも不均一でもいずれ
の分布状態であってもよいように含有される。また、物
質(C)の含有される層領域(PM)に於いて、その層
厚方向に、物質(C)は連続的に、均一あるいは不均一
な分布状態となるように含有される。
例えば第2の層(■)の層厚を第1の層(I)の層厚よ
り厚くし、主に第2の層(II)を電荷発生層と電荷輸
送層としての機能を持たせるようにして用いる場合には
、伝導性を支配する物質(C)は、第1の層(I)では
支持体側で多くなるような分布状態となるようにするこ
とが望ましく、また伝導性を支配する物質(C)は第2
の7! (n)では、第1の層(I)と第2の層(II
)との界面または界面近くで多くなるような分布状態と
することが望ましい。
このような伝導性を支配する物質(G)としては、所謂
、半導体分野でいわれる不純物を挙げることができ、本
発明に於いては、SiまたはGeに対してP型伝導特性
を与えるp型不純物およびn型伝導特性を与えるn型不
純物を挙げることができる。具体的には、p型不純物と
しては、周期律表第■族に属する原子(第■族原子)、
例えばB、^1. Ga、In、 TI等があり、殊に
好適に用いられるのはB 、 Gaである。n型不純物
としては、周期律表第V族に属する原子(第V族原子)
、例えばP 、 As、 Sb、 Bi、等があり、殊
に好適に用いられるのはP 、 Asである。
本発明に於いて、光受容層中に設けられる伝導性を支配
する物質(C)の含有されている層領域(PM)中に含
有される伝導性を支配する物質(C)の含有量は、該層
領域(PN)に要求される伝導特性、あるいは該層領域
(PN)が支持体に直に接して設けられる場合には、該
支持体との接触界面に於ける特性との関係等、有機的関
連性に於いて適宜選択することができる。また、前記層
領域(PM)に直に接して設けられる他の層領域の特性
や、該層の層領域との接触界面に於ける特性との関係も
考慮して伝導性を支配する物質(C)の含有量が適宜選
択される。
本発明に於いて、層領域(PN)中に含有される伝導性
を支配する物質(C)の含有量としては、好ましくは0
.001〜5X104ato+sic pp+s、より
好ましくは0.5〜IX 104104ato ppm
、最適には1〜5X 103103ato ppmとさ
れるのが望ましい。
本発明に於いては、層領域(PN)に於ける伝導性を支
配する物質(C)の含有量を、好ましくは30ato■
ic PP11以上、より好ましくは50atomic
 ppm以上、最適には100100ato ppm以
上にすることによって、例えば該物質(C)が前記p型
不純物の場合には、光受容層の自由表面がΦ極性に帯電
処理を受けた際に、支持体側からの光受容層中への電子
の注入を効果的に阻止することができ、一方、前記物質
(C)が前記n型不純物の場合には、光受容層の自由表
面がθ極性に帯電処理を受けた際に、支持体側からの光
受容層中への正孔の注入を効果的に阻止することができ
る6 上記のような場合には、前記層領域(PN)を除いた部
分の層領域(Z)には、層領域(PN)に含有される伝
導性を支配する物質(C)の極性とは別の極性の伝導性
を支配する物質(C)を含有させてもよいし、あるいは
同極性の伝導性を支配する物質(C)を、層領域(PN
)に含有される量よりも一段と少ない量にして含有させ
てもよい。
このような場合、前記層領域(Z)に含有される前記伝
導性を支配する物質(C)の含有量としては、層領域(
PM)に含有される前記物質(C)の極性や含有量に応
じて適宜決定されるものであるが、好ましくは0.00
1−1000atosic ppm、より好ましくは0
.05−500atomic ppm、最適には0.1
〜200ato■i0 PP■とされるのが望ましい。
本発明に於いて、層領域(PN)および層領域(Z)に
同種の伝導性を支配する物質(C)を含有させる場合に
は、層領域(Z)に於ける含有量としては。
好ましくは30atomic PP腸以下とするのが望
ましい。上記した場合の他に、本発明に於いては、光受
容層中に一方の極性を有する伝導性を支配する物質(C
)を含有させた層領域と、他方の極性を有する伝導性を
支配する物質(C)を含有させた層領域とを直に接する
ように設けて、該接触領域に所謂空乏層を設けることも
できる。すなわち、例えば光受容層中に前記のP型不純
物を含有する層領域と前記のnyJ!!不純物を含有す
る層領域とを直に接するように設けて所謂p−n接合を
形成して、空乏層を設けることができる。
本発明に於いて、必要に応じて第1の層(I)中に含有
されるハロゲン原子(X)としては、具体的にはフッ素
、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられるが、特にフッ素、塩
素を好適なものとして挙げることができる。
本発明において、a−Si(H,X)で構成される第1
の層(I)を形成するには、例えばグロー放電法、スパ
ッタリング法、あるいはイオンブレーティング法等の放
電現象を利用する真空堆積法が適用される。
例えばグロー放電法によって、a−3i(H,X)で構
成される第1の層(I)を形成するには、基本的にはシ
リコン原子(Si)を供給し得るSi供給用の原料ガス
と共に、水素原子(H)導入用の原料ガス及び/又はハ
ロゲン原子(X)導入用の原料ガスを、その内部を減圧
にし得る堆積室内に所定の混合比とガス流量になるよう
にして導入して。
該堆積室内にグロー放電を生起させこれ等のガスのプラ
ズマ雰囲気を形成することによって、予め所定位置に設
置されている支持体表面上にa−3i(H,X)から構
成される第1の層(I)を形成する。
また、スパッタリング法で形成する場合には、例えばA
r、 He等の不活性ガスまたはこれ等のガスをベース
とした混合ガスの雰囲気中でSiまたは5102、ある
いはこれらの混合物で構成されたターゲットをスパッタ
リングする際、水素原子(H)及び/又はハロゲン原子
(X)導入用のガスをスパッタリング用の堆積室に導入
してやれば良い。
本発明に於いて、第1の層(I)を形成するのに使用さ
れる原料ガスとなる出発物質としては、次のものが有効
なものとして挙げられる。
先ず、Si供給用の原料ガスとなる出発物質としては、
SiH4、Si2H6、Si3Hg 、 5i4H1,
)等のガス状態のまたはガス化し得る水素化ケイ素(シ
ラン類)が有効に使用されるものとして挙げられ、殊に
、層作成作業の扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点で
SiH4、Si2H6が好ましいものとして挙げられる
Si供給用の原料ガスとなる有効な出発物質としては、
上記の水素化ケイ素の他に、ハロゲン原子(X)を含む
ケイ素化合物、所謂ハロゲン原子で置換されたシラン誘
導体、具体的には例えばSiF4.5i2F 6 、5
iC14、SiBr4等のハロゲン化ケイ素を好ましい
ものとして挙げることができ、更には、SiH2F2.
5iH2I2.5i82 CI2 、5iHC13、5
iH2Br2 、5iHBr3等のハロゲン置換水素化
ケイ素、等々のガス状態のあるいはガス化し得る、水素
原子を構成要素の一つとするハロゲン化物も有効な第1
の層(1)形成用の出発物質として挙げることができる
これらのハロゲン原子(X)を含むケイ素化合物を使用
する場合にも、前述したように層形成条件の適切な選択
によって、形成される第1の層(I)中にSiと共にハ
ロゲン原子(X)を導入することができる。
本発明に於いて、第1の層(I)を形成するのに使用さ
れるハロゲン原子(X)導入用の原料ガスとなる有効な
出発物質としては、上記のものの他に、例えばフッ素、
塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲンガス、CIF 、 C
lF3、BrF 、 BrF3、BrF5、HF3 、
 IF7 、ICI 、IBr等ハロゲン間化合物、H
F、 HCI 、 HBr 、 HI等のハロゲン化水
素を挙げることができる。
本発明に於いて第1の層(I)を構成する層領域の所望
の層領域中に炭素原子を含有する層領域(C)を設ける
場合には、上記の出発物質を用いて第1のJ!#(I)
を形成する際に炭素原子導入用の出発物質をその量を制
御させながら併用して、形成される層中に含有させれば
良い。
第1の層(I)中に含有される炭素原子は、第1の層(
I)の全領域に刃傷なく含有されていても良いし、また
の一層領域のみに含有されていても良い。
また、炭素原子の分布状態C(C)は、第1の層(I)
の層厚方向に於いて均一であっても、不均一であっても
良い。
本発明に於いて、第1の! (1)に設けられる炭素原
子の含有されている層領域(cr)は、光感度と暗抵抗
の向上を目的とする場合には、第1の層(I)全層領域
を占めるように設けられ、基板との、更には第2の層(
II)との密着性の強化を計る場合には、基板若しくは
第2の層(II)または両方の側の端部層領域を占める
ように設けられる。
このように第1の層(I)中に設けられる層領域(CI
)に含有される炭素原子の含有量は、前述したような目
的を達成できるような層領域(CI)自体に要求される
特性、支持体との接触界面に於いて要求される特性、あ
るいは層領域(CI)に直に接触して設けられる他の層
領域の有する特性及び層領域(CI)と他の層領域との
接触界面に於いて要求される特性等の有機的関連性に於
いて、適宜選択することができる。
層領域(CI)中に含有される炭素原子の量は、形成さ
れる光導電部材に要求される特性に応じて所望に従って
適宜状められるが、好ましくは、0.001〜50at
omic%、より好ましくは0.002〜40atom
ic%、最適には0.003〜30atomic%とさ
れるのが望ましい。
層領域(CI)を形成するのにグロー放電法を適用する
場合には、上記の第1の層(I)形成用の出発物質の中
から所望に応じて選択されたものに更に炭素原子導入用
の出発物質が加えられる。そのような炭素原子導入用の
出発物質としては、少なくとも炭素原子を構成原子とし
て有するガス状の物質またはガス化することのできる物
質をカス化したものの中の大概のものを使用することが
できる。
使用する原料ガスの組合せとしては、 (a)シリコン原子(Si)を構成原子とする原料ガス
と、炭素原子(C)を構成原子とする原料ガスと必要に
応じて水素原子(H)及び/またはハロゲン原子(X)
を構成原子とする原料ガスとを所望の混合比で混合して
使用する。
(b)シリコン原子(Si)と水素原子(H)とを構成
原子とする原料ガスと、ハロゲン原子(X)を構成原子
とする原料ガスと、炭素原子(C)を構成原子とする原
料ガスとを所望の混合比で混合して使用する、 (C)シリコン原子(Si)を構成原子とする原料ガス
と、炭素原子(G)及び水素原子(H)を構成原子とす
る原料ガスとを、所望の混合比で混合する、 (d)シリコン原子(Si)を構成原子とする原料ガス
と、シリコン原子(Si)と炭素原子(C)と水素原子
(H)との3つの原子を構成原子とする原料カスとを所
望の混合比で混合して使用する 等の組合せを挙げることができる。
層領域(CI)を形成するために使用される炭素原子(
C)供給用の原料ガスとして有効に使用される出発物質
としては、Cを構成原子とする、あるいはCとHとを構
成原子とする、例えば炭素数1〜5の飽和炭化水素、炭
素数2〜5のエチレン系炭化水素、炭素数2〜4のアセ
チレン系炭化水素等が挙げられる。
そのようなものとしては、飽和炭化水素としてメタン、
エタン、プロパン、n−ブタン、ペンタン等、エチレン
系炭化水素としてエチレンプロピレン、ブテン−1、ブ
テン−2、インブチレン、ペンテン等、アセチレン系炭
化水素としてアセチレン、メチルアセチレン、ブチン等
が挙げられる。
これらの他に更に、SiとCとHとを構成原子とする原
料ガスとして、S i (CH3)4.5i(C2Hs
)n等をぼることができる。
本発明に於いては1、層領域(C)中には、炭素原子で
得られる効果を更に助長させるために、炭素原子に加え
て、更に酸素原子及び/または窒素原子を含有させるこ
とができる。
層領域(CI)中に酸素原子を導入する場合の原料ガス
としては、例えば酸素(02)、オゾン(03)、−酸
化窒素(NO)、二酸化窒素(NO2)、−二酸化窒素
(820)、三二酸化窒素(N203)、四二酸化窒素
(N204)、三二酸化窒素(N20S)、三酸化窒素
(N03)、シリコン原子(Si)と酸素原子(0)と
水素原子(H)とを構成原子とする、例えばジシロキサ
ン(H3SiOSiH3)、トリシロキサン(H3Si
O3iH20SiH3)等の低級シロキサン等を挙げる
ことができる。
層領域(CI)中に窒素原子(N)を導入するための原
料ガスになり得るものとして有効に使用される出発物質
としては、Nを構成原子とする、あるいはNとHとを構
成原子とする例えば窒素(N2)、アンモニア(NHa
) 、ヒドラジン(H2NNH2)、アジ化水素(HN
3)、アジ化アンモニウム(N)L$ N3 ) 等ノ
カス状のまたはガス化することのできる窒素、窒化物及
びアジ化物等の窒素化合物を挙げることができる。この
他に、窒素原子(N)の導入に加えて、ハロゲン原子(
X)も導入できるという点から、三弗化窒素(F3N)
 、四弗化窒素(F4N2)、等のI\ロゲン化窒素化
合物を挙げることができる。
スパッタリング法によって、炭素原子を含有する第1の
層(I)を形成する場合には、単結晶または多結晶のS
iウェーハー及び/またはCウェーハー、またはSiと
Cが混合されて含有されているウェーハーをターゲット
として、これらを種々のカス雰囲気中でスパッタリング
することによって行なえば良い。
例えば、Siウェーハーをターゲットとして使用する場
合、炭素原子と必要に応じて水素原子及び/またはハロ
ゲン原子を導入するための原料ガスを必要に応じて稀釈
ガスで稀釈して、スパッター用の堆積室中に導入し、こ
れらガスのガスプラズマを形成させて前記Siウェーハ
ーをスパッタリングすれば良い。
また、別法としては、SiとCとは別々のターゲットと
して、あるいはSiとCとが混合された一枚のターゲッ
トとして使用する場合には、スパッター用のガスとして
の稀釈ガスの雰囲気中でまたは少なくとも水素原子(H
)及び/またはハロゲン原子(X)を構成原子として含
有するガス雰囲気中でスパッタリングすることによって
所望の層領域中に炭素原子を含有する層領域(CI)が
設けられた第1の層(I)を形成することができる。
なお、炭素原子導入用のガスとしては、前述したグロー
放電法に於いて炭素原子導入用のガスとして挙げたもの
がスパッタリング用のガスとしても利用することができ
る。
第1の層(I)を構成する層領域中に伝導性を支配する
物質(C)、例えば第■族原子または第V族原子を構造
的に導入するには、層形成の際に、第■族原子導入用の
出発物質または第V族原子導入用の出発物質をガス状態
で堆積室中に第1の層(I)を形成するための他の出発
物質と共に導入してやればよい。このような第■族原子
導入用の出発物質用となり得るものとしては、常温常圧
でガス状のまたは少なくとも層形成条件下で容易にガス
化し得るものが採用され゛るのが望ましI/4゜このよ
うな第■族原子導入用の出発物質としては、具体的には
、ホウ素原子導入用としては。
B2H6・B4H10,BSH9、B5H目、B6H1
0,B6HI2.B6)114等の水素化ホウ素、BF
3. BCl2.88丁3等のハロゲン化ホウ素等が挙
げられる。また、この他、他の第■族原子導入用として
、AlCl3 、 GaCl3、Ga(CH3)3、I
nCl3 、7IC13等を挙げることができる。
第V族原子導入用の出発物質として、本発明に於いて有
効に使用されるのは、リン原子導入用としては、PH3
,P2H4等の水素化リン、PH41、PF3. PF
s 、 PCI:i、PCl5、PBr3、PBr3、
PI3等のハロゲン化リン等が挙げられる。この他、A
+H3、AsF3、AsCl3 、 AsBr3 、 
AsF5、!3bH3、SbF3゜SbF5.5bCI
3 、 SbCl2 、 BiI3、BiCl3 、 
B1Br3等も第V族原子導入用の出発物質の有効なも
のとして挙げることができる。
本発明に於いて、第1の層(I)に含有される伝導性を
支配する物質(C)の含有量は、該第1の層(I)に要
求される伝導特性、あるいは該層(I)に直に接して設
けられる他の層の特性や、該層の層との接触界面に於は
特性等との関係等、有機的関連性の上で適宜選択される
本発明に於いて、第1の層(I)中に含有される伝導性
を支配する物質の含有量としては、好ましくは0.00
1〜5X104atomic ppm、より好ましくは
0.5〜IX 10’ atomic ppm、最適に
は1〜5X 103103ato ppmとされるのが
望ましい。
本発明に於いて、第1の層(I)中に含有されてもよい
水素原子(H)の量、ハロゲン原子(X)の量または水
素原子とハロゲン原子との量の和(n+x)は、好まし
くは1〜40atomic%、より好適には5〜30a
tomic%とされるのが望ましい。
第1の層(I)中に含有されてもよい水素原子()I)
及び/又はハロゲン原子(X)の量を制御するには、例
えば支持体温度、水素原子(H)やハロゲン原子(X)
を含有させるために使用される出発物質の堆積装置系内
へ導入する量、あるl714士放電電力等を制御してや
ればよい。
本発明の第1の層(I)の層厚は、該第1の層(I)が
主に支持体と第2の層(n)との密着層として働くか、
または密着層と電荷輸送層として働くかによって所望に
よって適宜決定される。
前者の場合には、好ましくは100OA〜50−1より
好ましくは2000A〜30−1最適には20G0A〜
10牌とされるのが望ましい。後者の場合には、好まし
くは1〜100μ、より好ましくは1〜80μ、最適に
は2〜50uとされるのが望ましい。
本発明の光導電部材に於いては、第1の層(I)103
上に第2の層(n)104が形成される。第1の層(I
)と第2の層(■)とは、その各々がシリコン原子とい
う共通の構成原子を有してなる非晶質材料を主成分とす
るものなので、その積層界面において化学的な安定性が
十分確保されている。
本発明の光導電部材に於いては、第2の層(II)中に
含有されるゲルマニウム原子の分布状態は、層厚方向に
関しては、不均一な分布状態をとるが、支持体の表面と
平行な面内方向に関しては均一な分布状態とされるのが
望ましい。
このような層構造に第2の層(II)を形成することに
よって、可視光領域を含む、比較的短波長から比較的長
波長までの全波長領域の光に対して光感度が優れている
光導電部材が形成される。
また、第2の層(■)中に於けるゲルマニウム原子の分
布状態は、全領域にゲルマニウム原子が連続的に分布し
、ゲルマニウム原子の層厚方向の分布一度Cが、第1の
層(I)との境界から第3の層(m)との境界へ向って
減少するよう分布しているもの、第1の層(I)との境
界から第3の層(m)との境界へ向って増加するよう分
布しているもの、またはこれ等両者の特徴を合わせ持っ
ているもの等の層構成などが許される。
第2図乃至第13図には、本発明における光導電部材の
第2の層(n)中に含有されるゲルマニウム原子の層厚
方向の分布状態の典型的な例が示されている。
第2図乃至第13図に於いて、横軸はゲルマニウム原子
の分布濃度Cを、縦軸は、第2の層(II)の層厚を示
し、toは第1の層(I)と第2の層(II )との境
界面の位置を、tlは第2の層(II)と第3の層(m
)との境界面の位置を示す。すなわち、ゲルマニウム原
子の含有される第2の層(II)は1B側から1丁側に
向って層形成がなされる。
第2図には、第2の層(n)中に含有されるゲルマニウ
ム原子の層厚方向の分布状態の第1の典型例が示される
第2図に示される例では、ゲルマニウム原子の含有され
る第2の層(II )が形成される第1の層(I)との
境界面位1 tBより1.の位置までは、ゲルマニウム
原子の分布濃度CがCIなる一定の値をとりながら第2
の層(ff)中に含有され、位i1t+からは濃度C2
より第3の層(m)との境界面1丁に至るまで徐々に連
続的に減少されている。
境界面1丁に於いてはゲルマニウム原子の分布濃度Cは
C3とされる。
第3図に示される例に於いては、含有されるゲルマニウ
ム原子の分布濃度Cは位置1Bより位置tTに至るまで
濃度C4から徐々に連続的に減少して位置1丁において
濃度C5となるような分布状態を形成している。
第4図の場合には、位置tBより位置t2まではゲルマ
ニウム原子の分布濃度Cは濃度C6と一定値とされ、位
置t2と位置tTとの間に於いて、徐々に連続的に減少
され、位置1丁に於いて、分布濃度Cは実質的に零とさ
れている(ここで実質的に零とは検出限界量未満の場合
である)。
第5図の場合には、ゲルマニウム原子の分布濃度Cは位
置1Bより位置1.に至るまで、濃度C8より連続的に
徐々に減少され、位置1丁に於いて実質的に零とされて
いる。
第6図に示す例においては、ゲルマニウム原子の分布濃
度Cは、位置1Bと位置13間に於いては、濃度C9と
一定値であり、位置1Tに於いては濃度C□。とされる
。位置t3と位置1丁との間では、分布濃度Cは一次関
数的に位置t3より位置1丁に至るまで減少されている
第7図に示される例に於いては、分布濃度Cは位置tB
より位置t4までは濃度C1lの一定値を取り、位ti
ltsより位置1丁までは濃度C□2より濃度CI3ま
で一次関数的に減少する分布状態とされている。
第8図に示す例に於いては、位置1Bより位置1丁に至
るまで、ゲルマニウム原子の分布濃度Cは濃度CI4よ
り実質的に零に至るように一次関数的に減少している。
第9図に於いては、位置1Bより位置t5に至るまでは
ゲルマニウム原子の分布濃度Cは、濃度CIsより濃度
CI6まで一次関数的に減少され、位置t5と位置t1
との間に於いては、濃度016の一定値とされた例が示
されている。
第10図に示される例に於いては、ゲルマニウム原子の
分布濃度Cは位置tBに於いて濃度CIIであり、位置
t6に至るまではこの濃度CI7より初めはゆっくりと
減少され、I6の位置付近に於いては、急激に減少され
て位置t6では濃度CI8とされる。
位置t6と位置t7との間に於いては、初め急激に減少
されて、その後は、緩かに徐々に減少されて位置t7で
濃度C19となり、位置t7と位置1Bとの間では、極
めてゆっくりと徐々に減少されて位置t8に於いて、濃
度C20に至る。位置t8と位置1丁の間に於いては、
濃度C20より実質的に零になるように図に示すような
形状の曲線に従って減少されている。
第11図に示す例に於いては、位置1Bより位置t9ま
でゲルマニウム濃度C22で一定で位置t9から位置1
Bまでゲルマニウム濃度Cは一定のC21にされている
第12図に示す例に於いては、位置1Bではゲルマニウ
ム濃度は実質的に零で位置1丁でゲルマニウム濃度がC
23になるよう図のような曲線で増加している。
第13図においては1位置1Bではゲルマニウム濃度は
実質的に零で位置1.から位置ttoでの濃度C24ま
で図のような曲線でゲルマニウム濃度が増加し、位置賄
から位置t□までゲルマニウム濃度C24で一定である
また、第2図から第13図に示したゲルマニウム濃度分
布は、第2図から第10図まででは第1の層(I)との
境界面近傍でゲルマニウム濃度が多い分布を示し、第1
1図から第13図まででは第3の層(m)との境界面近
傍でゲルマニウム濃度の多い分布を示したが、これらを
組み合せたゲルマニウム濃度分布にしてもよい。
以上、第2図乃至第13図により、第2の層(II )
中に含有されるゲルマニウム原子の層厚方向の分布状態
の典型例の幾つかを説明したように、本発明に於いては
、第1の層(I)との境界面近傍及び/又は第3の層(
m)との境界面近傍に於いて、ゲルマニウム原子の分布
濃度Cの高い部分を有し、第2の層(n)の中央に於い
ては、前記分布濃度Cは第1のJ! (I)との境界面
近傍および第3の層(m)との境界面近傍に比べてかな
り低くされた部分を有するゲルマニウム原子の分布状態
が第2のF!! (II)に設けられている。
本発明に於ける光導電部材を構成する光受容層を構成す
るM2の暦1)は、好ましくは上記のように第1の層(
I)との境界面近傍及び/又は第3の層(m)との境界
面近傍にゲルマニウム原子が比較的高濃度で含有されて
いる局在領域(A)を有するのが望ましい。
本発明に於いては局在領域(A)は、第2図乃至第13
図に示す記号を用いて説明すれば、境界面位置1Bまた
は1丁からは5牌以内の領域に設けられるのが望ましい
本発明に於いては、上記局在領域(A)は。
界面位ff1tBまたは1丁より5u厚までの全層領域
(LT)とされる場合もあるし、また、層領域(L□)
の一部とされる場合もある。
局在領域(A)を層領域(LT)の一部とするかまたは
全部とするかは、形成される層に要求される特性に従っ
て適宜法められる。
局在領域(A)はその中に含有されるゲルマニウム原子
の層厚方向の分布状態としてゲルマニウム原子の分布濃
度の最大値Cmaxがシリコン原子に対して、好ましく
は1000 ato履ic PP層以上、より好適には
5000 atomic ppm以上、最適にはIX 
10’ atomic ppm以上とされるような分布
状態となり得るように層形成されるのが望ましい。
すなわち、本発明においては、ゲルマニウム原子の含有
される第2の層(n)は、第1の層(1)側または、第
2の層(II)の自由表面からの層厚で5鱗以内(tB
から5μ厚の層領域)に分布濃度の最大値C5axが存
在するように形成されるのが好ましい。
本発明に於いて、第2の層(II )中に含有されるゲ
ルマニウム原子の含有量としては、本発明の目的が効果
的に達成されるように所望に従って適宜法められるが、
好ましくは1〜11.5X 105105ato pp
m、より好ましくは100〜8XIQSatomic 
ppm、最適には500−7X10’ atomic 
ppmとされるのが望ましい。
本発明の光導電部材に於いては、高光感度化と高暗抵抗
化、更には第1の層(I)と第2の層(U)または第2
の層cm>と第3の層(I[I)との密着性、あるいは
第1の層(I)と第2の層(II )と第3の層(m)
との密着性の改良を計る目的で、第2の層(n)中には
、炭素原子が含有されていることが望ましい。
第2の層(II )巾に含有される炭素原子は、第2の
層(II)の全領域に刃傷なく含有されていても良いし
、またの一層領域のみに含有されていても良い。
また、炭素原子の分布状態C(C)は、第2の層のMJ
I一方向に於いて均一であっても、不均一であっても良
い。
本発明に於いて、第2の層(II )に設けられる炭素
原子の含有されている層領域(C■)は、光感度と暗抵
抗の向上を目的とする場合には、第2の! (U)全層
領域を占めるように設けられ、第1の層(I)との、及
び/または第3の層(m)との密着性の強化を計る場合
には、第1の層(I)及び/または第3の層(III)
側の端部層領域を占めるように設けられる。
このように第2の層(II)巾に設けられる層領域(C
■)に含有される炭素原子の含有量は、前述したような
目的を達成できるように層領域(c■)自体に要求され
る特性、第1の層(I)や第3の層(III)との接触
界面に於いて要求される特性、あるいは第1の層(I)
や第3の層(m)層の有する特性等との有機的関連性に
於いて、適宜選択することができる。
層領域(C■)中に含有される炭素原子の量は、形成さ
れる光導電部材に要求される特性に応じて所望に従って
適宜状められるが、好ましくは、0.001〜50 a
tomic$、より好ましくは0.002〜40ato
mic%、最適には0.003〜30 atomic$
とされるのが望ましい。
本発明の光導電部材に於いては、第1の層(1)の層厚
が薄い場合にはゲルマニウム原子の含有される第2の層
(II)には、伝導性を支配する物質(C)を含有させ
た層領域(PM)を第1の層(I)側に局在的に設ける
ことにより、該層領域(PN)を所謂電荷注入阻止層と
して機能させることができる。
すなわち、伝導性を支配する物質(C)が含有される層
領域(PM)に於ける該物質の含有量を、好ましくは3
0atomic PP腸以上、より好ましくは50at
omic PP11以上、最適には100100ato
 ppm以上にすることによって、例えば該含有される
物質(C)が前記のp型不純物の場合には、光受容層の
自由表面が■極性に帯電処理を受けた際に支持体側から
光受容層中への電子の注入を効果的に阻止することがで
き、また、前記含有される物質(C)が前記のn型不純
物の場合には、光受容層の自由表面がe極性に帯電処理
を受けた際に支持体側から光受容層中への正孔の注入を
効果的に阻止することができる。
上記のような場合には、第2の層(n)に於いて前記層
領域(PM)を除いた部分の層領域(Zn)には、層領
域(PN)に含有される伝導性を支配する物質(C)の
極性とは別の伝導性を支配する物質(C)を含有させて
もよいし、あるいは同極性の伝導性を支配する物質(C
)を層領域(PM)に含有させる量よりも一段と少ない
量にして含有させてもよい。
このような場合、前記層領域(zn)に含有される前記
伝導性を支配する物質(C)の含有量としては、層領域
(PN)に含有される前記物質(G)の極性や含有量に
応じて適宜決定されるものであるが。
好ましくは0.001〜1000ato+wjc pp
m、より好ましくは0.05〜500atomic p
pta、最適には0.1〜200ato■ic pp−
とされるのが望ましい。
本発明に於いて、第2の層(II)に設けられる層領域
(PM)および層領域(zn)に同種の伝導性を支配す
る物質CG)を含有させる場合には、前記層領域(zn
)に含有される前記伝導性を支配する物質(C)の含有
量としては、好ましくは30ato腸1cpp園以下と
するのが望ましい、上記した場合の他に、本発明に於い
ては、第2の層(n)中に、一方の極性を有する伝導性
を支配する物質CC)を含有させた層領域と、他方の極
性を有する伝導性を支配する物質(C)を含有させた層
領域とを直に接するように設けて、該接触領域に所謂空
乏層を設けることもできる。すなわち、例えば第2の層
(II )中に前記のp型不純物を含有する層領域と前
記のn型不純物を含有する層領域とを直に接するように
設けて所謂p−n接合を形成して、空乏層を設けること
ができる。
本発明に於いて、必要に応じて第2の層(II)中に含
有されるハロゲン原子(X)としては、具体的にはフッ
素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられるが、特にフッ素、
塩素を好適なものとして挙げることができる。
本発明において、a−9iGe(H,X)で構成される
第2のFi!(n)を形成するには、例えばグロー放電
法、スパッタリング法、あるいはイオンブレーティング
法等の放電現象を利用する真空堆積法が適用される。
例えばグロー放電法によって、a−9iGe(H,X)
で構成される第2の層(■)を形成するには、基本的に
はシリコン原子(Si)を供給し得るSi供給用の原料
ガスと、ゲルマニウム原子(Ge)を供給し得るGe供
給用の原料ガスと、必要に応じて水素原子(H)導入用
の原料ガス及び/又はハロゲン原子(X)導入用の原料
ガスを、その内部を減圧にし得る堆積室内に所望のガス
圧状態で導入して、該堆積室内にグロー放電を生起させ
、予め所定位置に設置されている第1の層(I)がその
表面に形成された支持体上に、含有されるゲルマニウム
原子の分布曲線が所望の変化率曲線となるよう制御しな
からa−SiGe(H,りから構成される第2の層(I
I )を形成する。
また、スパッタリング法で形成する場合には、例えばA
r、 He等の不活性ガスまたはこれ等のガスをベース
とした混合ガスの雰囲気中でSiで構成されたターゲッ
ト、該ターゲットとGeで構成されたターゲットとの二
枚のターゲット、あるいはSiとGeとの混合されたタ
ーゲットを使用して、Ar、 He等の希釈ガスで希釈
されたGe供給用の原料ガスや必要に応じて水素原子(
H)導入用の原料ガス及び/又はハロゲン原子(X)導
入用の原料ガスをスパッタリング用の堆積室に導入し、
所望のガスプラズマ雰囲気を形成するとともに、前記G
e供給用の原料ガスのガス流量を所望の変化率曲線に従
って制御しながら、前記のターゲットをスパッタリング
してやればよい。
イオンブレーティング法の場合には、例えば多結晶シリ
コン又は単結晶シリコンと多結晶ゲルマニウム又は単結
晶ゲルマニウムとをそれぞれ蒸発源として蒸着ポートに
収容し、この蒸発源を抵抗加熱法、あるいはエレクトロ
ンビーム法(EB法)等によって加熱蒸発させ飛躍蒸発
物を所定のガスプラズマ雰囲気中を通過させる以外はス
パッタリングの場合と同様にして実施できる。
本発明に於いて、第2の層(n)を形成するのに使用さ
れる原料ガスとなる出発物質としては。
次のものが有効なものとして挙げられる。
先ず、Si供給用の原料ガスとなる出発物質としては、
SiH4、Si2H6、5i3HB 、 5i4H16
等のガス状態のまたはガス化し得る水素化ケイ素(シラ
ン類)が有効に使用されるものとして挙げられ、殊に、
層作成作業の扱い易さ、St供給効率の良さ等の点でS
i)+4、Si2H6が好ましいものとして挙げられる
。 Ge供給用の原料ガスとなる出発物質としては、G
eH4、Ge2HG 、 Ge3HB 、 Ge4H1
0、Ge5Hs2、Ge6Hs+、Ge7H16、Ge
BHse、Ge9H2o等のガス状態のまたはガス化し
得る水素化ゲルマニウムが有効に使用されるものとして
挙げられ、殊に、層作成作業の扱い易さ、 Ge供給効
率の良さ等の点でGe)L、、(ie2H6、Ge3H
Bが好ましいものとして挙げられる。
本発明に於いて、第2の層(n)を形成するのに使用さ
れるハロゲン原子(X)導入用の原料ガスとなる有効な
出発物質としては、多くのハロゲン化合物が挙げられ、
例えばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲン間化合物
、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状態のま
たはガス化し得るハロゲン化合物が好ましくは挙げられ
る。また、更には、シリコン原子とハロゲン原子とを構
成要素とするガス状態のまたはガス化し得るハロゲン原
子を含む水素化ケイ素も有効に使用されるものとして挙
げられる。
本発明に於いて、第2の層(II)を形成するのに好適
に使用されるハロゲン化合物としては、具体的には、フ
ッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲンガス、CIF 
、 ClF3、BrF 、 BrF3、BrF5、IF
3 、 IF7 、 ICI 、 IBr等ハロゲン間
化合物を挙げることができる。
ハロゲン原子(X)を含むケイ素化合物、所謂ハロゲン
原子で置換されたシラン誘導体としては、具体的には、
SiF4.5i2F 6 、5iC14、SiBr4等
のハロゲン化ケイ素が好ましいものとして挙げることが
できる。
このようなハロゲン原子(X)を含むケイ素化合物を使
用して、グミ−放電法によって本発明の光導電部材の第
2の層(n)を形成する場合には、Ge供給用の原料ガ
スと共にSiを供給し得る原料ガスとしての水素化ケイ
素ガスを使用しなくとも、第1の層(I)がその表面に
形成された支持体上にa−SiGe()1.K)から構
成される第2の層1)を形成することができる。
グロー放電法に従って、ハロゲン原子、(x)を含む第
2の層(n)を形成する場合、基本的には、例えばSi
供給用の原料ガスとなるハロゲン化ケイ素と、Ge供給
用の原料ガスとなる水素化ゲルマニウムと、Ar、 H
e等のガスとを、所定の混合比とガス流量になるように
して導入して、第2の層(11)を形成する堆積室に導
入し、グロー放電を生起させこれ等のガスのプラズマ雰
囲気を形成することによって、第1の層(I)がその表
面に形成された支持体上に第2の層(■)を形成するこ
とができる。また、水素原子の導入割合の制御をより容
易にするために、これらのガスに更に水素ガスまたは水
素原子を含むケイ素化合物のガスも所望量混合して第2
の層(n)を形成してもよい。また、各ガスは、単独種
のみでなく、所定の混合比で複数使用してもさしつかえ
ない。
スパッタリング法、イオンブレーティング法のいずれの
場合にも、形成される層中にハロゲン原子(X)を導入
するには、前記のハロゲン化物またはハロゲン原子を含
むケイ素化合物のガスを堆積室中に導入し、該ガスのプ
ラズマ雰囲気を形成してやればよい。
また、水素原子を導入する場合には、水素原子導入用の
ガス、例えばH2、あるいは前記のシラン類及び/又は
水素化ゲルマニウム等のガスなスパッタリング用の堆積
室に導入し、該ガスのプラズマ雰囲気を形成してやれば
よい。
本発明に於いて、第2の層(n)の形成の際のハロゲン
原子導入用の原料ガスとして、前記の/\ロゲン化物ま
たはハロゲン原子を含むケイ素化合物が有効なものとし
て使用されるが、その他に、肝、HCI 、 HBr 
、 Hl等のハロゲン化水素、S i H2F2.5i
H212,5iH2C12,5iHG+3.5iH2B
r2.5iH2Br、 5iHBr3等のハロゲン置換
水素化ケイ素、およびGe1(F3 、 GeHBr3
、GeH3F 、 GeHBr3、GeH2C12、G
eHBr3、GeHBr3、GeH2C12、GeHB
r3t ルマニウム、等の水素原子を構成要素の一つとするハロ
ゲン化物、GeF4、GeCl4 、 GeBr4 、
 GeI4、GeF2、GeCI2 、 GeBr2 
、 Ge12等のハロゲン化ゲルマニウム、等々のガス
状態のあるいはガス化し得る、水素原子を構成要素の一
つとする/\ロゲン化物も有効な第2の層(II)形成
用の出発物質として挙げることができる。
これらの物質のうち、水素原子を含む/\ロゲン化物は
、第2の層(II )の形成の際に、該層中にハロゲン
原子の導入と同時に電気的あるいは光導電的特性の制御
に極めて有効な水素原子も導入されるので、本発明に於
いては好適なハロゲン原子導入用の原料として使用され
る。
水素原子を第2の層(■)中に構造的に導入するには、
上記の他にH2あるいはS i H4、Si2H6,5
i3H6、5i4H1゜等の水素化ケイ素なGeを供給
するためのゲルマニウムまたはゲルマニウム化合物と、
あるいはGeH4、Ge2H6、Ge3HB 、 c”
4)110、[1e5H,2、GetsH14、Ge7
H1(、、GeeH+a、GegH26等の水素化ゲル
マニウムをSiを供給するためのシリコンまたはシリコ
ン化合物とを、堆積室中に共存させて、放電を生起させ
ることによっても実施できる。
本発明の好ましい例に於いて、形成される光導電部材の
第2の層(II )中に含有されてもよい水素原子(H
)の量、ハロゲン原子(X)の量または水素原子とハロ
ゲン原子との量の和(H十K)は、好ましくは0.01
〜40atomic%、より好適には0.05〜30a
tomic%、最適には0.1〜25atomic%と
されるのが望ましい。
第2の層(II)中に含有されてもよい水素原子(H)
及び/又はハロゲン原子(X)の量を制御するには、例
えば支持体温度、水素原子(H)やハロゲン原子(X)
を含有させるために使用される出発物質の堆積装置系内
へ導入する量、あるいは放電電力等を制御してやればよ
い。
第2の層(II )中に、伝導性を支配する物質(C)
、例えば第■族原子または第V族原子を構造的に導入す
るには、第1の層(I)の形成法を説明した場合と同様
に、層形成の際に前記した第■族原子導入用の出発物質
または第V族原子導入用の出発物質をガス状態で堆積室
中に、第2の層(II )を形成するための他の出発物
質と共に導入してやればよい。
本発明の光導電部材に於ける第2の層(II)の層謄は
、該第2の層(■)を主にフォトキャリアの発生層とし
て用いる場合には、フォトキャリアの励起光源に対する
第2の層(II )の吸収係数を考慮して適宜決定され
、好ましくは100(IA〜50μ、より好ましくはI
GOOA〜30騨、最適には100〇八〜2O脚とされ
るのが望ましい。
また、第2の層(II)を主にフォトキャリアの発生と
輸送のための層として用いる場合には、フォトキャリア
が効率よく輸送されるように所望によって適宜決定され
、好ましくは1〜100−1より好ましくは1〜80u
、最適には2〜50−とされるのが望ましい。
本発明に於いて、第2の層(II)に炭素原子の含有さ
れた層領域(cn)を設けるには、上述したような第2
の層(II )の形成の際に、炭素原子導入用の出発物
質を前記した第2の層(II)形成用の出発物質と共に
使用する以外は、第1の層(I)中に炭素原子を含有す
る層領域を形成するのと同様にして形成される層中にそ
の量を制御しながら含有させてやれば良い。
本発明に於いて、第1の層(I)及び第2の層(II 
)を形成する際に、炭素原子の含有された層領域(C)
をこれらの層の少なくとも一方に設ける場合、該層領域
(C)に含有される炭素原子の分布濃度C(C)を層厚
方向に変化させて、所望の層厚方向での分布状態(de
pth profile)を得るためには、グミ−放電
法の場合には、分!ri濃度C(C)を変化させるべき
炭素原子導入用の出発物質からなるカスを、その流量を
所望の変化率曲線に従って適宜変化させながら、堆積室
内に導入してこれらの層を形成する方法を適用すること
ができる。
スパッタリングによる場合には、スパッタリング用のタ
ーゲットとして、例えばSiとSi3N4との混合され
たターゲットを使用する際には、SiとSi3N4との
混合比を、ターゲットの層厚方向に於いて予め変化させ
ておくことによって所望の層厚方向での炭素原子の分布
状態(depth profile)を得ることができ
る。
本発明の光導電部材の第2の層(II)104上に形成
される第3の層(I[I)105は、自由表面を有し、
主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使
用環境特性、耐久性において本発明の目的を達成するた
めに設けられる。第2の層(II )と第3の層(II
I)とは、その各々がシリコン原子という共通の構成原
子を有してなる非晶質材料を主成分とするものなので、
その積層界面において化学的な安定性が十分確保されて
いる。
本発明に於ける第3のJi! (m)は、シリコン原子
(Si)と窒素原子(N)と、必要に応じて水素原子(
)I)及び/又はハロゲン原子(X)を含有する非晶質
を主成分とする材料(以後、a−(SixN1−X )
y (H。
XL−7と記す、但し、O< x、y< 1)で構成さ
れる。
a−(Six N+ −x )y (H,X)+−y 
テ構成される第3の層(m)の形成は、グロー放電法、
スパッタリング法、イオンインプランテーション法、イ
オンブレーティング法、エレクトOンビーム法等によっ
て実施される。これらの製造法は、製造条件、設備資本
投下の負荷程度、製造規模、作製される光導電部材に所
望される特性等の要因によって適宜選択されて採用され
るが、所望する特性を有する光導電部材を製造するため
の条件の制御が比較的容易であり、かつシリコン原子と
共に窒素原子やハロゲン原子を、作製する第3の層(I
II)中に導入するのが容易に行える等の利点から、グ
ロー放電法あるいはスパッタリング法が好適に採用され
る。また、グロー放電法とスパッタリング法とを同一装
置系内で併用して第3の層(m)を形成してもよい。
グロー放′尾法によって第3の層(11111)を形成
するには、a−(SixN+−x)y(H,xL−y形
成用の原料ガスを、必要に応じて希釈ガスと所定の混合
比で混合し、第2の層(II )が形成された支持体の
設置しである真空堆積用の堆積室に導入し、導入された
ガスをグロー放電を生起させることによりガスプラズマ
化して、前記支持体上の第2の層(II )上にa−(
Six N、 −X )y (H,X) t−yを堆積
させればよい。
本発明に於いて、a−(Six N、 −X )y (
H,X) l−y形成用の原料ガスとしては、シリコン
原子(Si)、窒素原子(N)、水素原子(H)及びハ
ロゲン原子(X)の中の少なくとも一つをその構成原子
として含有するガス状の物質又はガス化し得る物質をカ
ス化したものの内の大概のものが使用され得る。
Si、 N 、 H、Xの中の一つとしてSiを構成原
子とする原料ガスを使用する場合には、例えば、Siを
構成原子とする原料カスと、Nを構成原子とする原料ガ
スと、必要に応じてHを構成原子とする原料ガス及び/
又はXle構成原子とする原料ガスとを所望の混合比で
混合して使用するか、あるいは、Siを構成原子とする
原料ガスと、N及びHを構成原子とする原料ガス及び/
又はN及びXを構成原子とする原料ガスとを所望の混合
比で混合して使用するか、あるいはまた、Siを構成原
子とする原料ガスと、Si、N及びHの三つを構成原子
とする原料ガス又はSi、 N及びXの三つを構成原子
とする原料カスとを所望の混合比で混合して使用する例
が挙げられる。
あるいは他法として、SiとIとを構成原子とする原料
ガスと、Nを構成原子とする原料ガスとを混合して使用
してもよいし、あるいはSiとXとを構成原子とする原
料ガスと、Nを構成原子とする原料ガスとを混合して使
用してもよい。
本発明に於いて、第3の層(m)中に含有されてもよい
ハロゲン原子(X)として好適なものは、F 、 CI
、Br、Iであり、殊4.:F、C:lをか望ましいも
のである。
本発明に於いて、第3の層(m)形成用の原料ガスとな
る出発物算としては、SiとHとを構成原子とするSi
H4、Si2H6、5i3HB 、 5i4HI(、等
ノカス状のまたはガス化し得る水素化ケイ素(シラン類
)が有効に使用されるものとして挙げられ、殊に層作成
作業の扱いやすさ、Si供給効率の良さ等の点からS 
i H4、Si2H6が好ましいものとして挙げられる
これらの出発物質を使用すれば、層形成条件を適切に選
択することによって、形成される第3の層(I[[)中
にSiと共にHも導入し得る。
Si供給用の原料ガスとなる有効な出発物質としては、
上記の水素化ケイ素の他に、ハロゲン原子(X)を含む
ケイ素化合物、所謂ハロゲン原子で置換されたシラン誘
導体、具体的には例えばSiF4.5i2F 6 、5
iCI4 、 SiBr4等ノハロゲン化ケイ素が好ま
しいものとして挙げられることができ、更には、SiH
2F2、SiH2F2.5iH2C12、5iHC13
,5iH2Br2 、5iHBr3等のハロゲン置換水
素化ケイ素、等々のガス状態のあるいはガス化し得る、
水素原子を構成要素の一つとするハロゲン化物も有効な
第3の層(m)形成用の出発物質として挙げることがで
きる。
これらのハロゲン原子(X)を含むケイ素化合物を使用
する場合にも、前述したように層形成条件の適切な選択
によって、形成される第3の層(I[[)中にSiと共
にハロゲン原子(X)を導入することかできる。
本発明に於いて、第3の層(I[[)を形成するのに使
用されるハロゲン原子(X)導入用の原料ガスとなる有
効な出発物質としては、上記のものの他に、例えばフッ
素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲンガス、CIF 、
 ClF3、BrF 、BrF3、BrF5、IF3.
 IF7 、 ICI 、 IBr等ハロゲン間化合物
、)IF、 HCI 、HBr 、 II等のハロゲン
化水素を挙げることができる。
本発明に於いて、第3の層(m)を形成するのに使用さ
れる窒素原子(N)供給用の原料カスとして有効に使用
される出発物質としては、Nを構成原子とする、あるい
はNとHとを構成原子とする、例えば窒素(N2)、ア
ンモニア(NH3) 、ヒドラジン(H2N NH2)
 、アジ化水素(HN3) 、アジ化アンモニウム(N
H2N3)等のガス状のまたはガス化し得る窒素、窒化
物、アジ化物等の窒素化合物を挙げることができる。こ
の他に、窒素原子(N)の導入に加えてハロゲン原子(
X)の導入もできるという点から、三フッ化窒素(Fa
N)四フフ化窒素(FaN2)等のハロゲン化窒素化合
物を挙げることができる。
これ等の第3の層(m)形成物質は、形成される第3の
層(III)中に、所定の組成比でシリコン原子、窒素
原子及び必要に応じてハロゲン原子及び/又は水素原子
が含有されるように、第3の層(m)の形成の際に所望
に従って選択されて使用される。
スパッタリング法によって第3の層(m)を形成するに
は、例えば次のような方法が採用できる。
第1の方法は、例えばAr、 He等の不活性ガスまた
はこれらのガスをベースとした混合ガス雰囲気中で81
で構成されたターゲットをスパッタリングする際、窒素
原子(N)導入用の原料カスを、必要に応じて水素原子
(H)導入用の及び/又はI\ロゲン原子(X)導入用
の原料ガスと共にスパッタリンを行う堆積室内に導入し
てやればよい。
また、第2の方法は、スパッタリング用のターゲットと
して、Siで構成されたターゲットか、Siで構成され
たターゲットとSi3N4で構成されたターゲットとの
二枚か、あるいはSiとSi3N4で構成されたターゲ
ットを使用することによって、第3の層(III)中に
窒素原子(N)を導入することができる。この際、前記
の窒素原子(N)導入用の原料カスを併せて使用すれば
、その流量を制御することによって第3の! (III
)中に導入される窒素原子(N)の量を任意に制御する
ことが容易である。
N、HおよびXの導入用の原料ガスとなる物質としては
、先述したグロー放電の例で示した第3の層(m)形成
用の物質がスパッタリング法の場合にも有効な物質とし
て使用され得る。
本発明に於いて、第3の層(III)をグロー放電法又
はスパッタリング法で形成する際に使用される稀釈ガス
としては、所謂希ガス、例えばHe、Ne、 Ar等が
好適なものとして挙げることができる。
本発明に於ける第3の層(m)は、その要求される特性
が所望通りに与えられるように往意深く形成される。
即ち、Si、 N 、必要に応じてH及び/又はXを構
成原子とする物質は、その作成条件によって構造的には
結晶からアモルファスまでの形態を取り、電気的性質と
しては、導電性から半導体性、絶縁性までの間の性質を
、また光導電的性質から非光導電的性質までの間の性質
を各々示すので、本発明に於いては、目的に応じた所望
の特性を有するa−(St、 N、 −X )y (H
,X)+−yが形成されるように、所望に従ってその作
成条件の選択がW2密に成される。例えば、第3の層(
m)を電気的耐圧性の向上を主な目的として設ける場合
には、a−(StKN、 −X )y (H,X) r
−yは使用環境において電気絶縁性的挙動の顕著な非晶
質材料として作成される。
また、連続繰返し使用特性や使用環境特性の向」二を主
たる目的として第3の層(m)が設けられる場合には上
記の電気絶縁性の度合はある程度緩和され、照射される
光に対しである程度の感度を有する非晶質材料としてa
−(SlxN+−x)y(H,x)+−yが作成される
第2の層(II)(7)表面」二にa−(SL+ N+
 −+c )y (HlX)+−アから成る第3の層(
III)を形成する際、層形成中の支持体温度は、形成
される層の構造及び特性を左右する重要な因子の一つで
あって、本発明においては、目的とする特性を有するa
−(SiXNトx )y (H,X) r−yが所望通
りに作成され得るように層作成時の支持体温度が厳密に
制御されるのが望ましい。
本発明に於ける、所望の目的が効果的に達成されるだめ
の第3の層(III)の形成法に合わせて適宜最適範囲
が選択されて、第3のff1) (III)の形成が実
行されるが、好ましくは、20〜400℃、より好適に
は50〜350℃、最適には100〜300℃とされる
のが望ましい。第3の層(m)の形成には、層を構成す
る原子の組成比の微妙な制御が他の方法に比べて比較的
容易であること等のために、グロー放電法やスパッタリ
ング法の採用が有利であるが、これ等の層形成法で第2
の層を形成する場合には、前記の支持体温度と同様に層
形成の際の放電パワーが作成されるa−(StXN、 
−X )y (H,X) l−yの特性を左右する重要
な因子の一つとして挙げることができる。
本発明に於ける目的が効果的に達成されるための特性を
有するa−(SiXN、 −X )y (H,X) I
−yが生産性よく効果的に作成されるための放電パワー
条件としては、好ましくはlO〜300W、より好適に
は20〜250W、最適には50〜200Wとされるの
が望ましい。
堆積室内のガス圧としては、好ましくは0.01〜1 
Tart、好適には、Q、l 〜Q、5Torr程度と
されるのが望ましい。
本発明に於いては第3の層(m)を作成するための支持
体温度、放電パワーの望ましい数値範囲として前記した
範囲の値が挙げられるが、これ等の層作成ファクターは
、独立的に別々に決められるものでなく、所望特性のa
−(StXN、 −X )y ()l、X)トyから成
る第3の層(II[)が形成されるように相互的有機的
関連性に基づいて各層作成ファクターの最適値が決めら
れるのが望ましい。
本発明の光導電部材に於ける第3の層(m)に含有され
る窒素原子の量は、第3の層(m)の作成条件と同様、
本発明の目的を達成される所望の特性が得られる第3の
層(■)が形成されるための重要な因子の一つである。
本発明における第3の層(III)に含有される窒素原
子の量は、第3の層(II[)を構成する非晶質材料の
特性に応じて適宜所望に応じて決められるものである。
即ち、前記一般式a−(SixN+−x)y(H,X)
1− yで示される非晶質材料は、大別すると、シリコ
ン原子と窒素原子とで構成される非晶質材料(以後、a
−si、N、−、と記す。但し、0<a<1)、シリコ
ン原子と窒素原子と水素原子とで構成される非晶質材料
(以後、a−(Si1. N+ −b )。Hl−1:
と記す。但し、0< b、 c < 1) 、シリコン
原子と窒素原子とハロゲン原子と必要に応じて水素原子
とで構成される非晶質材料(以後、a−(Si4N+ 
−d)e (H,X)+−aと記す。但し、0<d、e
<1)に分類される。
本発明に於いて、第3の層(III)がa−5iaN+
−aで構成される場合、第3の層(m)に含有される窒
素原子の量は、好ましくは、lXl0−3〜60ato
mic%、より好適には1〜50atomic%、最適
には10〜45ato+++ic%とされるのが望まし
いものである。即ち、先のa−SiaN +−aのaの
表示で行えば、aが好ましくは0.4〜0.99119
9、より好適には0.5〜0.119.最適には0.5
5〜0.9である。
一方、本発明に於いて、第3の層(I[I)がa−(S
ib N1−b )c HI−eで構成される場合、第
3の層(III)に含有される窒素原子の量は、好まし
くはI X 10−3−60atomic%、より好ま
しくは1〜50atoffIic%、最適には10〜5
0atomic%とされるのが望ましいものである。水
素原子の含有量としては、好ましくは1〜40atom
ic%、より好ましくは2〜35atomic%、最適
には5〜30atomic%とされるのが望ましく、こ
れ等の範囲に水素含有量がある場合に形成される光導電
部材は、実際面において優れたものとして充分適用させ
得るものである。
即ち、先のa−(SibN+−b)eHt−0の表示で
行えば、bが好ましくは0.45〜0.99999、よ
り好適には0.45〜0.8日、最適には0.45〜0
.9、Cが好ましくは0.6〜0.98、より好適には
0.65〜0.88、最適には0.7〜0.85である
のが望ましい。
第3の層(III)が、a−(SiaN+−a’)e 
(H,X) r−eで構成される場合には、第3の層(
I[[)中に含有される窒素原子の含有量としては、好
ましくは、I X 10” 〜eOatomic%、よ
り好適には1〜60atoa+ic%、最適には10〜
55’atomic%とされるのが望ましいものである
。ハロゲン原子の含有量としては、好ましくは、1〜2
0atomic%、より好適には l−18ato+i
ic%、最適には2〜+5aYomic%とされるのが
望ましく、これ等の範囲にハロゲン原子含有量がある場
合に作成される光導電部材を実際面に充分適用させ得る
ものである。必要に応して含有される水素原子の含有量
としては、好ましくは19atomic%以下、より好
適には13atomic%以下とされるのが望ましいも
のである。
即ち、先(7)a−(Si4Nt−i)e(H,X)i
−e (7) d、 e 17)表示で行えば、dが好
ましくは、0.4〜0.999Hより好適には0.4〜
0.88、最適には0.45〜0.8、eが好ましくは
0.8〜0.89、より好適には0.82〜O,S8.
最適には0.85〜0.88であるのが望ましい。
本発明に於ける第3の層(m)の層厚の数値範囲は、本
発明の目的を効果的に達成するための重要な因子の一つ
である。本発明の目的を効果的に達成するように、所期
の目的に応じて適宜所望に従って決められる。
また、第3の層(III)の層厚は、該第3のJl# 
(m)中に含有される窒素原子の量や第1の層(I)お
よび第2の層C11)の層厚との関係においても、各々
の層に要求される特性に応じた有機的な関連性の下に所
望に従って適宜決定される必要がある。更に加え得るに
、生産性や量産性を加味した経済性の点においても考慮
されるのが望ましい。
本発明に於ける第3の層(II[)の層厚としては、好
ましくは0.003〜304m 、より好適には0.0
04〜20u、最適にはQ、QO5〜tagsとされる
のが望ましいものである。
本発明において使用される支持体101としては、導電
性でも電気絶縁性であっても良い。導電性支持体として
は、例えば、NiCr、ステンレス、八l、 Or、 
TAo、Au、 Nb、 Ta、 V 、 Ti、 P
t、Pd 等の金属又はこれ等の合金が挙げられる。
電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルロースアセテ−1−、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシ
ート、ガラス、セラミック、紙等が通常使用される。こ
れ等の電気絶縁性支持体は、好適には少なくともその一
方の表面が導電処理され、該導電処理された表面側に他
の層が設けられるのが望ましい。
すなわち、例えばガラスであれば、その表面に、NiC
r、 AI、Cr、 No、Au、Ir、 Nd、 T
a、 V、丁1、Pt、 In2O3,5n02、IT
O(In203 + 5n02 )等から成る薄膜を設
けることによって導電性が付与され、或いはポリエステ
ルフィルム等の合成樹脂フィルムであれば、NiCr、
 A1. Ag、 Pb、 Zn、 Ni、Au、 O
r、 No、Ir、 Nb、 Ta、 V 、 Ti、
 Pt等の金属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、ス
パッタリング等でその表面に設け、または前記金属でそ
の表面をラミネート処理して、その表面に導電性が付与
される。
支持体の形状としては、所望によって、その形状は決定
されるが、例えば第1図の光導電部材100を電子写真
用像形成部材として使用するのであれば、連続高速複写
の場合には、無端ベルト状又は円筒状とするのが望まし
い。支持体の厚さは、所望通りの光導電部材が形成され
る様に適宜決定されるが、光導電部材として可撓性が要
求される場合には、支持体としての機能が十分発揮され
る範囲内であれば可能な限り薄くされる。しかしながら
、このような場合支持体の製造上及び取扱い上、更には
機械的強度等の点から、通常は、lOμ以」二とされる
次に、本発明の光導電部材の製造方法の一例の概略につ
いて説明する。
第20図にグロー放電分解法による光導電部材の製造装
置を示す。
[1中clto2〜1108のガスボンベには、本発明
の光導電部材の光導電層を形成するための原料ガスが密
封されており、その−例として、例えば1102はHe
で希釈されたSiH4ガス(純度99.999%、以下
5iHn/Heカスと略す)ボンベ、1103はHeで
希釈されたGeF4ガス(純度98.899%、以下G
eF4 / Heガスと略す)ボンベ、1104はHe
で希釈されたB2Hらガス(純度1119.!1199
%、以下B2 H6/ Heガスと略す)ボンベ、11
05はc2H4ガス(純度99.98%)ボンベ、11
0EiはNH3ガス(純度9!3.99%)ボンベであ
る。
図示されていないがこれら以外に、必要に応じて所望の
ガス種のボンベを増設することが可能である。
これらのガスを反応室1101に流入させるには、ガス
ボンベ1102〜110Gの各バルブ1122〜112
fi及びリークバルブ1135が閉じられていることを
確認し、また、流入バルブ1112〜1116、流出バ
ルブ1117〜1121及び補助バルブ1132.1工
33が開かれていることを確認して、先づメインバルブ
1134を開いて反応室1101及び各ガス配管内を排
気する。次に真空計1138の読みが約5X 10’ 
torrになった時点で補助バルブ1132.1133
及び流出バルブlit?〜1121を閉じる。
先ず、シリング−状基体1137J−に第1の層(I)
を形成する場合の一例を示すと、カスボンベ1102よ
りSiH4/Heガス、ガスボンベ1104よりB2 
H6/ Heガス、ガスボンベl 1(15よりC2H
4カスをバルブ1122.1124.1125をそれぞ
れ開いて出目圧ゲージ+127.1128.1130(
7)圧を1Kg7cm2に調整し、流入バルブ1112
.1114.1115を徐々に開けて、マスフロコント
ローラ1107.1109.1110内にそれぞれ流入
させる。引き続いて流出バルブ1117.1119.1
120及び補助バルブ1132を徐々に開いてそれぞれ
のガスを反応室1totに流入させる。
このときSiH4/Heガス流量とGz H4ガス流量
とB2 H6/ Heガス流量との比が所望の値になる
ように流出バルブ1117.1119.1120を調整
し、また、反応室内の圧−力が所望の値になるように真
空計1136の読みを見ながらメインバルブ1134の
開口を調整する。そして基体シリンダー1137の温度
が加熱ヒーター1138により50〜400℃の所定の
温度に設定されていることを確認した後、電源1140
を所望の電力に設定して反応室1101内にグロー放電
を生起させて、基体シリンダー11374二に第1の層
(I)を形成する。また、層形成を行っている間は、層
形成の均一化を計るために基体シリンダー1137をモ
ータ1139により一定速度で回転させる。
最後に使用した全てのガス操作系バルブを閉じ、反応室
1101を一旦高真空まで排気する。
次にこのようにして形成された第1の層(I)の上に第
2の層CU>を形成する場合の一例を示すと、真空計1
138の読みが約5X 10” torrになったら上
記の場合と同様な操作の繰り返しを行う。
すなわち、カスポンベ1102よりSiH4/Heカ゛
ス、カスポンベ1103よりGeF4 / Heガス、
ガスポンベ1104より82 H6/ Heガス、ガス
ポンベ1105よりC2H4ガスをバルブ1122.1
123.1124.1125をそれぞれ開いて出口圧ゲ
ージ1127.112B、1129.1130(7)圧
を1Kg7cm2に調整し、流入バルブ1112.11
13゜1114.1115ヲ徐々に開けて、マスフロコ
ントローラ1107.110B、1109.1110内
にそれぞれ流入させる。引き続いて流出バルブ1117
.111B、11111゜1120及び補助バルブ11
32を徐々に開いてそれぞれのガスを反応室1101に
流入させる。このときSiH4/Heガス流量とGeF
4 / Heカス流量とB2 H6/ Heガス流量と
C2H4ガスとの比が所望の値になるように流出バルブ
1117.1118.1119.1120を調整し、ま
た、反応室内の圧力が所望の値になるように真空計11
38の読みを見ながらメインバルブ1134の開口を調
整する。そして基体シリンダー1137の温度が加熱ヒ
ーター1138により50〜400℃の所定の温度に設
定されていることを確認した後、電源1140を所望の
電力に設定して反応室11吋内にグロー放電を生起させ
て、基体シリンダー1137上に第1の層(I)の形成
の場合と同様にして第2の層(II )を形成する。
次にこのようにして形成された第2の層(II)の」二
に第3の層(m)を形成する場合には、先の場合と同様
に、使用した全てのガス操作系バルブを閉じ、反応室1
101を一旦高真空まで排気し、真空計1136の読み
が約5X 10” tartになったら、上記の場合と
同様にして、例えばガスポンベ1102よりS+H,、
/ Heガス、ガスポンベ110BよりNH3ガスを供
給して、グロー放電を生起させ第3の層(III)が形
成される。第3の層(m)中の窒素原子の量はNH3カ
スの供給流量を調整することによって制御される。
以下、実施例について説明する。
実施例1 第20図に示した光導電部材の製造装置を用い、先に詳
述したグロー放電分解法によりAl製のシリンダー上に
第1表に示した製造条件に従い光受容層を形成し、電子
写真用の像形成部材の各試料(試料、41−1−1−1
6−10−11 (7)合計880個)を作成した。
各試料に於ける光受容層中の第1の層(1)と第2の層
(II )からなる層領域に含有された硼素原子の分布
状態を第14A図及び第14B図に、炭素原子の分布状
態を第15図に、更に第2の層(II )に含有された
ゲルマニウム原子の分布状態を第16図に示す。
各試料の個々に於ける硼素原子、炭素原子、及びゲルマ
ニウム原子の分布状態は、各試料に付した試料番号(届
)によって表わした。
即ち、硼素原子及び炭素原子の分布状態は第3表に示し
たように1−1−18−10の番号で示され、更にゲル
マニウム原子の分布状態は各試料について第16図で示
された6種の分布状態(501〜506)の末尾の番号
に対応した1〜Bの番号を第3表に示した1−1−11
1−10の番号の末尾に付与した。
このような硼素原子、炭素原子、及びゲルマニウム原子
の分布は、予め定められたガス流量の変化曲線に従って
該当するバルブの開閉状態を自動的に操作することによ
って、B2H6/)Ie、 [:2H4及びGeFa 
/ Heのカス流量を調節することによって形成した。
このようにして得られた像形成部材の各試料のそれぞれ
を個別に帯電露光実験装置にセットして$5.OKVで
013秒間コロナ帯電を行い、直ち番と光像を照射した
。光像は、タングステンランプ光源を用い、0.2 l
ux ・secの光量を透過型のテストチャートを通し
て照射させた。
その後直ちに、e荷電性の現像剤(トナーとキャリアー
を含む)を光導電部材表面をカスケードすることによっ
て光導電部材表面上に良好なトナー画像を得た。光導電
部材表面上のトナー画像を■5.OKVのコロナ帯電で
転写紙上に転写したところ、解像度に優れ、階調再現性
の良い鮮明な高濃度の画像が得られた。
次に、光源をタングステンランプのイ曵わりに、810
n+wのGaA、s系半導体レーザー(lomW)を用
I/)て、静電像の形成を行なった以外lま上記と同様
なトナー画像形成条件にして、トナー転写画像の画質評
価を行ったところ、階調再現性の良し)、鮮明な高品位
の画像が得られた。
実施例2 第20図の製造装置を用い、シリンダー状のA1製基体
上に、第2表に示した製造条件にした以外t±実施例1
と同様にして、電子写真用の像形成部材の各試料(試料
21−1−1〜2B−9−6の合1(−4324國)を
作製した。
本実施例で得られた各試料の光受容層中の第1の層(I
)と第2の層(It )からなる層領域に含有された硼
素原子の分布状態を第17図に、炭素原子の分布状態を
第18図に、更に第2の層(11))こ含有されたゲル
マニウム原子の分布状態を第19図に示す。
各試料の個々に於ける硼素原子、炭素原子、及びゲルマ
ニウム原子の分布状態は、実施例1と閃1様にして各試
料に付した試料番号(N6)によって表わした。
即ち、硼素原子及び炭素原子の分布状態は第4表に示し
たように21−1〜28−9の番号で示され、更にゲル
マニウム原子の分布状態は各試料について第19図で示
された6種の分布状態(601〜60B)の末尾の番号
に対応した1〜6の番号を第4表に示したl−1−If
f−10の番号の末尾に付与した。
このようにして得られた像形成部材の各試料のそれぞれ
を個別に用いて実施例1と同様にトナー転写画像の画質
評価を行ったところ、解像力に優れ、階調再現性の良い
鮮明な高品位の画像が得られた。
実施例3 第20図の製造装置を用い、第3の層(m)の作成条件
を第5表に示した各条件にした以外は、それぞれ実施例
1の試料、1115−5−2及び14−10−5並びに
実施例2の試料/L25−3−4を作成したのと同様の
条件と手順に従って電子写真用の像形成部材をそれぞれ
(試糾孟5−5−2−1〜5−5−2−8 、14−1
0−5−1〜14−.10−5−8 、25−3−4−
1〜25−3−4−8の合計24個の試料)作製した。
このようにして得られた像形成部材のそれぞれを用いて
、実施例1と同様な条件で画質評価と、繰り返し連続使
用による耐久性の評価を行った。
これらの各試料の評価結果を第6表に示した。
実施例4 第3の層(m)の作製をスパッタリング法により実施し
、その形成時にシリコンウニ/\−と窒化シリコンウェ
ハーのターゲツト面積比を種々変更して、第3の層(m
)中のシリコン原子と窒素原子の含有量比を変化させた
以外は実施例1の試料10.8−9−4 と同様にして
シリンダー状のAI製基体上に光受容層を形成して電子
写真用の像形成部材(試料酸8−9−4−1〜8−9−
4−7の計7個)を作製した。
このようにして得られた像形成部材のそれぞれを用いて
、実施例1と同様な作像、現像、クリーニングの工程を
約5万回繰り返した後、画質評価を行ったところ、第7
表の評価結果を得た。
実施例5 第3の層(m)の形成時に、SiH4ガスとNH3ガス
の流量比を変えて、第3の層(I[[)中のシリコン原
子と窒素原子の含有量比を変化させた以外は実施例1の
試料遂8−9−4と全く同様にしてシリンダー状のAl
製基体上に光受容層を形成して電子写真用の像形成部材
(試料遂8−9−4−11〜8−11−4−18の計8
個)をそれぞれ作製した。
このようにして得られた像形成部材のそれぞれを用いて
、実施例1と同様な作像、現像、クリーニングの工程を
約5万回繰り返した後、画質評価を行ったところ、第8
表の評価結果を得た。
実施例6 第3の層(m)の形成時に、SiH4ガスとSiF4ガ
スとNH3カスの流量比を変えて、第3の層(m)中の
シリコン原子と窒素原子の含有量比を変化させた以外は
実施例1の試料遂8−8−4と全く同様にしてシリンタ
ー状のAl製基体上に光受容層を形成して電子写真用の
像形成部材(試料AIIL8−9−4−21〜B−9−
4−28の計8個)をそれぞれ作製した。
このようにして得られた像形成部材のそれぞれを用いて
、実施例1と同様な作像、現像、クリーニングの工程を
約5万回繰り返した後、画質評価を行ったところ、第9
表の評価結果を得た。
実施例7 第3の層(III)の層厚をを変化させた以外は実施例
1の試料#6.8−9−4と全く同様にしてシリンター
状のAl製基体上に光受容層を形成して電子写真用の像
形成部材(試料逅8−9−4−31〜8−9−4−34
の計4個)をそれぞれ作製した。
このようにして得られた像形成部材のそれぞれを用いて
、実施例1と同様な作像、現像、クリーニングの工程を
約5万回繰り返した後、画質評価を行ったところ、第1
O表の評価結果を得た。
以上の本実施例に於ける共通の層作成条件を以下に示す
支持体温度 第1の層及び第3の層形成時:約250℃第2の層形成
時:約200°C 放電周波数: 13.58MHz 反応時反応室内圧: 0.3 Torr第10表
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光導電部材の構成を説明するために層
構造を模式的に示した図、第2図〜第13図はそれぞれ
本発明の第2の層(II )に於けるゲルマニウム原子
の分布状態を示すための模式図、第14A図及び第14
B図は本発明の実施例1に於いて作成された光導電部材
の光受容層に於ける硼素原子の分布状態を示した図、第
15図は本発明の実施例1に於いて作成された光導電部
材の光受容層に於ける炭素原子の分布状態を示した図、
第18図は本発明の実施例1に於いて作成された光導電
部材の第2の層(II )に於けるゲルマニウム原子の
分布状態を示すための模式図、第17図は本発明の実施
例2に於いて作成された光導電部材の光受容層に於ける
硼素原子の分布状態を示した図、第18図は本発明の実
施例2に於いて作成された光導電部材の光受容層に於け
る炭素原子の分布状態を示した図、第18図は本発明の
実施例2に於いて作成された光導電部材の第2の層(■
)に於けるゲルマニウム原子の分布状態を示すための模
式図、第20図はグロー放電分解法による光導電部材の
製造装置を示した図である。 100:光導電部材 101:支持体 102:光受容層 103:第1の層 104:第2の層 105:第3の層 1101 :反応室 1102〜1108:ガスボンベ 1107〜1111 :マスフロコントローラ1112
〜1116:流入バルブ 1117〜1121 :流出バルブ 1122〜1126:バルブ 1127〜1131 :圧力調整器 1132:補助バルブ 1133:メインバルブ113
4:ゲートバルブ 1135:リークバルブ1138+
真空計 1137 :基体シリンダー1138 :加熱
ヒーター 1139:モータ1140 :高周波電源(
マツチングボックス)第1図 □C 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9 図 第10図 (401) (1402) (403) (410L4
) (1405)(406) (407) (408)
 (409)(601) (602) (603) (aeomicZ) 第1 (604) (605) (606) 9図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光導電部材用の支持体と、この支持体上に設けら
    れ、光導電性を有する光受容層とを有する光導電部材に
    於いて、前記光受容層が、前記支持体側から、シリコン
    原子を含む非晶質材料で構成された第1のN(I)と、
    シリコン原子とゲルマニウム原子とを含む非晶質材料で
    構成された第2の層(II )と、シリコン原子と窒素
    原子とを含む非晶質材料で構成された第3の層(III
    )とから構成され、かつ前記第2の層(II)内に含有
    されるゲルマニウム原子が、該層の層厚方向に対して不
    均一に分布しており、更に第1の層(I)および第2の
    層(■)の少なくとも一方に、炭素原子が含有されてい
    ることを特徴とする光導電部材。
  2. (2)第1の層(1)および第2のN(II)の少なく
    とも一方に、水素原子及び/又はハロゲン原子が含有さ
    れている特許請求の範囲第1項記載の光導電部材。
  3. (3)第1の層(I)および第2の層(n)の少なくと
    も一方に、伝導性を支配する物質が含有されている特許
    請求の範囲第1項または第2項記載の光導電部材。
  4. (4)伝導性を支配する物質が周期律表第■族に属する
    原子である特許請求の範囲第3項記載の光導電部材す
  5. (5)伝導性を支配する物質が周期律表第V族に属する
    原子である特許請求の範囲第3項記載の光導電部材。
JP59000173A 1983-12-29 1984-01-04 光導電部材 Pending JPS60144749A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62182746A (ja) * 1986-02-06 1987-08-11 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用感光体及びその製造方法
JPS6332558A (ja) * 1986-07-25 1988-02-12 Kyocera Corp 電子写真感光体

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