DE3241351A1

DE3241351A1 - Fotoleitfaehiges element

Info

Publication number: DE3241351A1
Application number: DE19823241351
Authority: DE
Inventors: Junichiro Yokohama Kanagawa Kanbe; Teruo Kawasaki Kanagawa Misumi; Yoichi Yokohama Kanagawa Osato; Keishi Tokyo Saitoh; Shigeru Yamato Kanagawa Shirai
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1981-11-09
Filing date: 1982-11-09
Publication date: 1983-05-19
Also published as: GB2111704B; US4536460A; GB2111704A; DE3241351C2

Description

Die Erfindung betrifft ein fotoleitfähiges Element, 20 das auf elektromagnetische Wellen wie Licht, worunter im weitesten Sinne UV-Strahlen, sichtbares Licht,
IR-Strahlen, Röntgenstrahlen und ^"-Strahlen zu verstehen sind, anspricht bzw. gegenüber elektromagnetischen Wellen empfindlich ist.
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Fotoleitfähige Materialien, aus denen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen bzw. -Bildabtastvorrichtungen oder Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke und Manuskript-Lesevorrichtungen auf dem Gebiet der

30 Bilderzeugung gebildet werden, müssen eine hohe Empfindlichkeit, einen hohen Störabstand/Fotostrom (I )/Dunkelstrom (I,)J, Spektraleigenschaften, die den elektromagnetischen Wellen entsprechen, mit denen sie bestrahlt werden, eine gute lichtelektrische Empfindlichkeit bzw.

35 ein schnelles Ansprechen auf Licht und einen gewünschten Wert des Dunkelwiderstands haben und dürfen während der Anwendung nicht gesundheitsschädlich sein. Außerdem ist es bei einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung

Dresdner Bank (München) Kto. 3939844

B/13

Bayer. Vcrclnebantt {München) Kto. 508

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Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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bzw. -Bildabtastvorrichtung auch notwendig, daß Restbilder innerhalb einer vorbestimmten Zeit leicht behandelt bzw. beseitigt werden können. Im Fall von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke, die in eine für die Anwendung in Büros als Büromaschihe vorgesehene, elektrofotografische Vorrichtung eingebaut werden sollen, ist es besonders wichtig, daß das Bilderzeugungselement 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 BiIderzeugungselementen· für elektrofotografische Zwecke bekannt, und aus der DE-OSS 29 33 411 ist eine Anwendung von a-Si für den Einsatz in einer Lesevorrichtung mit fotoelektrischer Umsetzung bzw. Wandlung bekannt.

Unter den gegenwärtigen Umständen sind jedoch bei den fotoleitfähigen Elementen mit aus dem bekannten a-Si gebildeten, fotoleitfähigen Schichten hinsichtlich kombinierter Eigenschaften, wozu verschiedene elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften wie der Dunkelwiderstandswert, die Fotoleitfähigkeit und das Ansprechen auf Licht bzw. die lichtelektrische Empfindlichkeit sowie Eigenschaften bezüglich der Umwelteinflüsse bei der Anwendung wie die Feuchtigkeitsbeständigkeit und des weiteren die Beständigkeit mit dem Verlauf

30 der Zeit gehören, Verbesserungen erforderlich.

Beispielsweise wird bei der Anwendung des fotoleitfähigen a-Si-Elements für ein Bilderzeugungselement einer elektrofotografischen Vorrichtung oft beobachtet, daß während seiner Verwendung ein Restpotential verbleibt. Wenn

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ein solches fotoleitfähiges Element über eine lange Zeit wiederholt verwendet wird, werden verschiedene Schwierigkeiten, beispielsweise eine Anhäufung von Ermüdungserscheinungen durch wiederholte Verwendung, die sogenannte Geisterbild-Erscheinung, die auf der Anhäufung von Ermüdungserscheinungen beruht und zur Erzeugung von Restbildern führt, hervorgerufen.

Bei einer Anzahl von durch die Erfinder durchgeführten Versuchen wurde zwar festgestellt, daß a-Si-Materialien, die die fotoleitfähige Schicht eines Bilderzeugungselements für elektrofotografische Zwecke bilden, im Vergleich mit bekannten anorganischen, fotoleitfähigen Materialien wie Se, CdS oder ZnO oder mit bekannten

IQ organischen, fotoleitfähigen Materialien wie Polyvinylcarbazol oder Trinitrofluorenon eine Anzahl von Vorteilen aufweisen, jedoch wurde auch festgestellt, daß bei den a-Si-Materialien noch verschiedene Probleme gelöst werden müssen. Wenn die fotoleitfähige Schicht eines Bilderzeugungselements für elektrofotografische Zwecke mit einem aus einer a-Si-Monoschicht gebildeten, fotoleitfähigen Element, dem Eigenschaften gegeben worden sind, die es für die Anwendung in einer bekannten Solarzelle geeignet machen, einer Ladungsbehandlung zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungsbildern unterzogen wird, ist nämlich die Dunkelabschwächung bzw. der Dunkelabfall auffällig schnell, weshalb es schwierig ist, ein übliches, elektrofotografischen Verfahren anzuwenden. Diese Neigung ist unter einer feuchten Atmosphäre noch stärker ausgeprägt, und zwar in manchen Fällen in einem solchen Ausmaß, daß bis zur Entwicklung überhaupt keine Ladung aufrechterhalten werden kann.

a-Si-Materialien können außerdem als am Aufbau beteiligte Atome Wasserstoffatome oder Halogenatome wie Fluor-

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1 oder Chloratome zur Verbesserung ihrer elektrischen und Fotoleitfähigkeitseigenschaften, Atome, wie Boroder Phosphoratome zur Regulierung des Typs der elektrischen Leitung und andere Atome zur Verbesserung anderer Eigenschaften enthalten. In Abhängigkeit von der Ä'rt und Weise, in der diese am Aufbau beteiligten Atome enthalten sind, können manchmal Probleme bezüglich der mechanischen Eigenschaften nach der Schichtbildung verursacht werden.

Im Fall eines Bilderzeugungselements für elektrofotografische Zwecke wird beispielsweise eine a-Si-Schicht auf einem aus einem metallischen Material wie Aluminium hergestellten, zylindrischen Träger gebildet. Aufgrund der großen. Spannungen bzw. Verformungen in der Schicht treten häufig Schwierigkeiten auf, beispielsweise eine Rißbildung in der Schicht, eine Ablösung der Schicht von dem Träger oder ein Abschälen bzw. Abblättern der Schicht als Ganzes, wobei diese Probleme jedoch von den Bedingungen für die Herstellung der Schicht abhängen können.

Außerdem zeigt eine gewöhnliche a-Si-Schicht für sich im allgemeinen keine guten Eigenschaften bezüglich der Haftung an einem aus einem metallischen Material wie Aluminium hergestellten Träger, weshalb in bezug auf die Erzielung der wiederholten Verwendbarkeit über eine lange Zeit ein Problem besteht. Ein weiteres Problem besteht darin, daß es schwierig ist, einen guten, elektrischen Kontakt zwischen dem Träger und der a-Si-Schicht zu bilden, und daß sich dieser Kontakt außerdem im Verlauf der Zeit ändert.

Bei der Gestaltung eines fotoleitfähigen Materials sollte infolgedessen zusammen mit einer Verbesserung der a-Si-

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Materialien für sich geeigneterweise die Erzielung gewünschter elektrischer Eigenschaften und Fotoleitfähigkeitseigenschaften angestrebt werden.

Im Hinblick auf die Lösung der vorstehend erwähnten Probleme wurden erfindungsgemäß ausgedehnte Untersuchungen hinsichtlich der Anwendbarkeit und der Brauchbarkeit von a-Si als fotoleitfähiges Element für elektrofotografische Bilderzeugungselemente, Festkörper-Bildauf- nahmevorrichtungen bzw. -Bildabtastvorrichtungen und Lesevorrichtungen durchgeführt. Erfindungsgemäß wurde überraschenderweise festgestellt, daß ein fotoleitfähiges Element mit einer fotoleitfähigen Schicht in Form einer amorphen Schicht, die Fotoleitfähigkeit zeigt und aus

IQ sogenanntem hydriertem, amorphem Silicium, halogeniertem, amorphem Silicium oder halogenhaltigen), hydriertem, amorphem Silicium, einem amorphen Material, das in einer Matrix aus Silicium Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält /nachstehend als a-Si(H, X) bezeich- netj, gebildet ist, dessen Herstellung so ausgeführt wurde, daß es eine besondere Schichtstruktur hat, nicht nur für die praktische Verwendung außerordentlich hervorragende Eigenschaften zeigt, sondern auch den bekannten fotoleitfähigen Elementen im wesentlichen in jeder Hinsicht überlegen ist und insbesondere hervorragende Eigenschaften als fotoleitfähiges Element für elektrofotografische Zwecke hat.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein fotoleitfähiges Element zur Verfügung zu stellen, das in konstanter Weise stabile elektrische und optische Eigenschaften und Fotoleitfähigkeitseigenschaften aufweist, im wesentlichen ohne Beschränkung in jeder Umgebung verwendet werden kann, eine ausgeprägte Beständigkeit gegenüber der Licht-Ermüdung zeigt, ohne daß es sich nach wiederholter Verwendung

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verschlechtert, und vollkommen oder im wesentlichen frei von beobachteten Restpotentialen ist.

Durch die Erfindung soll auch ein fotoleitfähiges Element zur Verfugung gestellt werden, das während einer ziir Erzeugung von elektrostatischen Ladungen durchgeführten Ladungsbehandlung in einem Ausmaß, das dazu ausreicht, daß mit dem fotoleitfähigen Element im Falle seiner Verwendung als Bilderzeugungselement für elektrofotogra-

IQ fische Zwecke ein übliches Elektrofotografieverfahren in sehr wirksamer Weise angewandt werden kann, zum Tragen

von Ladungen befähigt ist.

Weiterhin soll durch die Erfindung ein fotoleitfähiges I^ Element für elektrofotografische Zwecke zur Verfügung gestellt werden, mit dem leicht Bilder hoher Qualität, die eine hohe Bilddichte, einen klaren Halbton und eine hohe Auflösung haben, hergestellt werden können.

D^es weiteren soll durch die Erfindung ein fotoleitfähiges Element mit einer hohen Fotoempfindlichkeit zur Verfugung gestellt werden, dessen fotoleitfähige Schicht sehr gut an dem Träger anhaftet und einen guten elektrischen Kontakt mit dem Träger hat.

Gegenstand der Erfindung ist das im Patentanspruch 1

gekennzeichnete, fotoleitfähige Element.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt, der zur Erläuterung des Schichtaufbaus des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Elements dient, und

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Fig. 2 ist ein Flußschema, das zur Erläuterung eines Beispiels einer Vorrichtung für die Herstellung •des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Elements dient.
.»♦<

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht, in der ein typischer Aufbau des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Elements erläutert wird« ..--.'

Das in Fig. 1 gezeigte, fotoleitfähige Element 100 weist einen Träger 101 für das fotoleitfähige Element und eine auf dem Träger 101 vorgesehene, amorphe Schicht 102, die a-Si(H,X) enthält, das Fotoleitfähigkeit zeigt, auf, wobei axe amorphe Schicht 102 eine Schichtstruktur hat, die so aufgebaut ist, daß sie einen ersten Schichtbereich 103, der mindestens eine aus Sauerstoffatomen, Stickstoffatomen und Kohlenstoffatomen ausgewählte Atomart als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einen zweiten Schichtbereich 104, der Atome eines Elements der Gruppe III des Periodensystems als am Aufbau beteiligte Atome enthält, aufweist. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel nimmt der zweite Schichtbereich 104 den gesamten Bereich der amorphen Schicht 102 ein,
während der erste Schichtbereich einen Teil des zweiten Schichtbereichs 104 bildet. Der erste Schichtbereich 103 liegt demnach' im Innern der amorphen Schicht 102 unterhalb ihrer Oberfläche vor, d„ h. daß der erste Schichtbereich 103 nicht an der Oberfläche der amorphen Schicht erscheint.

In einem oberen Schichtbereich 105 der amorphen Schicht 102 sind keine Sauerstoffatome enthalten, von denen angenommen wird, daß sie einen die Feuchtigkeitsbeständigkeit und die Koronaionenbeständigkeit beeinflussenden Faktor darstellen, vielmehr sind Sauerstoffatome nur

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Mit dem Einbau mindestens einer aus Sauerstoffatomen, Stickstoffatomen und Kohlenstoffatomen ausgewählten Atomart in den ersten Schichtbereich 103 sind Verbesserungen hauptsächlich in bezug auf einen höheren Dunkelwiderstand und eine bessere Haftung beabsichtigt, während damit, daß in den oberen Schichtbereich 105 des zweiten Schichtbereichs 104 keine dieser Atomarten eingebaut wird, hauptsächlich eine Verbesserung in bezug auf eine höhere Empfindlichkeit beabsichtigt ist. Die Sauerstoffatome, Stickstoffatome oder Kohlenstoffatome können in dem ersten Schichtbereich 103 in einer Menge enthalten sein, die nach Wunsch in einer geeigneten Weise in Abhängigkeit von·den Eigenschaften, die das gebildete, fotoleitfähige Element haben muß, festgelegt werden kann.

Wenn in dem ersten Schichtbereich 103 Sauerstoffatome enthalten sind, liegen die Sauerstoffatome geeigneterweise in einer Menge von 0,01 bis 20 Atom-%, vorzugsweise von 0,02 bis 10 Atom-% und insbesondere von 0,03 bis 5 Atom-%, auf den ersten Schichtbereich bezogen, vor.

Wenn in dem ersten Schichtbereich 103 Stickstoffatome enthalten sind, liegen die Stickstoffatome geeigneterweise in einer Menge von 0,01 bis 20 Atom-%, vorzugsweise von 0,02 bis 7 Atom-% und insbesondere von 0,03 bis 3 Atom-%, auf den ersten Schichtbereich bezogen, vor.

Wenn in dem ersten Schichtbereich 103 Kohlenstoffatome enthalten sind, liegen die Kohlenstoffatome geeigneterweise in einer Menge von 0,01 bis 20 Atom-%, vorzugsweise von 0,02 bis 5 Atom-% und insbesondere von 0,03 bis

35 1 Atom-%, auf den ersten Schichtbereich bezogen, vor.

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Wenn in dem ersten Schichtbereich 103, der in dem erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Element einen Teil der amorphen Schicht 102 bildet, zwei oder drei aus Sauerstoffatomen, Stickstoffatomen und Kohlenstoffatomen ausgewählte Atomarten enthalten sein sollen, kann der Gehalt der einzelnen Atomarten in dem ersten Schichtbereich 103 geeigneterweise so hoch sein, daß die Summe der Gehalte 0,01 bis 20 Atom-% beträgt.

Auch der Gehalt der Atome eines Elements der Gruppe III des Periodensystems, die in dem zweiten Schichtbereich 104 enthalten sein müssen, kann ähnlich wie in dem Fall der Gehalte der Atome, die wie vorstehend erwähnt in dem ersten Schichtbereich 103 enthalten sein müssen, nach Wunsch in geeigneter Weise festgelegt werden. Der Gehalt der Atome des Elements der Gruppe III

beträgt im allgemeinen 0,01 bis 5 χ 10 Atom-ppm, geeigneterweise 1 bis 100 Atom-ppm, vorzugsweise 2 bis 50 Atom-ppm und insbesondere 3 bis 20 Atom-ppm, auf den zweiten Schichtbereich bezogen.

Die Dicke des ersten Schichtbereichs 103 und des oberen Schichtbereichs 105 ist einer der wichtigen Faktoren für eine wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung und sollte infolgedessen bei der Gestaltung des fotoleitfähigen Elements sorgfältig festgelegt werden, um dem fotoleitfähigen Element gewünschte Eigenschaften zu verleihen.

Erfindungsgemäß steht die Schichtdicke des ersten

Schichtbereichs 103 in enger Beziehung zu der Schichtdicke der amorphen Schicht 102 für sich. Die Dicke des ersten Schichtbereichs 103 beträgt im allgemeinen 3 bis 100 pm, vorzugsweise 5 bis 50 pm und insbesondere 7 bis 30 jum.

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Der obere Schichtbereich 105 kann im allgemeinen eine Dicke von 0,02 bis 10 pm, vorzugsweise von 0,03 bis 5 jum und insbesondere von 0,05 bis 2 μη\ haben.

Erfindungsgemäß kann das fotoleitfähige Element efen in Fig. 1 gezeigten Aufbau haben, bei dem auch in dem oberen Schichtbereich 105 Atome eines Elements der Gruppe III enthalten sind und bei dem die amorphe Schicht 102 mit dem zweiten Schichtbereich 104 vollkommen identisch gemacht wird. Bei einer anderen Ausführungsform ist es auch möglich, den oberen Schichtbereich frei von Atomen eines Elements der Gruppe III zu machen, während der erste und der zweite Schichtbereich als identischer Schichtbereich ausgebildet werden.

Bei einer solchen Ausführungsform des fotoleitfähigen Elements, bei dem in den oberen Schichtbereich keine Atome eines Elements der Gruppe III eingebaut werden, ■können bemerkenswert gute Eigenschaften erzielt werden, ^und zwar insbesondere bei der wiederholten Verwendung in einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit und eine ausreichende Haltbarkeit während einer langzeitigen Verwendung in dieser Atmosphäre. Als weiteres Beispiel für die bevorzugten Ausführungsformen kann auch ein Fall erwähnt werden, bei dem innerhalb eines ersten Schichtbereichs ein zweiter Schichtbereich gebildet wird.

Außerdem kann erfindungsgemäß zwischen dem Träger 101 und dem ersten Schichtbereich 103 eine Zwischenschicht vorgesehen werden, die aus einem Metalloxid wie Al_?0_ besteht und als sogenannte elektrische Sperrschicht dienen kann.

Zu den Atomen, die zur Gruppe III des Periodensystems gehören und erfindungsgemäß in den zweiten Schichtbereich

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einzubauen sind, können B, Al, Ga, In und Tl gehören. Von diesen Atomarten werden B und Ga besonders bevorzugt.

Der Träger kann entweder elektrisch leitend oder isolierend 5 sein. Als Beispiele für elektrisch leitende Materialien können Metalle wie NiCr₁, rostfreier Stahl, Al, Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt und Pd oder Legierungen davon erwähnt werden.

Als isolierende Träger können üblicherweise Folien oder Platten aus Kunstharzen, wozu Polyester, Polyethylen,. Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol und Polyamid gehören, Gläser, keramische Stoffe, Papiere und andere Materialien eingesetzt werden. Diese isolierenden Träger können geeigneterweise auf mindestens einer ihrer Oberflächen einer Behandlung unterzogen werden, durch die sie elektrisch leitend gemacht werden, und andere Schichten werden geeigneterweise auf der Seite des Trägers vorgesehen, die durch eine solche Behandlung elektrisch leitend gemacht worden ist.

Ein Glas kann beispielsweise elektrisch leitend gemacht werden, indem auf dem Glas ein dünner Film aus NiCr,

25 Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd, In₃O₃, SnO₃ oder ITO (In₂0₃+Sn0₂) vorgesehen wird. Alternativ kann eine Kunstharzfolie wie eine Polyesterfolie auf ihrer Oberfläche durch Vakuumaufdampfung, Elektronenstrahl*" abscheidung oder Zerstäuben eines Metalls wie NiCr,

30 Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti oder Pt oder durch Laminieren eines solchen Metalls auf die Oberfläche elektrisch leitend gemacht werden. Der Träger kann in irgendeiner Form ausgebildet werden, beispielsweise in Form eines Zylinders, eines Bandes oder einer

Platte, und seine Form kann in gewünschter Weise festge-

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legt werden. Wenn das fotoleitfähige Element 100 in Fig. 1 beispielsweise als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke eingesetzt werden soll, kann es für die Verwendung in einem kontinuierlichen, mit hoher Geschwindigkeit durchgeführten Kopierverfahren geeigneterweise in Form eines endlosen Bandes oder eines Zylinders gestaltet werden. Der Träger kann eine in geeigneter Weise festgelegte Dicke haben, so daß ein gewünschtes fotoleitfähiges Element gebildet werden kann. Wenn das fotoleitfähige Element flexibel sein soll, wird der Träger mit der Einschränkung, daß er • in ausreichendem Maße seine Aufgabe als Träger beibehalten muß, so dünn wie möglich ausgebildet. In einem solchen Fall hat der Träger jedoch im allgemeinen unter Berücksichtigung seiner Herstellung und Handhabung sowie seiner mechanischen Festigkeit eine Dicke von 10 pm oder eine größere Dicke.

Typische Beispiele für Halogenatome (X), die erfindungsgemäß in die amorphe Schicht eingebaut werden, falls dies erwünscht ist, sind Fluor-, Chlor-, Brom- und Jodatome, wobei Fluor- und Chloratome besonders bevorzugt werden.

Die Bildung der aus a-Si:(H, X) bestehenden, amorphen Schicht kann erfindungsgemäß nach einem Vakuumbedampfungsverfahren unter Anwendung der Entladungserscheinung, beispielsweise nach dem Glimmentladungsverfahren, dem Zerstäubungsverfahren oder dem Ionenplattierverfahren, durchgeführt werden.. Für die Bildung der aus a-Si:(H, X) bestehenden, amorphen Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren wird beispielsweise ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen zusammen mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial für die Zuführung von SiIi-

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ciumatomen (Si) in eine Abscheidungskammer eingeleitet, die auf einen verminderten Druck gebracht werden kann und in.der zur Bildung einer aus a-Si:(H, X) bestehenden Schicht auf der Oberfläche eines Trägers, der in der Kammer in eine vorbestimmte Lage gebracht worden is't, eine Glimmentladung erzeugt wird. Wenn die amorphe Schicht nach dem Zerstäubungsverfahren gebildet werden soll, kann ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen in eine zur Zerstäubung dienende Kammer eingeleitet werden, wenn die Zerstäubung unter Anwendung eines aus Silicium (Si) gebildeten Targets in einer Atmosphäre aus einem Inertgas wie Ar oder He oder einer Gasmischung auf Basis dieser Inertgase bewirkt wird,

Zu dem erfindungsgemäß für die Zuführung von Si einzusetzenden, gasförmigen Ausgangsmaterial können als wirksame Materialien gasförmige oder vergasbare Siliciumhydride (Silane) wie SiH₄₅ ^Si ₂ ^H6' Si₃H₈ und Si₄H₁₀ ge» hören. SiH₄ und Si-H₆ werden im Hinblick auf ihre einfache Handhabung während der Schichtbildung und auf den Wirkungsgrad hinsichtlich der Zuführung von Si besonders bevorzugt.

Als wirksames, gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Halogenatomen, das erfindungsgemäß einzusetzen ist, kann eine Anzahl von Halogenverbindungen wie gasförmige Halogene, Halogenide, Interhalogenverbindungen und halogensubstituierte Silanderivate, die gasförmig oder vergasbar sind, erwähnt werden«

Alternativ ist erfindungsgemäß auch der Einsatz von Halogenatome enthaltenden, gasförmigen oder vergasbaren Siliciumverbindungen, die aus Siliciumatomen und Halogenatomen gebildet sind, wirksam.

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Zu typischen Beispielen für Halogenverbindungen, die erfindungsgemäß vorzugsweise eingesetzt werden, können gasförmige Halogene wie Fluor, Chlor, Brom und Jod und Interhalogenverbindungen wie BrF, ClF, ClF₃, BrF , BrF ,

₅ IF₃, IF₇, ICl und IBr gehören. ~ " .»,

Als Halogenatorne enthaltende Siliciumverbindungen, d. h. als mit Halogenatomen substituierte Silanderivate, werden Siliciumhalogenide wie SiF., Si F₆, SiCl₄ und SiBr₄ bevorzugt.

Wenn das erfindungsgemäße, fotoleitfähige Element nach dem Glimmentladungsverfahren unter Einsatz einer solchen Halogenatome enthaltenden Siliciumverbindung gebildet wird, kann auf einem gegebenen Träger eine aus a-Si:X bestehende, fotoleitfähige Schicht gebildet werden, ohne daß als zur Zuführung von Si befähigtes, gasförmiges Ausgangsmaterial ein gasförmiges Siliciumhydrid eingesetzt wird.

Das grundlegende Verfahren zur Bildung der Halogenatome enthaltenden, amorphen Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren besteht darin, daß ein zur Zuführung von Si dienendes, gasförmiges Ausgangsmaterial, beispielsweise ein gasförmiges Siliciumhalogenide und ein Gas wie Ar, H₂ oder He in einem vorbestimmten Verhältnis in einer geeigneten Menge in die zur Bildung einer amorphen Schicht dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden, worauf eine Glimmentladung angeregt wird, um eine Plasmaatmosphäre aus diesen Gasen zu bilden und dadurch auf einem Träger die amorphe Schicht zu bilden. Zum Einbau von Wasserstoffatomen in die amorphe Schicht kann die amorphe Schicht auch gebildet werden, indem man eine Wasserstoffatome enthaltende, gasförmige Siliciumverbindung in einem geeigneten Verhältnis mit diesen Gasen vermischt.

Alle Gase, die zur Einführung der einzelnen Atomarten dienen, können entweder als einzelne Spezies oder in

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Form einer Mischung von mehr als einer Spezies in einem vorbestimmten Verhältnis eingesetzt werden.

Die Bildung einer aus a-Si(H, X) bestehenden, fotoleitfähigen Schicht nach dem reaktiven ZerstäubungsverfahFe'n oder dem Ionenplattierverfahren kann in der nachstehend erläuterten Weise durchgeführt werden» Im Fall des Zerstäubungsverfahrens wird für die Zerstäubung ein Target aus Si in einer geeigneten Gasplasmaatmosphäre verwendet» Alternativ wird im Fall des lonenplattierverfahrens polykristallines Silicium oder Einkristall-Silicium als Verdampfungsquelle in ein Verdampfungsschiffchen hineingebracht, und die Silicium-Verdampfungsquelle wird durch Erhitzen nach dem Widerstandsheizverfahren oder dem Elektronenstrahlverfahren verdampft, wobei den verdampften, fliegenden Substanzen ein Durchtritt durch eine geeignete Gasplasmaatmosphäre ermöglicht wird.

Während dieser Verfahrensweise kann zur Einführung von Halogenatomen in die gebildete Schicht beim Zerstäubungsverfahren oder beim Ionenplattierverfahren eine gasförmige Halogenverbindung, wie sie vorstehend erwähnt wurde, oder eine halogenhaltige Siliciumverbindung, wie sie vorstehend erwähnt wurde, in die Abscheidungskammer eingeleitet werden, um darin eine Plasmaatmosphäre aus diesem Gas zu bilden.

Wenn Wasserstoffatome eingeführt werden, kann ein zur Einführung von V/asserstoff atomen dienendes, gasförmiges Ausgangsmaterial wie H_ oder die vorstehend erwähnten Silane in die zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden, worauf eine Plasmaatmosphäre aus diesen Gasen gebildet wird.

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Erfindungsgemäß können als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Halogenatomen die Halogenverbindungen . oder die halogenhaltigen Siliciumverbindungen, die vorstehend erwähnt wurden, in wirksamer Weise eingesetzt werden. Außerdem ist es auch möglich, ein gasförmiges oder vergasbares Halogenid, das Wasserstoffatome als eine der am Aufbau beteiligten Atomarten enthält, beispielsweise einen Halogenwasserstoff wie HF, HCl, HBr oder HI oder ein halogensubstituiertes Siliciumhydrid wie SiH₉F , SiH I₀, SiH Cl , SiHCl,., SiH Br oder SiHBr₃, als wirksames Ausgangsmaterial für die Bildung einer amorphen Schicht einzusetzen.

Diese Halogenide, die Wasserstoffatome enthalten und jg dazu befähigt sind, während der Bildung der amorphen Schicht in die amorphe Schicht gleichzeitig mit der Einführung von Halogenatomen Wasserstoffatome einzuführen, die hinsichtlich der Regulierung der elektrischen oder optischen Eigenschaften sehr wirksam sind, können vorzugsweise als Ausgangsmaterial für die Einführung von Halogenatomen eingesetzt werden.

Bei dem Einbau von Wasserstoffatomen in die Struktur der amorphen Schicht kann dafür gesorgt werden, daß 2g in einer Abscheidungskammer, in der die Entladung angeregt wird, zusammen mit einer zur Zuführung von Si dienenden Siliciumverbindung ein Material wie H₃ oder ein gasförmiges Siliciumhydrid wie SiH., Si₀H-, Si„H_Q oder

^i c. O OO

Si₄H₁₀ vorliegt.

Bei dem reaktiven Zerstäubungsverfahren wird beispielsweise ein Si-Target eingesetzt, und ein zur Einführung von Halogenatomen dienendes Gas. und H_-Gas werden, zusammen mit einem Inertgas wie He oder Ar, falls dies erwünscht ist, in eine Abscheidungskammer eingeleitet,

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in der eine Plasmaatmosphäre gebildet wird, um eine Zerstäubung unter Anwendung des Si-Targets zu bewirken und dadurch auf dem Träger eine aus a-Si(H, X) bestehende, amorphe Schicht zu bilden.

Außerdem kann auch ein Gas wie z. B. B₃H₆ eingeleitet werden, damit auch eine Dotierung mit Fremdstoffen bewirkt wird.

Die Menge der Wasserstoffatome (H) oder Halogenatome (X), die in der amorphen Schicht des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Elements enthalten sind-, oder die Gesamtmenge der Wasserstoffatome und der Halogenatome kann im allgemeinen 1 bis 40 Atom-% und vorzugsweise 5 bis 30 Atom-% betragen. '■

Zur Regulierung der Mengen der in der fotoleitfähigen Schicht enthaltenen Wasserstoffatome

(H) und/oder Halogenatome (X) können die Trägertemperatur 20

während der Abscheidung und/oder die Mengen der zum Einbau von Wasserstoffatomen (H) oder Halogenatomen (X) eingesetzten, in die Abscheidungsvorrichtung einzuleitenden Ausgangsmaterialien oder die Entladungsleistung

reguliert werden. -

Für die Bildung eines zweiten Schichtbereichs und eines ersten Schichtbereichs durch Einführung von Atomen der Gruppe III bzw. mindestens einer aus Sauerstoffatomen,

Stickstoffatomen und Kohlenstoffatomen ausgewählten 30

Atomart in die amorphe Schicht können ein Ausgangsmaterial für die Einführung der Atome der Gruppe III oder ein Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoffatomen, für die Einführung von Stickstoffatomen

oder für die Einführung von Kohlenstoffatomen oder mehr 35

als eine Art dieser Ausgangsmaterialien zusammen mit einem Ausgangsmaterial für die Bildung einer amorphen Schicht eingesetzt werden, während ihre in die gebildete

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1 Schicht einzubauenden Mengen reguliert werden.

Wenn für die Bildung eines die amorphe Schicht bildenden, ersten Schichtbereichs ein Glimmentladungsverfahren angewandt wird, kann das Ausgangsmaterial für die Bilduhg des ersten Schichtbereichs aus den vorstehend für die Bildung der amorphen Schicht angegebenen Ausgangsmaterialien ausgewählt werden, und dazu wird mindestens eines der Ausgangsmaterialien für die Einführung von SauerjQ stoffatomen, Stickstoffatomen und Kohlenstoffatomen hinzugegeben.

Von solchen Ausgangsmaterialien für die Bildung des ersten Schichtbereichs können als Ausgangsmaterial für jg die Einführung von Sauerstoffatomen die meisten gasförmigen Substanzen oder vergasbaren Substanzen in vergaster Form, die Sauerstoffatome als am Aufbau beteiligte Atome 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, falls notwendig, einem Gas, das Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Alternativ kann auch eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Sauerstoffatome (0) und Wasserstoffatome (H) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Des weiteren kann auch eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangs-

35 material, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau beteilig-

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te Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si), Sauerstoffatome (0) und Wasserstoffatome (H) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, eingesetzt werden.

,:·■ Es ist auch ein anderes Verfahren möglich, bei dem eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) und Wasserstoff atome ("H) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Sauerstoffatome (0) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, eingesetzt wird.

Als Materialien für die Einführung von Sauerstoffatomen können Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂), Distickstoffoxid (N₃O)

Distickstofftrioxid (N₃O₃), Distickstofftetroxid ₃₄ Distickstoffpentoxid (N₀Op.), Stickstofftrioxid· (N0„) und niedere Siloxane, die Si-, O- und Η-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, beispielsweise Disiloxan (H₃SiOSiH₃) und Trisiloxan (H₃SiOSiK₂OSiH₃), erwähnt werden.

Als Ausgangsmaterialien für die Einführung von Stickstoffatomen können die meisten ^: gasförmigen Substanzen oder vergasbaren Substanzen in vergaster Form, die Stickstoffatome als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, eingesetzt werden.

Es ist beispielsweise möglich, eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Stickstoffatome (N) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und, falls notwendig, -einem Gas, das Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome

(X) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem

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1 gewünschten Mischungsverhältnis einzusetzen.

Alternativ kann auch eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen AusgangS-material, das Stickstoffatome (N) und Wasserstoffatome (H) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Des weiteren ist es auch möglich, eine Mischung aus einem jQ gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si), Stickstoffatome (N) und Wasserstoffatome (H) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, einzusetzen.

Es ist auch ein anderes Verfahren möglich, bei dem eine Mischung· aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) und Wasserstoffatome (H) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Stickstoffatome (N) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, eingesetzt wird.

Als Ausgangsmaterialien für die Bildung gasförmiger Ausgangsmaterialien für die Einführung von Stickstoffatomen können gasförmige oder vergasbare Stickstoffverbindungen wie Stickstoff, Nitride oder Azide, beispielsweise Stickstoff (N_), Ammoniak (NH,,), Hydrazin (HpNNHp), Stickstoffwasserstoffsäure (HN₃) und Ammoniumazid (NH₄N₃), erwähnt werden.

Des weiteren können zur Erzielung des Vorteils der

gleichzeitigen Einführung von Halogenatomen und Stickstoffatomen auch halogenhaltige Stickstoffverbindungen wie Stickstofftrifluorid (NF₃), Stickstofftetrafluorid ^^N2^F4^' Distickstoffdifluorid (N₃F₂), Fluorazid (FN₃),

- 27·. - DE 2570

Chlorazid (C1N„), Bromazid (BrN_) oder Hydraziniumazid (NpHj-N' ) eingesetzt werden.

Als Ausgangsmaterialien für die Einführung von Kohlenstoffatomen können die meisten gasförmigen Substanzen 5

oder vergasbaren Substanzen in vergaster Form, die Kohlenstoff atome als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, eingesetzt werden.

Es ist beispielsweise möglich, eine Mischung aus einem

, \

gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Kohlenstoffatome (C) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und, falls notwendig, einem

Gas, das Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome 15

(X) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem

gewünschten Mischungsverhältnis einzusetzen. Alternativ kann auch eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterialy das Kohlenstoffatome (C) und Wasserstoffatome (H) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Außerdem ist auch der Einsatz einer Mischung aus einem gasförmigen

Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau 25

beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si), Kohlenstoffatome (C) und Wasserstoffatome (H) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, möglich.

Es ist auch ein anderes·Verfahren möglich, bei dem eine

Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) und Wasserstoffatome (H) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Kohlenstoffatome (C) als am Aufbau betei-35

ligte Atome enthält, eingesetzt wird.

BAD ORIGiNAL

3247351

- 28 - DE 2570

Zu den Ausgangsmaterialien für die Bildung gasförmiger Ausgangsmaterialien für die Einführung von Kohlenstoffatomen können aus C- und Η-Atomen gebildete Kohlenwasserstoffe, beispielsweise gesättigte Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, ethylenische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen oder acetylenische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, gehören.

Typische Beispiele für die Kohlenwasserstoffe sind im einzelnen gesättigte Kohlenwasserstoffe wie Methan (CH₄), Ethan (C₂Hg), Propan (C₃H₈), η-Butan (n-^H.,.) und Pentan (C₁-H. p), ethylenische Kohlenwasserstoffe wie Ethylen (C₂H₄), Propylen (C₃H₅), Buten-1 (C₄H₃), Buten-2 (C₄H₈) und Isobutylen (C₄Ho) ^unc* acetylenische Kohlenwasserstoffe wie Acetylen (C₀H₀), Methylacetylen (C₀H.) und Butin (C.H-).

4 D

Typische Beispiele für das aus Si, C und H gebildete, 20 gasförmige Ausgangsmaterial sind Alkylsilane wie und Si(C₀H₁.)

Außerdem können für die Erzielung des Vorteils der
gleichzeitigen Einführung von Halogenatomen und Kohlenstoffatomen in wirksamer Weise auch halogensubstituierte, paraffinische Kohlenwasserstoffe wie CCl₄, CHF , CH F₀, CH₃F, CH₃Cl, CH₃Br, CH₃I oder C₃H₅Cl und halogenhaltige Alkylsilane wie SiCl (CH^L₃, SiCl₂(CH₃)₂ oder SiCl₃CH₃ eingesetzt werden.

Für die Bildung eines Sauerstoffatome enthaltenden, ersten Schichtbereichs nach einem Zerstäubungsverfahren kann als Target eine Einkristall-Si-Scheibe oder SiO_?- Scheibe oder eine Scheibe, in der eine Mischung von

35 Si und SiO₂ enthalten ist, eingesetzt werden, und die

- 29 - DE 2570

Zerstäubung kann in verschiedenen Gasatmosphären bewirkt werden.

Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, wird ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoff zusammen mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial für den Einbau von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen, falls dies erwünscht ist, das mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein kann, falls dies erwünscht ist, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet, und aus diesen Gasen wird ein Gasplasma gebildet, und die Zerstäubung wird unter Verwendung der Si-Scheibe bewirkt.

Alternativ kann die Zerstäubung im Fall der Verwendung von Si und SiO_? als getrennten Targets oder im Fall der Verwendung eines Targets aus e'iner platten- oder folienförmigen Mischung von Si und SiO„ in einer verdünnten Gasatmosphäre als Gas für die Zerstäubung oder in einer Gasatmosphäre, die mindestens Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, bewirkt werden. Als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Einführung von Sauerstoffatomen können auch bei der Zerstäubung die vorstehend erwähnten, für die Einführung von Sauerstoffatomen bei der Glimmentladung eingesetzten, gasförmigen Ausgangsmaterialien verwendet werden.

Für die Bildung eines Stickstoffatome enthaltenden, ersten Schichtbereichs nach einem Zerstäubungsverfahren wird als Target eine Einkristall- oder polykristalline Si-Scheibe oder Si^N.-Scheibe oder eine Scheibe, die Si und Si₃N₄ enthält, eingesetzt und in einer Atmosphäre aus verschiedenen Gasen zerstäubt.
35

- 30 - DE 2570

Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, werden ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Stickstoffatomen und, falls notwendig, ein gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen, die, falis erwünscht, mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein können, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet, um ein Gasplasma zu bilden und eine Zerstäubung unter Verwendung der Si-Scheibe zu bewirken.

Alternativ können Si und Si„N. als getrennte Targets oder in Form eines platten- bzw. folienförmigen Targets aus einer Mischung von Si und Si„N. eingesetzt werden, wobei die Zerstäubung in einer verdünnten Gasatmosphäre als Gas für die Zerstäubung oder in einer Gasatmosphäre, die Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält, bewirkt wird. Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Stickstoffatomen können auch im Fall der Zerstäubung die gasförmigen Ausgangsmaterialien für die Einführung von Stickstoffatomen eingesetzt werden, die vorstehend im Fall der Glimmentladung als Beispiele erwähnt wurden.

Für die Bildung eines Kohlenstoffatome enthaltenden,

ersten Schichtbereichs nach einem Zerstäubungsverfahren können als Target eine Einkristall- oder polykristalline Si-Scheibe und C-Scheibe oder eine Scheibe, in der eine

Mischung von Si und C enthalten ist, eingesetzt werden,

wobei die Zerstäubung in einer Atmosphäre aus verschie-

30 denen Gasen bewirkt wird.

Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target eingesetzt

wird, werden ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Kohlenstoffatomen und, falls erwünscht,

35 ein gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von

- 31 - DE 2570

Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen, die, falls erwünscht, mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein können,, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet, um darin ein Gasplasma zu bilden und die Zerstäubung unter Verwendung der Si-Sche$foe zu bewirken.

Alternativ können Si und C als getrennte Targets oder in Form eines folien- bzw. plattenförmigen Targets aus

jQ einer Mischung von Si und C eingesetzt werden, wobei die Zerstäubung in einem verdünnenden Gas als Zerstäubungsatmosphäre oder in einer Gasatmosphäre, die mindestens Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, bewirkt wird»

IQ Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Kohlenstoffatomen kann bei der Zerstäubung ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Kohlenstoffatomen eingesetzt werden, wie es vorstehend im Fall der Glimmentladung erwähnt wurde.

Als verdünnendes Gas für die Bildung einer amorphen Schicht nach dem Glimmentladungs- oder dem Zerstäubungsverfahren können erfindungsgemäß vorzugsweise Edelgase wie He, Ne und Ar erwähnt werden.

Für die Bildung eines die amorphe Schicht bildenden,

zweiten Schichtbereichs kann ein gasförmiges oder ein vergasbares Ausgangsmaterial für die Einführung der Atome der Gruppe III im gasförmigen Zustand zusammen mit einem Ausgangsmaterial für die Bildung einer amorphen Schicht, wie es vorstehend erwähnt wurde, in eine Vakuumbedampfungskammer eingeleitet werden.

Der Gehalt der in den zweiten Schichtbereich einzuführen-

den Atome der Gruppe III kann frei reguliert werden,

indem man beispielsweise die Gasdurchflußmengen, die Ver-

- 32 - DE 2570

hältnisse der Qar.durchflußnengen der zur Einführung der Atome der Gruppe III eingesetzten Ausgangsmaterialien oder die Entladungsleistung reguliert.

Als wirksame Ausgangsmaterialien für die Einführung der Atome der Gruppe III können Borhydride wie B_?H_fi, ^B4^H10' ^B5^H9'"^B5^H11· V¹IO' ^B6^H12 ^{Oder B}6^H14 ^Und

genide wie BF₃, BCl₃ oder BBr₃ erwähnt werden. Außerdem können auch Materiali«
^T1C13 eingesetzt werden

können auch Materialien wie AlCl₃, GaCl₃, InCl₃ oder

Wenn in dem erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Element in einem ersten Schichtbereich Stickstoffatome enthalten sind, können in den ersten Schichtbereich auch Sauerstoffatome eingebaut sein. Durch den chemischen Einbau von Sauerstoffatomen in den ersten Schichtbereich kann gleichzeitig mit einer weiteren Erhöhung des Dunkelwiderstandswertes die Haftung zwischen der amorphen Schicht und dem Träger weiter verbessert werden.

Für den Einbau von Sauerstoffatomen in den ersten
Schichtbereich kann während der Bildung des ersten
Schichtbereichs ein Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoffatomen, wie es vorstehend erwähnt wurde, im gasförmigen Zustand in eine Vakuumbedampfungsvorrichtung eingeleitet werden.

Alternativ können im Fall der Bildung eines ersten
Schichtbereichs nach einem reaktiven ZerstäubungsverfahrenSauerstoffatome in den ersten Schichtbereich eingebaut werden, indem man ein SiO„-Target oder ein Target, das mit z. B. Si oder Si₃N₄ vermischtes SiO₂ enthält, einsetzt.

BAD ORIGINAL

- 33 - DE 2570

Wenn in dem erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Element in einem ersten Schichtbereich Kohlenstoffatome enthalten sind, können in den ersten Schichtbereich auch Sauerstoffatome und/oder Stickstoffatome eingebaut sein.
Durch den chemischen Einbau von Sauerstoffatomen '-in den ersten Schichtbereich kann gleichzeitig mit einer weiteren Erhöhung des Dunkelwiderstandswerts die Haftung zwischen der amorphen Schicht und dem Träger weiter verbessert werden. Die Einführung von Stickstoffatomen begünstigt auch die Verbesserung der Fotoempfindlichkeit in dem ersten Schichtbereich. Für den Einbau von Sauerstoffatomen oder Stickstoffatomen in den ersten Schichtbereich kann ein Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoffatomen oder ein Ausgangsmaterial für die Einführung von Stickstoffatomen, wie sie vorstehend erwähnt wurden, während der Bildung des ersten Schichtbereichs im gasförmigen Zustand in eine Vakuumbedampfungsvorrichtung eingeleitet werden.

Alternativ können Sauerstoffatome oder Stickstoffatome bei der Bildung eines ersten Schichtbereichs nach dem reaktiven Zerstäubungsverfahren in den gebildeten, ersten Schichtbereich eingebaut werden, indem zum Einbau von Sauerstoffatomen ein SiOp-Target oder ein Target, das mit z. B. Si oder Si-N vermischtes SiO₀ enthält, eingesetzt wird oder indem zum Einbau von Stickstoffatomen ein SigN.-Target oder ein Target, das mit z. B. Si oder C vermischtes Si„N. enthält, eingesetzt wird.

Nachstehend wird ein Verfahren zur Herstellung des fotoleitfähigen Elements nach einem Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren beschrieben.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung für die Herstellung eines fotoleitfähigen Elements nach einem Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren.

324135Ί

- 34 - DE 2570

In den Gasbomben 202, 203, 204, 205 und 206 sind luftdicht abgeschlossene, gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung der einzelnen Schichten enthalten. Zum Beispiel ist 202 eine Bombe, die mit He verdünntes SiH₄-Gas enthält (Reinheit: 99,999 %, nachstehend kurz mi't SiH./He bezeichnet), ist 203 eine Bombe, die mit He

verdünntes B„H--Gas enthält (Reinheit: 99,999 %, nach- c. b

stehend kurz mit B_OH_/He bezeichnet), ist 204 eine Bombe,

c b

die mit He verdünntes Si„H_c-Gas enthält (Reinheit:

<± b

99,99 %, nachstehend kurz mit Si„H₆/He bezeichnet), ist 205 eine Bombe, die mit He verdünntes SiF₄-GaS enthält (Reinheit: 99,999 %, nachstehend kurz mit SiF₄/He bezeichnet) und ist 206 eine Bombe, die NO-Gas, NH„-Gas oder CO-Gas enthält.

Um diese Gase in die Reaktionskammer 201 hineinströmen zu lassen, wird zuerst das Hauptventil 234 geöffnet, um die Reaktionskammer 201 und die Gas-Rohrleitungen zu evakuieren, nachdem bestätigt worden ist, daß die Ventile 222 bis 226 der Gasbomben 201 bis 206 und das Belüftungsventil 235 geschlossen und die Einströmventile 212 bis 216, die Ausströmventile 217 bis 221 und die Hilfsventile 232 und 233 geöffnet sind. Als nächster Schritt werden die Hilfsventile 232 und 233 und die Ausströmventile 217 bis 221 geschlossen, wenn der an der Vakuummeßvorrichtung 236 abgelesene Wert 6,7 nbar erreicht hat.

Nachstehend wird ein Beispiel für die Bildung eines ersten Schichtbereichs, der einen Teil einer auf einem zylindrischen Träger 237 befindlichen, amorphen Schicht bildet, erläutert. SiH₄/He-Gas aus der Gasbombe 202, BgHg/He-Gas aus der Gasbombe 203 und NO-Gas aus der Gasbombe 206 werden in die Durchflußreguliervorrichtungen 207, 208 und 211 hineinströmen gelassen, indem die Ventile

- 35 - DE 2570

222, 223 und 226 so geöffnet werden, daß die Drücke an den Auslaßmanometern 227, 228 und 231 jeweils auf einen -Wert von 0,98 bar einreguliert werden, und indem die Einströmventile 212, 213 und 216 allmählich geöffnet werden. Anschließend werden die Ausströmvent-l'le 217, 218 und 221 und die Hilfsventile 232 und 233 allmählich geöffnet, um die einzelnen Gase in die Reaktionskammer 201 hineinströmen zu lassen« Die Ausströmventile 217, 218 und 221 werden so reguliert, daß das Verhältnis der Durchflußmengen der Gase, d. h. das Verhältnis

SiH₄/He:B H /He:N0„ einen gewünschten Wert erreicht₅ und auch die Öffnung des Hauptventils 234 wird reguliert,

. während die Ablesung an der Vakuummeßvorrichtung 236 beobachtet wird, und zwar so, daß der Druck in der Reaktionskammer einen " gewünschten Wert erreicht. Nachdem bestätigt worden ist, daß die Temperatur des zylindrischen Trägers 237 durch die Heizvorrichtung 238 auf 50⁰C bis 400°C eingestellt wurde, wird die Stromquelle 240 auf eine gewünschte Leistung eingestellt, um in der Reaktionskammer 201 eine Glimmentladung anzuregen, wodurch auf dem zylindrischen Träger ein erster Schichtbereich gebildet wird.

Für die Bildung eines ersten Schichtbereichs, der Stickstoffatome oder Kohlenstoffatome enthält, können in dem vorstehend beschriebenen Beispiel für die Bildung des ersten Schichtbereichs anstelle des NÖ-Gases NH₃-Gas oder CO-Gas eingesetzt werden.

Für die Bildung des oberen Schichtbereichs auf dem ersten Schichtbereich, der auf dem zylindrischen Träger gebildet wurde, wird die Schichtbildung bewirkt, indem das Sauerstoffatome enthaltende Gas, das Stickstoffatome enthaltende Gas und das Kohlenstoffatome enthaltende Gas, die bei der Bildung des ersten Schichtbereichs einge-

- 36 - DE 2570

1 setzt wurden, weggelassen werden.

Natürlich werden alle Ausströmventile mit Ausnahme der Ausströmventile, die für die bei der Bildung der einzelnen Schichten eingesetzten Gase notwendig sind, geschlossen, und um zu verhindern, daß das bei der Bildung der vorherigen Schicht eingesetzte Gas während der Bildung der einzelnen Schichten in der Reaktionskammer 201 und in den Rohrleitungen von den Ausströmventilen 217 bis

IQ 221 zu der Reaktionskammer 201 verbleibt, kann, falls notwendig, ein Verfahren durchgeführt werden, bei dem das System einmal bis zur Erzielung eines hohen Vakuums evakuiert wird, indem die Ausströmventile 217 bis 221 geschlossen und die Hilfsventile 232 und 233 bei voll-

IQ ständiger Öffnung des Hauptventils 234 geöffnet werden.

Während der Bildung der Schicht kann der zylindrische Träger 237 mittels eines Motors 239 mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht werden, um eine gleichmäßige Schichtbildung zu bewirken.

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

Das erfindungsgemäße, fotoleitfähige Element hat besonders in dem Fall, daß es als Bilderzeugurigselement für elektrofotografische Zwecke eingesetzt wird, eine hervorragende Fähigkeit zum Festhalten von Ladungen während einer Ladungsbehandlung, wobei keinerlei Beeinflussung

35 der Bilderzeugung durch ein Restpotential auftritt,

BAD OBiGINAL

- 37 - DE 2570

zeigt stabile, elektrische Eigenschaften mit einer hohen Empfindlichkeit und einem hohen Störabstand sowie eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber der Licht-Ermüdung und hat bei der wiederholten Verwendung ausgezeichnete Eigenschäften und zwar insbesondere auch bei der wiederholten Verwendung in einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit, wodurch es ermöglicht wird, sichtbare Bilder hoher Qualität mit einer hohen Dichte, einem klaren Halbton und einer hohen Auflösung zu erhalten.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

■

Auf einem Al-Zylinder wurden mittels der in Fig„ 2 gezeigten Herstellungsvorrichtung unter den folgenden Bedingungen Schichten gebildet.

BAD ÖfflGIMÄL

Tabelle I

Erster ι
Schicht-¹
bereich

Obere
Schicht

Durchfluß-

menge „ Entladungs-

Eingesetzte (Norm-cm / Durchflußnengen- leistung Gase min; SCOl) verhältnis (W/cm²) Abscheidungsgeschwindigkeit der
Schicht (nm/s)

SiH₄/He =
0,5

NO

ίο

"³

SiH₄/He =
0,5

200 NO/SiH = 4

4 χ 10~²

B₂H₆ZSiH₄

₂H₆ 8 χ 10

"⁵

300

Schicht
dicke
(pm)

V⁵

20

0,15

Temperatur des Al-Zylinders: 250 C

Entladungsfrequenz: 13,56 MHz

Gegendruck in der Reaktionskammer: 0,67 mbar

- 39 - DE 2570

Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, und eine Koronaladung mit +5,0 kV wurde 0,2 s lang durchgeführt. Unmittelbar danach wurde das Bilderzeugungselement bildmäßig belichtet. Zur bildmäßigen Belichtung wurde ein Lichtbild unter Anwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle mit einem Belichtungswert von 1,5 Ix.s durch . eine lichtdurchlässige Testkarte hindurch auf das Bilderzeugungselement projiziert.

Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen,.wodurch auf der Oberfläche des Bilderzeugungselements ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem Bilderzeugungselement befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit +5,0 kV auf ein Bildempfangspapier übertragen wurde, wurde ein klares Bild mit einer hohen Dichte erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine gute Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte. ' "

Beispiel 2

Auf einem Al-Zylinder wurden mittels der in Fig. 2 ge-. zeigten Herstellungsvorrichtung unter den folgenden Bedingungen Schichten gebildet;

BAD ORfGfNAL

Erster
Schichtbereich

Tabelle II

Durchfluß

menge „ Entladungs-

Eingesetzte (Norm-cm / Durchflußmengen- leistung

Gase min; SCCT-I) verhältnis (W/cm²)

Abseheidungsgeschwindigkeit der
Schicht(nm/s)

SiH./He = 0,5

NO

B_OH_C/He =

ΙΟ

"³

200

NO/SiH = 1,3 χ 10~²

8 χ

-5

Schichtdicke
(pn)

Obere
Schicht

SiH₄ZHe .= 0,5

B₂H₆ZHe

10

-3

200

1 χ

-5

0,15

-AI

2570

Die ^anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1.

Unter Anwendung des auf diese Weise hergestellten BiIderzeugungselements wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 auf einem Bildempfangspapier ein · Bild erzeugt, wobei ein sehr klares Bild erhalten wurde.

Beispiel 3

Zur Herstellung eines Bilderzeugungselements wurden der erste Schichtbereich und die obere Schicht unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet, wobei jedoch das Durchflußmengenverhältnis NO/SiH, so geändert wurde, daß es 6 χ 10~ betrug. Unter Anwendung dieses Bilderzeugungselements wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 auf einem Bildempfangspapier ein Bild erzeugt, wobei ein sehr klares Bild erhalten wurde«

Beispiel 4

Auf einem Al-Zylinder wurden mittels der in Fig. 2 gezeigten Herstellungsvorrichtung unter den folgenden Bedingungen Schichten gebildet!

ORIGINAL

Tabelle III

Erster
Schichtbereich

Durchfluß

menge „ Entladungs-

Eingesetzte (Norm-cm / Durchflußmengen- leistung

Gase min; SCC-I) verhältnis (W/cm²)

Abseheidungsgeschwindigkeit der
Schicht(nm/s)

Schichtdicke
(pn)

SiH₄/He = 0,5

SiF₄/He = 0,5

NO

B_OH_C/He =

ί D

10

-3

200

SiF₄/SiH₄ =0,2

NO/S1F₄+SiH₄ = 7 χ 10~²

^B2^H6^/SiF4^+SiH4 = 4 χ 10"⁵

²P

I .

Schicht

SiH₄/He = 0,5

300

0,2

- 43 - DE 2570

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1.

Unter Anwendung des auf diese Weise hergestellten BiIderzeugungselements wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 auf einem Bildempfangspapier ein Bild erzeugt, wobei ein sehr klares Bild erhalten wurde.

Beispiel 5

Zur Durchführung der Schichtbildung auf einem Al-Zylinder mittels der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung unter den folgenden Bedingungen wurde anstelle der in Beispiel 1 eingesetzten SiHL/He-Gasbombe eine SipH-/He-Gasbombe eingesetzt.

Tabelle IV

Erster Schichtbereich

Durchflußmenge „ Entladungs-Eingesetzte (Norm-cm / Durchflußmengen- leistung Gase min; SCG!) verhältnis (W/cm²)

Abscheidungsgeschwindigkeit der Schicht(nm/s)

Si_H_c/He = 1,0

200

NO/Si_H_c

Z. D

x 10

-2

0,9

Schichtdicke
(pm)

20

Obere Schicht

NO

10

-3

1,0

200

χ 10

0,8

0,2

ι ·«■

- 45 - DE 2570

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1.

IQ Beispiel 6

Auf einem Al-Zylinder mit einer 80,0 nm dicken, durch ein anodisches Oxidationsverfahren hergestellten AIpO,*- Schicht wurden zur Herstellung eines Bilderzeugungselements der erste Schichtbereich und die obere Schicht nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet.

Beispiel 7

Auf einem Al-Zylinder wurden mittels der in Fig. 2 gezeigten Herstellungsvorrichtung unter den folgenden Bedingungen Schichten gebildet?
30

Tabelle V

Erster
Schichtbereich

Durchflußmenge -

Eingesetzte (Norm-cm / Durchflußmengenmin; SCCM) verhältnis Entladungsleistung
(W/cm²)

Abseheidungsgeschwindigkeit der Schicht(nm/s)

SiH₄/He = 0,5

200

3 χ

-1 0,18

1,5

Schichtdicke (pi)

20

Obere
Schicht

-3

SiH./He 0,5

5 χ

-4

300 0,18

1,5

0,15

Temperatur des Al-Zylinders: 250 C

Entladungsfrequenz: 13,56 MHz

Gegendruck in der Reaktionskammer: 0,67 mbar

-"47"-. "" *". Ü12 2Ö70

Das auf dieye Weise hergestellte Bilderzeugungselement wurde in- eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, und eine Koronaladung mit +5,0 kV wurde 0,2 s lang durchgeführt. Unmittelbar danach wurde das Bilderzeugungselement bildmäßig belichtet. Zur bildmäßis.-gen Belichtung wurde ein Lichtbild unter Anwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle mit einem Belichtungswert von 1,5 Ix.s durch eine lichtdurchlässige Testkarte hindurch auf das Bilderzeugungselement projiziert.

Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenfö'rmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen, wodurch auf der Oberfläche des Bilderseugungselements ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem Bilderzeugungselement befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit +5,0 kV auf ein Bildempfangspapier übertragen wurde, wurde ein klares Bild mit einer hohen Dichte erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine gute Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte.

Beispiel 8

Auf einem Al-Zylinder wurden mittels der in Fig. 2 gezeigten Herstellungsvorrichtung unter den folgenden Bedingungen Schichten gebildet? ·

Tabelle VI

Erster
Schichtbereich

Durchflußmenge ₃ Entladungs-Eingesetzte (Norm-cm / Durchflußraengen- leistung Gase min; SCC!) verhältnis (W/cm²)

Abscheidungsgeschwindigkeit der Schicht(nm/s)

SiH₄/He = 0,5

200

NH /SiH₄ =

1 χ 10

_1

0,18

Schichtdicke (pn)

20

Obere
Schicht

NH.

B_OH_C/He =

ί. D

-3

SiH₄/He = 0,5

200

B₂H₆/SiH₄ = 5 χ 10~⁴

1 χ 10

~⁵

0,15

CD ,,

-3

- 49 - DE 2570

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 7.

Unter Anwendung des auf diese Weise hergestellten BiIderzeugungselements wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 auf einem Bildempfangspapier ein Bild erzeugt, wobei ein sehr klares Bild erhalten wurde.

10 Beispiel 9 .'..-.

Zur Herstellung eines Bilderzeugungselements wurden der erste Schichtbereich und die obere Schicht unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 gebildet, wobei das Durchflußmengenverhältnis B^H./SiH. jedoch so geändert wurde, daß es 1,0 χ 10 ~ betrug. Unter Anwendung dieses Bilderzeugungselements wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 auf einem Bildempfangspapier ein Bild erzeugt, wobei ein sehr klares Bild erhalten wurde»

Beispiel 10

Auf einem Al-Zylinder wurden mittels der in Fig. 2 gezeigten Herstellungsvorrichtung unter den folgenden
Bedingungen Schichten gebildet:

BAD ORIGINAL

Tabelle VII

Durchfluß

menge _ Entladungs-

Eingesetzte (Norm-cm / Durchflußmengen- leistung Gase min; SCC-I) verhältnis (W/cm²) Absehe i dungsgeschwindigkeit der Schicht(nm/s)

Erster Schicht bereich	SiH₄ 0,5	/He =
	SiF₄	/He =
	0,5
	NH	3
	^B2^H6	/He =

10

-3

200 Schichtdicke (pm)

SiF₄/SiH₄ = 0,2

NH /SiF₄+SiH₄

5 χ

-1

2 χ

-4 0,25

2,0

25

Obere Schicht

SiH₄/He = 0,5

300 0,18

0,2

- 51 - DE 2570

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 7. ,

Unter Anwendung des auf diese Weise hergestellten BiIderzeugungselements wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 auf einem Bildempfangspapier ein Bild erzeugt,, wobei ein sehr klares Bild erhalten wurde.

Beispiel 11

Zur Durchführung der Schichtbildung auf einem Al-Zylinder mittels der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung unter den folgenden Bedingungen wurde anstelle der in Beispiel 7 eingesetzten SiH₄/He-Gasbombe eine Si H_/He-Gasbombe eingesetzt.

Erster Schichtbereich

	Durchfluß menge „ (Nonrr-cm / min; SCG-!)	Tabelle ^VI11	Entladungs leistung (W/cm²)	Absehe i dungs- geschwindig- keit der Schicht(nrn/s)	Schicht dicke (pm)
Eingesetzte Gase	200	Durchflußmengen verhältnis	0,9	5,0	20
Si₀H^ZHe =	NH /Si H =

1,0

χ 10

Obere Schicht

ΙΟ

I₁O

χ 10

-4

200

0,8

0,2

- 53 - DE 2570

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 7. ■

Beispiel 12

Auf einem Al-Zylinder mit einer 8O₉O nm dicken, durch ein anodisches Oxidationsverfahren hergestellten Al-O,,-Schicht wurden zur Herstellung eines Bilderzeugungselements der erste Schichtbereich und die obere Schicht nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 gebildet.

Beispiel 13

. ■ ."

Tabelle IX

Durchflußmenge _ Entladungs-Eingesetzte (Norm-cm / Durchflußmengen- leistung Gase min; SCC-I) verhältnis (W/cm²)

Abseheidungsgeschwindigkeit der Schicht(nm/s)

Erster siH../He = Schicht- j ⁴ bereich ' ° »⁵

NH.

NO

IC

f³

200

NH₃/SiH₄ 6 χ 10~²

NO/S1H₄ 8 χ 10~³

1 χ 10

-4

Schichtdicke
(pn)

20

αϊ,"¹

till

Obere
Schicht

SiH₄/He 0,5

300

Temperatur des Al-Zylinders: 25O°C

Entladungsfrequenz: 13,56 MHz

Gegendruck in der Reaktionskammer: 0,67 mbar

0,15

DE 2570

Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, und eine Koronaladung mit +5,0 kV wurde 0,2 s lang durchgeführt. Unmittelbar danach wurde das Bilderzeugungselement bildmäßig belichtet. Zur bildmäiSigen Belichtung wurde ein Lichtbild unter Anwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle mit einem Belichtungswert von 1,5 Ix.s durch eine lichtdurchlässige Testkarte hindurch auf das Bilderzeugungselement projiziert,,

Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen, wodurch auf der Oberfläche des Bilderzeugungselements ein gutes Tonerbild erhalten wurde ο Als das auf dem Bilderzeugungselement befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit +5,0 kV auf ein Bildempfangspapier übertragen wurde, wurde ein klares Bild mit einer hohen Dichte erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine gute Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte.

Beispiel 14 ■

Auf einem Al-Zylinder wurden mittels der in Fig. 2 gezeigten Herstellungsvorrichtung unter den folgenden Bedingungen Schichten gebildeti

	Eingesetzte Gase	Durchfluß menge ₃ (Norm-cm / min; SCQl)	Tabelle X	Entladungs leistung (W/cm²)	Absehe i dungs- geschwindig- keit der Schicht(nm/s)	Schicht dicke (pm)	* * t · ι ". = .." cn. , " . I
	SiH₄/He = 0,5 CH₄ B_OH_C/He = Δ D ίο"³	200	Durchflußmengen verhältnis	0,18		20	* *
Erster Schicht bereich	SiH₄/He =	300	CH./SiH₇₁ = 4' 4 8,0 χ 10~² B₂H₆ZSiH₄ = 1,0 χ 10~⁴	0,18		0₇15
Obere Schicht

0,5

Temperatur des Al-Zylinders: 250 C

Entladungsfrequenz: 13,56 MHz

Gegendruck in der Reaktionskammer: 0,67 mbar

DE 2570

Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, und eine Koronaladung mit +5,0 kV wurde 0,2 s lang durchgeführt. Unmittelbar danach wurde das Bilderzeugungselement bildmäßig belichtet. Zur bildmä||igen Belichtung wurde ein Lichtbild unter Anwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle mit einem Belichtungswert von 1,5 Ix.s durch eine lichtdurchlässige Testkarte hindurch auf das Bilderzeugungselement projiziert.

Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen, wodurch auf der Oberfläche des Bilderzeugungs-

15 elements ein gutes Tonerbild erhalten wurde» Als das auf dem Bilderzeugungselement befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit +5,0 kV auf ein Bildempfangspapier übertragen wurde, wurde ein klares Bild mit einer hohen Dichte erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung

20 sowie eine gute Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstu=- fung zeigte.

Beispiel 15

25 Auf einem Al-Zylinder wurden mittels der in Fig. 2 gezeigten Herstellungsvorrichtung unter den folgenden Bedingungen Schichten gebildet".

	Eingesetzte Gase	Durchfluß menge „ (Norm-cm / min; SCCTl)	Tabelle XI	Entladungs leistung (W/cm²)	Abscheidungs- geschwindig- keit der Schicht(nm/s)	Schicht dicke	■	• « · · * * • ι · αϊ '"· CD · ι ·
	SiH₄/He = 0,5 CH₄ B₂H₆ZHe = ίο"³	200	Durchflußmengen verhältnis	0,18		20	• * *< <** * · 1 β ■ * * · • C < i * < ■ · «
Erster Schicht bereich	SiH₄ZHe = 0,5 B₀H^ZHe = ..-3	200	CH₄ZSiH₄ = 3,0 χ 10~² B₂H₆ZSiH₄ = I₁O χ 10~⁴	0,18		0,15
Obere Schicht		1 χ 10~⁵

ΙΟ

- 59 - DE 2570

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 14.

Unter Anwendung des auf diese Weise hergestellten BiIderzeugungselements wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 14 auf einem Bildempfangspapier ein Bild erzeugt, wobei ein sehr klares Bild erhalten wurde.

Beispiel 16

Zur Herstellung eines Bilderzeugungselements wurden der erste Schichtbereich und die obere Schicht unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 14 gebildet„ wobei das Durchflußmengenverhältnis ' CH./SiH. jedoch

-1 "

so geändert wurde, daß es 2 χ 10 betrug. Unter Anwendung dieses Bilderzeugungselements wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 14 auf einem Bildempfangspapier ein Bild erzeugt, wobei ein sehr klares Bild erhalten wurde.

Beispiel 17

Auf einem Al-Zylinder wurden mittels der in Fig. 2 ge—
zeigten Herstellungsvorrichtung unter den folgenden Bedingungen Schichten gebildet;

4-> SZ O Φ

■Π Χ

sz υ

Ό C

φ	SZ	χ) χ:	CN
χ;	CJ	υ
υ	U)	4-> :■<
U)	O) DO	•^ χ:
		Λ) O χ ω
	cf
			Lf)
	η	C '—^s	CN
	ro	3co	■
	4->	■Μ K *U) O*	O
	•ι—ι "^

i-H

t; L)

O CJ

L CO

Φ t:

IX, L ■-

COC

Q)

ω ω C O

•Η

fc, CN ■Η *·

ω ο

ο
ο

CN

O X

rc ■Η

•Η CO \

<Ν

O «H

VD

CO O

4-> SZ

u sz υ

cu ο ··-*

4J -r^H (L)

UI SZ U

Ci O d)

U-I CO X)

(N O

.-Γ

O O

Il !	Il	ΙΠ
K I	a:	·■
\ I	\	O
KO ro I	■sr	χ;
K I I		ο
CN O I	•H	•Η
CQ rH I	CO	SZ
		υ
	• Φ	co
	U
	φ
	X)
	O

BAD ORIGINAL

- 61 - DE 2570

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 14.

Unter Anwendung des auf diese Weise hergestellten BiIderzeugungselements wurde nach dem gleichen Verfahrfen und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 14 auf einem Bildempfangspapier ein Bild erzeugt, wobei ein sehr klares Bild erhalten wurde.

Beispiel 18

Zur Durchführung der Schichtbildung auf einem Al-Zylinder mittels der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung unter den folgenden Bedingungen wurde anstelle der in Beispiel 14 eingesetzten SiH./He-Gasbombe eine Si_pH_fi/He-Gasbombe eingesetzt.

Tabelle XIII

Erster Schichtbereich

Durchflußmenge _ . Einp.esetzte (Norm-cm / Durchflußmengen-Gase min; SCCT!) verhältnis

	Absehe idunr^s-	Schicht
Entladungs	geschwindig-	dicke
leistung	keit der	(pn)
(W/cm²)	Schicht(nm/s)

Si₀H /He =

i. D

1,0 CH,

200

6 χ

20

Obere
Schicht

B₂H₆ZHe =

10

-3

Si₀H-ZHe = 1,0

200

1 χ

4,5

0,2

CTi ■

INj ;'

- 63 - DE 2570

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 14.

Unter Anwendung des auf diese Weise hergestellten BiIderzeugungselements wurde nach dem. gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 14 auf einem Bildempfangspapier ein Bild erzeugt, wobei ein sehr klares Bild erhalten wurde.

Beispiel 19

Zur Herstellung eines Bilderzeugungselements wurden auf einem Al-Zylinder mit einer 80,0 nm dicken, durch ein anodisches Oxidationsverfahren gebildeten Al-O^- Schicht der erste Schichtbereich und die obere Schicht nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 14 gebildet.

Beispiel 20

Auf einem Al-Zylinder wurden mittels der in Fig. 2 gezeigten Herstellungsvorrichtung unter den folgenden Bedingungen Schichten gebildet!
30

Tabelle XIV

Durchfluß

menge ₃

Einnesetzte (NoHr₁-Cm / Durchflufimengen-Gase min; SCC!) verhältnis Entladungslei stunp;
(W/cm²)

Abseheidungsgeschv/indigkeit der
SchichtCnm/s)

Erster
Schichtbereich

Obere
Schicht

SiH₄/He =
0,5

CH,

NO

B_OH_C/He =
ί b

10

-3

200

CH₄/SiH₄ 1 χ 10"²

NO/SiH. 4 χ 10"³

1 χ 10

-4

SiH₄/He =300 - 0,18

°i⁵ Temperatur des Al-Zylinders: 25O°C

Entladungsfrequenz: 13,56 HHz
Gegendruck in der Reaktionskammer: 0,67 mbar

Schichtdicke (un)

20

0,15

_ 6b - ^{DE 257}°

Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, und eine Koronaladung mit +5,0 kV wurde 0,2 s lang durchgeführt. Unmittelbar danach wurde das Bilderzeugungselement bildmäßig belichtet. Zur bildmäß^- gen Belichtung wurde ein Lichtbild unter Anwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle mit einem Belichtungswert von 1,5 Ix.s durch eine lichtdurchlässige Testkarte hindurch auf das Bilderzeugungselement projiziert.

X5 elements ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem Bilderzeugungselement befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit +5,0 kV auf ein Bildempfangspapier übertragen wurde, wurde ein klares Bild mit einer hohen Dichte erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung

20 sowie eine gute Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte.

Beispiel _r21 · ■ .

25 Auf einem Al-Zylinder wurden mittels der in Figo 2 gezeigten Herstellungsvorrichtung unter den folgenden Bedingungen Schichten gebildet:

Erster
Schichtbereich

Obere
Schicht

Tabelle XV

Durchflußmenge „ - Entladungs-Eir.^esetzte (Norm-cm / Durchflußnnengen- leistung Gase min; SCGl) verhältnis (W/cm²)

Abscheidungsgeschwindigkeit aer
Schicht 'ra-i/

SiH₄/He =
0,5

CH,

NH.

B₀H, /He =

ίο"³

200

CH₄/SiH₄ =

1 χ 10

-2

NH₃/SiH

2 χ 10

1 x 10

4 -2

-4

SiH₄/He = 300 - 0,18

°'⁵ Temperatur des Al-Zylinders: 25O°C
Entladungsfrequenz: 13,56 HHz
Gegendruck in der Reaktionskammer: 0,67 mbar

Schichtdicke
(pn)

0,15

cn

_ 67 - DE 2570

Das auf die:3e Weise hergestellte Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, und eine Koronaladung mit +5,0 kV wurde 0,2 s lang durchgeführt. Unmittelbar danach wurde das Bilderzeugungselement bildmäßig belichtet. Zur bildmä$igen Belichtung wurde ein Lichtbild unter Anwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle mit einem Belichtungswert von 1,5 Ix.s durch eine lichtdurchlässige Testkarte hindurch auf das Bilderzeugungselement projiziert.

15 elements ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem Bilderzeugungselement befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit +5,0 kV auf ein Bildempfangspapier übertragen wurde, wurde ein klares Bild mit einer hohen Dichte erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung

sowie eine gute Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte.

Beispiel 22

25 Auf einem Al-Zylinder wurden mittels der in Fig. 2 gezeigten Herstellungsvorrichtung unter den folgenden Bedingungen Schichten gebildet?

BAD ORIGINAL

Tabelle XVI

Erster
Schichtbereich

Durchflußmenge „ · Entladungs-

Einresetzte (Norav-cm / Durchflußmengen- leistung

Gase min; SCCTD verhältnis (W/cm²)""

Abseheidungsgeschwindigkeit der
Schicht'r-T./s*·

SiH /He = 0,5

CH

NO

NH.

BH, /Her 2 6

ΙΟ'³

200

CH	./SiH. V 4	χ 10"³
6	χ 10"³	3/SiH₄
NO/SiH₄	χ 1O"³
2	Hg/SiH
NH
8
^B2

1 x

-4

Schichtdicke

(pm)

CTi CD

Obere
Schicht

SiH. /He = 0,5

300

Te-nperatur des Al-Zylinders: 25O°C

Entladungsfrequenz: 13,56 MHz

Gegendruck in der Reaktionskammer: 0,67 mbar

0,15

OO INJ

_ 69 _ DE 2570

Das auf diene Weise hergestellte Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, und eine Koronaladung mit +5,0 kV wurde 0,2 s lang durchgeführt. Unmittelbar danach wurde das Bilderzeugungselement bildmäßig belichtet. Zur bildmä^'igen Belichtung wurde ein Lichtbild unter Anwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle mit einem Belichtungswert von 1,5 Ix.s durch eine lichtdurchlässige Testkarte hindurch auf das Bilderzeugungselement projiziert.

Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen, wodurch auf der Oberfläche des Bilderzeugungselements ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem Bilderzeugungselement befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit +5,0 kV auf ein Bildempfangspapier übertragen wurde, wurde ein klares Bild mit einer hohen Dichte erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine gute Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte.

BAD

L ee rs ei te

Claims

Patentansprüche

N-·/ Fotoleitfähiges Element mit einem Träger für ein rotoleitfähiges Element und einer amorphen Schicht, die Fotoleitfähigkeit zeigt und aus einem Siliciumatome als Matrix enthaltenden, amorphen Material gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht einen ersten Schichtbereich, der mindestens eine aus Sauerstoffatomen, Stickstoffatomen und Kohlenstoffatomen ausgewählte Atomart als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einen zweiten Schichtbereich, der Atome eines Elements der Gruppe III des Periodensystems als am Aufbau beteiligte Atome enthält, aufweist, wobei der erste Schichtbereich im Innern der amorphen Schicht unterhalb ihrer Oberfläche vorliegt.
2. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht Wasserstoffatome und/oder Halogenatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält.
3. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht Wasserstoffatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält.

B/13

Dresdner Bank (München) Kto. 3939844

Postscheck (Manchen) Kto. 670-43-804

- 2 - DE 2570
4. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht Wasserstoffatome in einer Menge von 1 bis 40 Atom-% enthält.
5. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht Halogenatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält.
6. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht Halogenatome

in einer Menge von 1 bis 40 Atom-% enthält.
7. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halogenatome Fluoratome sind.
8. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich und der zweite Schichtbereich mindestens einen Teil von sich gemeinsam haben.
9. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich und der zweite Schichtbereich einen im wesentlichen identischen Bereich bilden.
10. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich Sauerstoffatome enthält.
11. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffatome in dem ersten Schichtbereich in einer Menge von 0,01 bis 20 Atom-% vorliegen.

- 3 - DE 2570
12. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich Stickstoffatome enthält.
13. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stickstoffatome in dem ersten Schichtbereich in einer Menge von 0,01 bis 20 Atom-% vorliegen.
JO 14. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich Kohlenstoffatome enthält.
15. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 14, daj^g durch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoff atome in dem ersten Schichtbereich in einer Menge von 0,01 bis 20 Atom-% vorliegen.
16. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch 2Q gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich eine Dicke von 3 bis 100 pm hat.
17. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem ersten Schichtbereich vorliegende, obere Schichtbereich eine Dicke von 0,02 bis 10 μτη hat.
18. Fotoleitfähiges Element mit einem Träger für ein fotoleitfähiges Element und einer amorphen Schicht, die Fotoleitfähigkeit zeigt und aus einem Siliciumatome als Matrix enthaltenden, amorphen Material gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht in der folgenden Reihenfolge von der Seite des Trägers her einen ersten Schichtbereich, der mindestens eine aus Sauerstoffatomen, Stickstoffatomen und Kohlenstoff-

- 4 - DE 2570

atomen ausgewählte Atomart als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einen in direkter Berührung mit dem ersten ■ Schichtbereich ausgebildeten, oberen Schichtbereich, der keine der für den ersten Schichtbereich ausgewählten Atomarten enthält, aufweist, wobei ein zweiter Schichtbereich, der Atome eines Elements der Gruppe III des Periodensystems als am Aufbau beteiligte Atome enthält, derart vorgesehen ist, daß mindestens ein Teil des zweiten Schichtbereichs auf den ersten Schichtbereich und/oder den oberen Schichtbereich übergreift.
19. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht Wasserstoffatome und/oder Halogenatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält.
20. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht Wasser-

20 stoffatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält.
21. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß' die amorphe Schicht Wasserstoff atome in einer Menge von 1 bis 40 Atom-% enthält.
22. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht Halogenatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält.
23. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht Halogenatome in einer Menge von 1 bis 40 Atom-% enthält.

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24. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Halogenatome Fluoratome sind. .
25. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich Sauerstoffatome enthält. ■
26. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffatome in dem ersten Schichtbereich in einer Menge von 0,01 bis 20 Atom-% vorliegen.
27. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich Stickstoffatome enthält.
28. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Stickstoffatome in dem ersten Schichtbereich in einer Menge von 0-,0I bis 20 Atom-% vorliegen.
29. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich Kohlenstoffatome enthält.
30. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffatome in dem ersten Schichtbereich in einer Menge von 0,01 bis 20 Atom-% vorliegen.
31. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich eine Dicke von 3 bis 100 pm hat.

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32. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem ersten Schichtbereich vorliegende, obere Schichtbereich eine Dicke von 0,02 bis 10 μτη hat.

5 ,'♦·