DE3242611A1 - Fotoleitfaehiges element - Google Patents
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein fotoleitfähiges Element, das auf elektromagnetische Wellen wie Licht, worunter
20 im weitesten Sinne UV-Strahlen, sichtbares Licht, IR-Strahlen, Röntgenstrahlen und jf-Strahlen zu verstehen
sind, anspricht bzw. gegenüber elektromagnetischen Wellen empfindlich ist.
25 Fotoleitfähige Materialien, aus denen Bilderzeugungselemente für Festkörper-Bildabtastvorrichtungen, elektrofotografische
Bilderzeugungselemente auf dem Gebiet der Bilderzeugung oder Manuskript-Lesevorrichtungen
gebildet werden, müssen eine hohe Empfindlichkeit,
30 einen hohen Störabstand /Fotofjtrom (I )/Dunkelstrom
(I .)J, Spektralabsorptionseigenschaften, die den Spektraleigenschaften
der elektromagnetischen Wellen entsprechen, mit denen sie bestrahlt werden, eine gute
lichtelektrische Empfindlichkeit bzw. ein gutes Anspre-
35 chen auf Licht und einen gewünschten Dunkelwiderstandswert haben und dürfen während der Anwendung nicht ge-
B/13.
Dresdner Bank (München) KIo. 3 939 844
-£ ;fg£^eiuVeralnst>anMMünchen) KIo. 508941
BAD ORIGINAL
- 7 - DE 2592
sundheitsschädlich sein. Außerdem ist es bei einer Festkörper-Bildabtastvorrichtung auch notwendig, daß
Restbilder innerhalb einer vorbestimmten Zeit leicht behandelt bzw. beseitigt werden können. Im Fall eines
Bilderzeugungselements für elektrofotografische Zwecke,
das in eine für die Anwendung in Büros als Büromaschine vorgesehene, elektrofotografische Vorrichtung eingebaut
werden soll, ist es besonders wichtig, daß das Bilderzeugungselement nicht gesundheitsschädlich ist.
Von dem vorstehend erwähnten Gesichtspunkt aus hat 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 Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke bekannt, und aus der DE-OS 29 33 411
ist die Anwendung von a-Si für den Einsatz in einer Lesevorrichtung mit fotoelektrischer Umsetzung bzw.
20 Wandlung bekannt.
Es ist zwar versucht worden, die fotoleitfähigen Elemente mit aus dem bekannten a-Si gebildeten, fotoleitfähigen
Schichten hinsichtlich einzelner Eigenschaften, wozu
verschiedene elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften wie der Dunkelwiderstandswert, die
Fotoempfindlichkeit bzw. Lichtempfindlichkeit und das Ansprechen auf Licht sowie Eigenschaften bezüglich
der Umwelteinflüsse bei der Anwendung und außerdem die Stabilität im Verlauf der Zeit und die Haltbarkeit
gehören, zu verbessern, jedoch sind unter den gegenwärtigen Umständen weitere Verbesserungen hinsichtlich
der Gesamteigenschaften erforderlich.
BAD ORIGINAL
- 8 - DE 2592
Beispielsweise wird bei der Anwendung des a-Si-Fotoleiters
für das Bilderzeugungselement einer elektrofotografischen Vorrichtung oft beobachtet, daß während
seiner Verwendung ein Restpotential verbleibt, wenn eine Erhöhung der Fotoempfindlichkeit und des Dunkelwiderstands
beabsichtigt ist. Wenn ein solches fotoleitfähiges Element über eine lange Zeit wiederholt
verwendet wird, werden verschiedene Schwierigkeiten, beispielsweise eine Anhäufung von Ermüdungserscheinungen
durch wiederholte Anwendung oder die sogenannte Geisterbild-Erscheinung, wobei Restbilder erzeugt werden,
hervorgerufen.
a-Si-Materialien können außerdem als am Aufbau beteiligte Atome Wasserstoffatome oder Halogenatome wie Fluoroder
Chloratome zur Verbesserung ihrer elektrischen und Fotoleitfähigkeitseigenschaften, Atome wie Boroder
Phosphoratome zur Regulierung des Typs der elektrischen Leitung und des weiteren andere Atome zur Verbesserung
anderer Eigenschaften enthalten. In Abhängigkeit von der Art und Weise, in der diese am Aufbau beteiligten
Atome enthalten sind, können manchmal Probleme bezüglich der elektrischen oder Photoleitfähigkeitseigenschaften
oder der Druckfestigkeit der gebildeten Schicht verursacht
werden.
Beispielsweise war in manchen Fällen die Lebensdauer der in der gebildeten, fotoleitfähigen Schicht durch
Belichtung erzeugten Fototräger ungenügend oder die von der Trägerseite her injizierten Ladungen konnten
in dem dunklen Bereich nicht in ausreichendem Maße behindert bzw. gehemmt werden.
Bei der Gestaltung eines fotoleitfähigen Materials muß infolgedessen zusammen mit einer Verbesserung der
a-Si-Materialien für sich die Überwindung aller solcher
BAD ORI
- 9 - DE 2592
Probleme, wie sie vorstehend erwähnt wurden, angestrebt werden.
Im Hinblick auf die Überwindung der vorstehend erwähnten
Probleme wurden erfindungsgemäß ausgedehnte Untersuchungen hinsichtlich der Anwendbarkeit und Brauchbarkeit
von a-Si als fotoleitfähiges Element für elektrofotografische Bilderzeugungselemente, Festkörper-Bildabtastvorrichtungen
und Lesevorrichtungen durchgeführt.
Als Ergebnis dieser Untersuchungen wurde erfindungsgemäß überraschenderweise festgestellt, daß ein fotoleitfähiges
Element mit einer fotoleitfähigen Schicht aus einem amorphen Material, das aus Wasserstoffatomen (H) und/oder
Halogenatomen (X) in einer Matrix von Silicium gebildet ist, ^nachstehend als a-Si(H, X) bezeichnet/, beispielsweise
aus sogenanntem hydriertem, amorphem Silicium, halogeniertem, amorphem Silicium oder halogenhaltigen!,
hydriertem, amorphem Silicium, nicht nur für die praktische Verwendung außerordentlich gute Eigenschaften
zeigt, sondern auch bekannten, fotoleitfähigen Elementen im wesentlichen in Jeder Hinsicht überlegen ist, wenn
das fotoleitfähige Element so aufgebaut ist, daß es eine besondere Schichtstruktur hat, die nachstehend
erläutert wird. Dieses fotoleitfähige Element hat besonders hervorragende Eigenschaften für elektrofotografische
Zwecke.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein fotoleitfähiges Element zur Verfügung zu stellen, das in konstanter Weise stabile
elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften aufweist, durch die Umgebung, in der es verwendet
wird, im wesentlichen nicht beeinträchtigt wird, eine besonders gute Beständigkeit gegenüber der Licht-Ermüdung
zeigt, eine ausgezeichnete Haltbarkeit hat, ohne daß nach wiederholter Verwendung irgendwelche Verschlechterungserscheinungen
hervorgerufen werden, und vollkommen
BAD
- 10 - DE 2592
1 oder im wesentlichen frei von Restpotentialen ist.
Durch die Erfindung soll auch ein fotoleitfähiges Element zur Verfügung gestellt werden, das während einer zur
Erzeugung von elektrostatischen Ladungen durchgeführten Ladungsbehandlung in einem Ausmaß, das dazu ausreicht,
daß mit dem fotoleitfähigen Element im Fall seiner Verwendung als Bilderzeugungselement für elektrofotografische
Zwecke ein übliches Elektrofotografieverfahren in sehr wirksamer Weise durchgeführt werden kann, zum
Tragen von Ladungen befähigt ist.
Weiterhin soll durch die Erfindung ein fotoleitfähiges Element für elektrofotografische Zwecke zur Verfügung
gestellt werden, mit dem leicht Bilder hoher Qualität, die eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und eine
hohe Auflösung haben, hergestellt werden können.
Des weiteren soll durch die Erfindung ein fotoleitfähiges
Element mit einer hohen Fotoempfindlichkeit, einem hohen Störabstand und einer hohen Druckfestigkeit zur
Verfugung gestellt werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 2 gekennzeichneten, fotoleitfähigen
Elemente gelöst.
Eine besondere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Elements gemäß Patentanspruch 2 ist
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich im Innern unterhalb der Oberfläche der amorphen Schicht
vorliegt.
- 11* - * DE 2592
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert.
Die Fig. 1, 11 und 12 zeigen schematische Schnittansichten,
die zur Erläuterung des SchiohtaufbauG der bevorzugten
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen
Elements dienen.
Die Fig. 2 bis 10 und 14 bis 28 zeigen Profildiagramme,
in denen jeweils die Verteilungen der Atome der Gruppe III des Periodensystems in einem die Atome der Gruppe
III enthaltenden, amorphe Schichten bildenden Schichtbereich (III) erläutert werden.
Fig. 13 ist ein Flußschema, das zur Erläuterung der Vorrichtung dient, die zur Herstellung des erfindungsgemäßen,
fotoleitfähigen Elements angewandt werden kann.
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 hat eine Schichtstruktur mit einer auf einem Träger
101 für das fotoleitfähige Element vorgesehenen, amorphen Schicht 102, die Fotoleitfähigkeit zeigendes a-Si(H, X)
enthält, und einer ggf. auf der amorphen Schicht 102
vorgesehenen, oberen Sperrschicht (bberflächensperrschicht) 103 , wobei die amorphe Schicht einen Schichtbereich
(III) aufweist, der Atome eines zu der Gruppe III des Periodensystems gehörenden Elements als am
Aufbau beteiligte Atome enthält. Die zu der Gruppe III des Periodensystems gehörenden Atome sind in dem
Schichtbereich (III) kontinuierlich in der Richtung der Schichtdicke der amorphen Schicht 102 enthalten,
und zwar in einer solchen Verteilung, daß sie in der
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Schicht an der Trägerseite (an der Seite der Oberfläche
105 der amorphen Schicht 102) stärker angereichert sind als an der Seite der Oberfläche 103 der amorphen
Schicht 102, d. h. als an der Seite, die der Seite, an der der Träger vorgesehen ist, gegenüberliegt bzw.
entgegengesetzt ist.
Beispiele für die Atome, die zu der Gruppe III des Periodensystems gehören und erfindungsgemäß in den
IQ die amorphe Schicht bildenden Schichtbereich (III)
einzubauen sind, sind B (Bor), Al (Aluminium), Ga
(Gallium), In (Indium) und Tl (Thallium). Von diesen Atomen werden B- und Ga-Atome besonders bevorzugt.
(Gallium), In (Indium) und Tl (Thallium). Von diesen Atomen werden B- und Ga-Atome besonders bevorzugt.
Erfindungsgemäß sind die Atome der Gruppe III, die in dem die amorphe Schicht bildenden Schichtbereich
(III) enthalten sind, derart verteilt, daß sie an der Seite der unteren Oberfläche (105) der amorphen Schicht
in einer größeren Menge enthalten sind als an der Seite
20 der oberen Oberfläche (104) der amorphen Schicht.
Während die in dem Schichtbereich (III) enthaltenen Atome der Gruppe III erfindungsgemäß in der Richtung
der Schichtdicke eine Verteilung annehmen, wie sie vorstehend erwähnt wurde, wird ihnen in der zu der
Oberfläche eines Trägers parallelen Richtung eine gleichmäßige Verteilung gegeben.
Die Fi.fr,. 2 bis 10 zeigen typische Beispiele für die
Verteilung der in dem erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Element in dem Schichtbereich (III) der amorphen Schicht
enthaltenen Atome der Gruppe III in der Richtung der Schichtdicke.
BAD ORIGINAL
- 13 - DE 2592
In den Fig. 2 bis 10 zeigt die Abszisse den Gehalt C der Atome der Gruppe III, während die Ordinate die
Schichtdicke des Schichtbereichs (III) zeigt, der die Atome der Gruppe III enthält und die Fotoleitfähigkeit
aufweisende, amorphe Schicht bildet. t„ zeigt die Lage der Grenzfläche an der Trägerseite, während t„ die
Lage der Grenzfläche an der Seite, die der Trägerseite entgegengesetzt ist, zeigt. D. h., daß der die Atome
der Gruppe III enthaltende Schichtbereich (III) von 2Q der tR-Seite ausgehend in Richtung auf die t„-Seite
gebildet wird.
Erfindungsgemäß besteht der Schichtbereich (III), der
die Atome der Gruppe III enthält, aus a-Si(H, X), dem ^g das fotoleitfähige Element bildenden Material, und
der Schichtbereich (III) kann entweder den gesamten Bereich der Fotoleitfähigkeit aufweisenden, amorphen
Schicht oder einen Teil davon einnehmen.
Wenn der vorstehend erwähnte Schichtbereich (III) im Rahmen der Erfindung einen Teil der amorphen Schicht
einnimmt, wird es bei einem in Fig. 1 gezeigten Beispiel bevorzugt, den Schichtbereich (III) als unteren Schichtbereich
der amorphen Schicht 102, der die Grenzfläche
25 105 an der Seite des Trägers 101 enthält, vorzusehen.
In Fig. 2 wird ein erstes typisches Beispiel für die Verteilung der in der amorphen Schicht enthaltenen
Atome der Gruppe III in der Richtung der Schichtdicke 3Q gezeigt.
Gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel sind die Atome der Gruppe III in dem gebildeten Schichtbereich von
der Grenzflächenlage tß bis zu der Lage t- in der Weise
enthalten, daß die Konzentration der Atome der Gruppe III
BAD ORtGINAL
- 14 - DE 2592
einen konstanten Wert C1 annimmt, während die Konzentration
der Atome der Gruppe III von der Lage t. bis zu der Grenzflächenlage t„ von dem Wert C„ ausgehend
allmählich abnimmt. Die Konzentration C der Atome der Gruppe III erhält in der Grenzflächenlage t_, den Wert
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel wird eine solche Verteilung hervorgerufen, daß die Konzentration C der
Atome der Gruppe III von der Lage tR bis zu der Lage t„ von dem Wert C ausgehend allmählich kontinuierlich
abnimmt, bis sie in der Lage tT den Wert C1- erreicht,
Im Fall der Fig. 4 wird die Konzentration C der Atome der Gruppe III von der Lage tR bis zu der Lage t? bei
einem konstanten Wert Cg gehalten, während die Konzentration
C zwischen der Lage t„ und der Lage t™ allmählich
kontinuierlich abnimmt und in der Lage t_ einen
Wert von im wesentlichen 0 erhält.
Im Fall von Fig. 5 nimmt die Konzentration der Atome der Gruppe III von der Lage tn, wo die Konzentration
C„ beträgt, bis zu der Lage " t , wo die Konzentration
einen Wert von im wesentlichen 0 erhält, allmählich
25 kontinuierlich ab.
Bei dem in Fig. 6 gezeigten Beispiel wird die Konzentration C der Atome der Gruppe III von der Lage tR bis
zu der Lage t„ auf einem konstanten Wert Cn gehalten,
während sie in der Lage t„ den Wert C1n erhält. Von
der Lage t„ bis zu der Lage t„ nimmt die Konzentration
ο 1
C zwischen der Lage linearen Funktion ab.
C zwischen der Lage t„ und der Lage tT in Form einer
BAD ORIGINAL
- 15 - DE 2592
Bei dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel wird die Verteilung
in der Weise hergestellt, daß die Konzentration der Atome der Gruppe III von der Lage tR bis zu der Lage
t4 einen konstanten Wert C... annimmt, während die Konzentration
C von der Lage t^ bis zu der Lage t„, in
Form einer linearen Funktion von der Konzentration C10 bis zu der Konzentration C1 „ abnimmt.
Bei dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel nimmt die Konzentration C der Atome der Gruppe III von der Lage tß bis
zu der Lage t™ in Form einer linearen Funktion von
der Konzentration C. . bis zu dem Wert O ab.
In Fig. 9 wird ein Beispiel gezeigt, bei dem die Konzentration C der Atome der Gruppe III von der Lage
tR bis zu der Lage t,- in Form einer linearen Funktion
von der Konzentration C.,. bis zu der Konzentration
C.- abnimmt, während C zwischen der Lage 1^x. und der
Lage t„ auf einem konstanten Wert C1 ~ gehalten wird.
Bei dem in Fig. 10 gezeigten Beispiel hat die Konzentration
C der Atome der Gruppe III in der Lage tn den Wert C17. Die Konzentration C vermindert sich dann
anfänglich allmählich bis zu der Lage tg und vermindert
sich in der Nähe der Lage tfi plötzlich bis zu dem Wert
C.g in der Lage tfi. Zwischen der Lage t_ und der Lage
t„ vermindert sich die Konzentration am Beginn plötzlich
und dann allmählich, bis sie in der Lage t„ den Wert C19 erreicht, und die Konzentration C nimmt zwischen
der Lage t_ und der Lage to sehr allmählich ab und
erreicht bei t„ den Wert Cori. Zwischen der Lage to
und der Lage t nimmt die Konzentration entlang der in Fig. 10 gezeigten Kurve von dem Wert C bis zu
einem Wert von im wesentlichen O ab.
-BAp pmß JNAL
- 16 - DE 2592
* Vorstehend wurden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis
10 einige typische Beispiele für die Verteilungen der
in dem Schichtbereich (III), der die amorphe Schicht des: erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Elements bildet,
enthaltenen Atome der Gruppe III in der Richtung der Schichtdicke gezeigt. Erfindungsgemäß ist in der amorphen
Schicht ein Schichtbereich (III) vorgesehen, $er an der Trägerseite einen Anteil mit einem höheren Wert
der Konzentration C der Atome der Gruppe III und an
der Seite der Grenzfläche t_, einen Anteil, bei dem die Konzentration C im Vergleich mit der Konzentration
an der Traverseite einen bedeutend niedrigeren Wert
erhalten hat, aufweist.
Erfindungsgemäß weist der die amorphe Schicht bildende
Schichtbereich (III), der die Atome der Gruppe III enthält, wie vorstehend beschrieben, an der Trägerseite
einen lokalisierten Bereich (A) auf, der die Atome der Gruppe III in einer höheren Konzentration enthält.
Wenn die in den Fig. 2 bis 10 gezeigten Symbole angewandt werden, kann der lokalisierte Bereich (A) vorzugsweise
so vorgesehen sein, daß seine Lage nicht mehr als 5 μτη
von der Grenzflächenlage t„ entfernt ist.
In einem solchen Fall, wie er vorstehend beschrieben wurde, kann der vorstehend erwähnte, lokalisierte Bereich
(A) erfindungsgemäß in einigen Fällen so gestaltet
werden, daß er den gesamten Schichtbereich (Lm), der sich von der Grenzflächenlage t„ ausgehend bis zu einer
Dicke von 5 pm erstreckt, einnimmt, während der lokalisierte Bereich (A) in anderen Fällen so gestaltet werden
kann, daß er einen Teil von (L171) einnimmt.
ι ι « «
-'Τ7''- '" "*** DE 2592
Es kann in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den erforderlichen Eigenschaften der gebildeten, amorphen
Schicht, festgelegt werden, ob der lokalisierte Bereich (A) als Teil des Schichtbereichs (L„) gestaltet werden
5 oder den gesamten Schichtbereich (L_) einnehmen soll.
Der lokalisierte Bereich (A) kann geeigneterweise so gestaltet werden, daß die Atome der Gruppe III in der
Richtung der Schichtdicke in der Weise verteilt sind, daß der Höchstwert C der Konzentration der Atome
FTIcLX
der Gruppe III (der Höchstwert der Konzentration im Verteilungsprofil) im allgemeinen 50 Atom-ppm oder
mehr, vorzugsweise 80 Atom-ppm oder mehr und insbesondere 100 Atom-ppm oder mehr, auf die Siliciumatome bezogen,
beträgt. '
Das heißt, daß der Schichtbereich (III), der die Atome der Gruppe III enthält, erfindungsgemäß vorzugsweise
so gestaltet werden kann, daß der Höchstwert C des Gehalts der Atome der Gruppe III im Verteilungsprofil
in einer Tiefe vorliegt, die mit einer Schichtdicke von nicht mehr als 5 μτη von der Trägerseite entfernt
ist (bzw. in einem Schichtbereich mit einer Dicke von 5 jum, von tß aus gerechnet).
Erfindungsgemäß kann der Gehalt der Atome der Gruppe III, die in dem vorstehend erwähnten Schichtbereich
(III) enthalten sein müssen, nach Wunsch in geeigneter Weise so festgelegt werden, daß die Aufgabe der Erfindung
gelöst wird, jedoch liegt der Gehalt der Atome der Gruppe III im allgemeinen in dem Bereich von 0,01
4
bis 5 χ 10 Atom-ppm, geeigneterweise von i bis 100 Atom-ppm, vorzugsweise von 2 bis 50 Atom-ppm und insbesondere von 3 bis 20 Atom-ppm, wobei diese Gehalte jeweils auf die Siliciumatome bezogen sind, die den
bis 5 χ 10 Atom-ppm, geeigneterweise von i bis 100 Atom-ppm, vorzugsweise von 2 bis 50 Atom-ppm und insbesondere von 3 bis 20 Atom-ppm, wobei diese Gehalte jeweils auf die Siliciumatome bezogen sind, die den
. „- rrft -V
BAD ORIGINAL
- 18 - DE 2592
1 Schichtbereich (IiI) bilden.
Fig. 11' ist eine schematische Darstellung des Schichtaufbaus der zweiten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen,
fotoleitfähigen Elements.
Das in Fig. 11 gezeigte, fotoleitfähige Element 1100 weist auf einem Träger 1101 für das fotoleitfähige
Element eine amorphe Schicht 1102 auf, die Fotoleitfähigkeit zeigt und a-Si(H, X) enthält. Die amorphe Schicht
1102 weist einen Schichtbereich (0), der Sauerstoffatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einen
Schichtbereich (III), der zu der Gruppe III des Periodensystems gehörende Atome enthält, auf. Die in dem Schichtbereich (0) enthaltenen Sauerstoffatome sind in der Richtung der Schichtdicke kontinuierlich und im wesentlichen gleichmäßig verteilt, und die Sauerstoffatome sind in dem Schichtbereich (0) auch in einer Ebene, die zu der Grenzfläche 1104 zwischen dem Träger 1101 und der amorphen Schicht 1102 im wesentlichen parallel ist, in einer im wesentlichen gleichmäßigen Verteilung enthalten.
Schichtbereich (III), der zu der Gruppe III des Periodensystems gehörende Atome enthält, auf. Die in dem Schichtbereich (0) enthaltenen Sauerstoffatome sind in der Richtung der Schichtdicke kontinuierlich und im wesentlichen gleichmäßig verteilt, und die Sauerstoffatome sind in dem Schichtbereich (0) auch in einer Ebene, die zu der Grenzfläche 1104 zwischen dem Träger 1101 und der amorphen Schicht 1102 im wesentlichen parallel ist, in einer im wesentlichen gleichmäßigen Verteilung enthalten.
Die Atome, die zu der Gruppe III des Periodensystems gehören und in dem Schichtbereich (III), der die amorphe
Schicht 1102 des "in Fig. 11 gezeigten, fotoleitfähigen Elements 1100 bildet, enthalten sind, sind in dem
Schichtbereich (III) in der Weise enthalten, daß sie in der Richtung der Schichtdicke kontinuierlich verteilt sind und an der Trägerseite (der Seite der Grenzfläche 1104 zwischen dem Träger 1101 und der amorphen Schicht 1102) stärker angereichert sind als an der Seite, die der Trägerseite entgegengesetzt ist, d. h. als an der Seite der freien Oberfläche 1103 der amorphen Schicht 1102. Die Situation ist ähnlich wie im Fall des Schichtbereichs (III) von Fig. 1.
Schichtbereich (III) in der Weise enthalten, daß sie in der Richtung der Schichtdicke kontinuierlich verteilt sind und an der Trägerseite (der Seite der Grenzfläche 1104 zwischen dem Träger 1101 und der amorphen Schicht 1102) stärker angereichert sind als an der Seite, die der Trägerseite entgegengesetzt ist, d. h. als an der Seite der freien Oberfläche 1103 der amorphen Schicht 1102. Die Situation ist ähnlich wie im Fall des Schichtbereichs (III) von Fig. 1.
- 19 - DE 2592
Der Schichtbereich (III) kann bei dem in Fig. 11 gezeigten,
fotoleitfähigen Element aus dem gleichen Material aufgebaut sein wie der Schichtbereich (III) in dem
in Fig. 1 gezeigten, fotoleitfähigen Element, und die
Verteilung der Atome der Gruppe III in dem erwähnten Schichtbereich (III) kann ähnlich sein wie die Verteilung
der Atome der Gruppe III, die in den Fig. 2 bis 10 gezeigt wird.
Erfindungsgemäß kann im Fall des in Fig. 11 gezeigten, fotoleitfähigen Elements 1100 der Schichtbereich (III),
der die amorphe Schicht 1102 bildet, in ähnlicher Weise, wie es im Fall des fotoleitfähigen Elements 100 von
Fig. 1 beschrieben wurde, den gesamten Schichtbereich der amorphen Schicht 1102 oder einen Teil des Schichtbereichs
der amorphen Schicht 1102 einnehmen. Der die
amorphe Schicht 1102 bildende Schichtbereich (0) wird so gestaltet, daß er den gesamten Schichtbereich der
amorphen Schicht 1102 einnimmt.
Im Fall des in Fig. 11 gezeigten, fotoleitfähigen Elements 1100 sind demnach die Sauerstoffatome ohne Lokalisierung
bzw. örtliche Anreicherung in gleichmäßiger Verteilung in dem gesamten Schichtbereich der amorphen
Schicht 1102 enthalten, und in mindestens einem Teil des Schichtbereichs der amorphen Schicht 1102 sind
die Atome der Gruppe III in der Weise enthalten, daß
die größere Menge der Atome der Gruppe III in Richtung auf die Seite des Trägers 1101 hin verteilt ist.
Im Rahmen der Erfindung kann der Gehalt der Atome der Gruppe III in dem vorstehend erwähnten Schichtbereich
(III) im Fall eines fotoleitfähigen Elements mit einem Schichtaufbau,
wie er in Fig. 11 gezeigt wird, nach Wunsch
BAEJ/pRIGINAL
- 20 - DE 2592
in geeigneter Weise so festgelegt werden, daß die Aufgabe der Erfindung in wirksamer Weise gelöst wird, jedoch
4 beträgt dieser Gehalt im allgemeinen 0,01 bis 5 χ 10
4
Atom-ppm, gee i p.ne torweise 1 bis 3 χ 10 Atom-ppm, vorzugsweise 2 bis 500 Atom-ppm und insbesondere 3 bis 200 Atom-ppm.
Atom-ppm, gee i p.ne torweise 1 bis 3 χ 10 Atom-ppm, vorzugsweise 2 bis 500 Atom-ppm und insbesondere 3 bis 200 Atom-ppm.
Der Gehalt der in dem Schichtbereich (0) enthaltenen Sauerstoffatome kann in Abhängigkeit von den erforderliehen
Eigenschaften des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen
Elements in geeigneter Weise festgelegt werden und beträgt üblicherweise 0,001 bis 30 Atom-%, vorzugsweise
0,002 bis 20 Atom-% und insbesondere 0,003 bis 10 Atorn-%.
Fig. 12 ist eine schematische Darstellung des Schichtaufbaus der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen,
fotoleitfähigen Elements.
Das in Fig. 12 gezeigte, fotoleitfähige Element 1200 weist auf einem Träger 1201 für das fotoleitfähige
Element eine amorphe Schicht 1202 auf, die Fotoleitfähigkeit zeigt und a-Si(H, X) enthält. Die amorphe
Schicht 1202 weist einen ersten Schichtbereich (0) 1203, der Sauerstoffatome als am Aufbau beteiligte
Atome enthält, und einen zweiten Schichtbereich (III) 1204, der als am Aufbau beteiligte Atome zu der Gruppe
III des Periodensystems gehörende Atome enthält, die in der Richtung der Schichtdicke kontinuierlich verteilt
und in Richtung auf die Seite des Trägers 1201 stärker angereichert sind, auf. Bei dem in Fig. 12 gezeigten
Beispiel ist der Schichtaufbau derart, daß der zweite
Schichtbereich (III) 1204 den gesamten Bereich der amorphen Schicht 1202 einnimmt, während der erste
Schichtbereich (0) 1203 einen Teil des zweiten Schicht-
- 21 - DE 2592
bereichs (III) 1204 bildet und im Innern unterhalb der Oberfläche der amorphen Schicht 1202 vorliegt.
Der obere Schichtbereich 1205 der amorphen Schicht 1202 enthält keine Sauerstoffatome, von denen angenommen
wird, daß sie einen die Feuchtigkeitsbeständigkeit und die Koronaionenbeständigkeit beeinflussenden Faktor
darstellen, und Sauerstoffatome sind nur in dem ersten Schichtbereich (0) 1203 enthalten. Mit dem Einbau von
Sauerstoffatomen in den ersten Schichtbereich (0) 1203
ist eine Verbesserung des ersten Schichtbereichs hauptsächlich in bezug auf einen höheren Dunkelwiderstand
und eine gute Haftung beabsichtigt, während der obere Schichtbereich 1205 des zweiten Schichtbereichs 1204
keine Sauerstoffatome enthält, damit hauptsächlich die Empfindlichkeit erhöht wird. Die in dem ersten
Schichtbereich 1203 enthaltenen Sauerstoffatome sind
in dem ersten Schichtbereich (0) 1203 in einer solchen Weise enthalten, daß die Sauerstoffatome in der Richtung
der Schichtdicke kontinuierlich und im wesentlichen
gleichmäßig verteilt sind und daß die Sauerstoffatome
auch in der Ebene, die der Grenzfläche zwischen dem Träger 1201 und der amorphen Schicht 1202 parallel
ist, in einer im wesentlichen gleichmäßigen Verteilung
25 vorliegen.
Der erste Schichtbereich (0) und der zweite Schichtbereich
(III), die die amorphe Schicht 1202 des in Fig. 12 gezeigten, fotoleitfähigen Elements 1200 bilden,
können ähnlich wie der Schichtbereich (0) bzw. der Schichtbereich (III), die die amorphe Schicht 1102
des in Fig. 11 gezeigten, fotoleitfähigen Elements 1100 bilden, hergestellt werden.
-££D::©FUQ|NAL
- 22 - DE 2592
Die Schichtdicke des ersten Schichtbereichs (O) 1203 und des oberen Schichtbereichs 1205 des in Fig. 12
gezeigten, fotoleitfähigen Elements ist einer der wichtigen Faktoren für eine wirksame Lösung der Aufgabe der
Erfindung, weshalb der Schichtdicke bei der Gestaltung eines fotoleitfähigen Elements besondere Beachtung
geschenkt werden muß, damit dem gebildeten, fotoleitfähigen Element gewünschte Eigenschaften verliehen
werden.
Erfindungsgemäß kann im Fall des in Fig. 12 gezeigten,
fotoleitfähigen Elements der erste Schichtbereich (0)
1203 eine Dicke von geeigneterweise 3 bis 100 /um, vorzugsweise 5 bis 50 pm und insbesondere 7 bis 30 μπ\
15 haben.
Andererseits kann der obere Schichtbereich 1205 eine Dicke von geeigneterweise 0,02 bis 10 /am, vorzugsweise
0,03 bis 5 μιτι und insbesondere 0,05 bis 2 μπι haben.
Bei dem in Fig. 12 gezeigten, erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen
Element können die Atome der Gruppe III auch in dem oberen Schichtbereich 1205 als am Aufbau
beteiligte Atome enthalten sein, so daß der zweite Schichtbereich (III) 1204 den gesamten Bereich der
amorphen Schicht 1205 einnimmt. Außerdem ist es auch möglich, die Atome der Gruppe III aus dem oberen Schichtbereich
1205 wegzulassen, während der erste Schichtbereich (0) und der zweite Schichtbereich (III) als
30 identischer Schichtbereich gestaltet werden.
Hei einer üoiehen Ausführungsform des fotoleitfähigen
Elements, bei dem in den oberen Schichtbereich 1205 keine Atome der Gruppe III eingebaut werden, kann eine
weitere, ausgeprägte Wirkung hervorgerufen werden,
- 23 - DE 2592
* und zwar insbesondere hinsichtlich der Erzielung einer
ausreichenden Haltbarkeit bei langzeitiger, wiederholter Verwendung in einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit.
5
5
Als eine der bevorzugten Ausführungsformen kann auch
der Fall erwähnt werden, bei dem der zweite Schichtbereich (III) innerhalb des ersten Schichtbereichs
(0) gebildet wird.
Die obere Schicht (Oberflächen-Sperrschicht 103 in Fig. 1) auf der amorphen Schicht wird im Rahmen der
Erfindung, falls dies erwünscht ist, aus einem amorphen Material gebildet, das in einer Matrix von Siliciumatomen
mindestens eine aus Kohlenstoffatomen (C) und
Stickstoffatomen (N) ausgewählte Atomart, gegebenenfalls zusammen mit Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen^
enthält fkurz mit "a-/Six(C,N) ^xJy(H.X) ^y" (worin 0<x<l;
0<"y<l) bezeichnet^, oder die obere Schicht besteht
aus einem elektrisch isolierenden Metalloxid oder einer elektrisch isolierenden, organischen Verbindung.
Erfindungsgemäß kann das vorstehend erwähnte Halogenatom
(X) vorzugsweise F, Cl, Br oder J und insbesondere F oder Cl sein.
Typische Beispiele für die vorstehend erwähnten, amorphen Materialien, die in wirksamer Weise für die Bildung
der oberen Schicht eingesetzt werden können, sind amorphe Materialien vom Kohlenstofftyp wie a- Si C ,
a-^VlbWc' a-^dWeVe und ^3VWV^lg
und amorphe Materialien vom Stickstofftyp wie a-Si,N ,
a-(Si.N1_i).H1_.), a-(SikN1_k)1X1_1 und a-CSi^.")^
(H+X)- . Außerdem können auch amorphe Materialien
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erwähnt werden, die als am Aufbau beteiligte Atome in den vorstehend erwähnten, amorphen Materialien Kohlenstoffatome
(C) und Stickstoffatome (N) enthalten (worin
0< a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, 1, m, n<l).
5
0< a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, 1, m, n<l).
5
Diese amorphen Materialien können in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den Eigenschaften gewählt werden,
die die obere Schicht haben muß, damit die Schichtstruktur in der bestmöglichen Weise gestaltet wird
und damit die darauffolgende Herstellung einer in Berührung mit der oberen Schicht auszubildenden, amorphen
Schicht leicht durchgeführt werden kann. Insbesondere vom Gesichtspunkt der Eigenschaften aus können vorzugsweise
amorphe Materialien vom Kohlenstofftyp gewählt
15 werden.
Die aus einem der vorstehend erwähnten, amorphen Materialien gebildete, obere Schicht kann beispielsweise durch
das Glimmentladungsverfahren, das Zerstäubungsverfahren,
das Ioneni triplantationsverfahren, das Ionenplattierverfahren oder das Elektronenstrahlverfahren gebildet
werden.
Wenn die obere Schicht in der vorstehend beschriebenen Weise aus dem amorphen Material gebildet wird, wird
sie sorgfältig so gebildet, daß die erforderlichen Eigenschaften genau wie beschrieben erzielt werden
können.
Eine aus Siliciumatornen (Si), mindestens einer aus Kohlenstoffatomen (C) und Stickstoffatomen (N) ausgewählten
Atomart und gegebenenfalls Wasserstoffatomen (H) und/oder Halogenatomen (X) bestehende Substanz kann
in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen verschiedene Formen annehmen, die sich von einer kristallinen
bis zu einer amorphen Form erstrecken, und sie kann
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elektrische Eigenschaften annehmen, die von den Eigenschaften einer elektrisch leitenden Substanz über die
Eigenschaften eines Halbleiters bis zu den Eigenschaften eines Isolators und von den Eigenschaften einer fotoleitfähigen
bis zu den Eigenschaften einer nicht fötoleitfähigen
Substanz reichen. Erfindungsgemäß werden die Herstellungsbedingungen genau ausgewählt, damit amorphe
Materialien gebildet werden können, die mindestens in bezug auf das Licht des sichtbaren Bereichs nicht
fotoleitfähig sind und einen hohen Dunkelwiderstand haben.
Ähnlich wie die Bedingungen für "die Herstellung der
oberen Schicht stellen auch die Gehalte der Kohlenstoffatome (C), Stickstoffatome (N), Wasserstoffatome (H),
und Halogenatome (X) in der oberen Schicht wichtige Faktoren hinsichtlich der Bildung einer oberen Schicht
mit den erwünschten Eigenschaften dar.
Bei der Bildung einer aus a-Si C1 bestehenden, oberen
Schicht kann der auf Siliciumatome bezogene Gehalt
der Kohlenstoffatome im allgemeinen 60 bis 90 Atom-%,
vorzugsweise 65 bis 80 Atom-% und insbesondere 70 bis
75 Atom-% betragen, d. h. daß der Index a 0,1 bis 0,4, vorzugsweise 0,2 bis 0,35 und insbesondere 0,25 bis
0,3 betragen kann. Wenn die obere Schicht aus
a-(Si. C1 , ) H1 besteht, beträgt der Gehalt der Kohlenstoffatome im allgemeinen 30 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 40 bis 90 Atom-% und insbesondere 50 bis 80 Atom-%, während der Gehalt der Wasserstoffatome im allgemeinen 1 bis 40 Atom-%, vorzugsweise 2 bis 35 Atom-% und insbesondere 5 bis 30 Atom-% beträgt, d. h. daß der Index b im allgemeinen 0,1 bis 0,5, vorzugsweise 0,1 bis 0,35 und insbesondere 0,15 bis 0,3 beträgt, während der Index c Im allgemeinen 0,60 bis 0,99, vorzugsweise
a-(Si. C1 , ) H1 besteht, beträgt der Gehalt der Kohlenstoffatome im allgemeinen 30 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 40 bis 90 Atom-% und insbesondere 50 bis 80 Atom-%, während der Gehalt der Wasserstoffatome im allgemeinen 1 bis 40 Atom-%, vorzugsweise 2 bis 35 Atom-% und insbesondere 5 bis 30 Atom-% beträgt, d. h. daß der Index b im allgemeinen 0,1 bis 0,5, vorzugsweise 0,1 bis 0,35 und insbesondere 0,15 bis 0,3 beträgt, während der Index c Im allgemeinen 0,60 bis 0,99, vorzugsweise
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0,65 bis 0,98 und insbesondere 0,7 bis 0,95 beträgt. Wenn die obere Schicht aus a-(Si ,C. ,) X- oder
a-(SifCf) (H+X) besteht, beträgt der Gehalt der Kohlenstoffatome im allgemeinen 40 bis 90 Atom-%, vqrzugsweise 50 bis 90 Atom-% und insbesondere 60 bis 80 Atom-% und beträgt der Gehalt der Halogenatome oder die Summe der Gehalte der Halogenatome und der Wasserstoffatome im allgemeinen 1 bis 20 Atom-%, vorzugsweise
a-(SifCf) (H+X) besteht, beträgt der Gehalt der Kohlenstoffatome im allgemeinen 40 bis 90 Atom-%, vqrzugsweise 50 bis 90 Atom-% und insbesondere 60 bis 80 Atom-% und beträgt der Gehalt der Halogenatome oder die Summe der Gehalte der Halogenatome und der Wasserstoffatome im allgemeinen 1 bis 20 Atom-%, vorzugsweise
1 bis 18 Atom-% und insbesondere 2 bis 15 Atom-%, während der Gehalt der Wasserstoffatome, wenn sowohl Halogenatome
als auch Wasserstoffatome enthalten sind, im allgemeinen 19 Atom-% oder weniger und vorzugsweise 13 Atom-% oder
weniger beträgt, d. h. daß die Indizes d und f im allgemeinen 0,1 bis 0,47, vorzugsweise 0,1 bis 0,35 und
insbesondere 0,15 bis 0,3 betragen, während die Indizes e und g im allgemeinen 0,82 bis 0,99, vorzugsweise
0,82 bis 0,99 und insbesondere 0,85 bis 0,98 betragen.
Wenn die obere Schicht aus einem amorphen Material vom Stickstofftyp gebildet ist, beträgt der auf Siliciumatome
bezogene Gehalt der Stickstoffatome im Fall von a-Si, N im allgemeinen 43 bis 60 Atom-% und vorzugsweise
43 bis 50 Atom-%, d. h. daß der Index h im allgemeinen 0,40 bis 0,57 und vorzugsweise 0,5 bis 0,57
beträgt.
Wenn die obere Schicht aus a-(Si.N1 .) .H1 . besteht,
beträgt der Gehalt der Stickstoffatome im allgemeinen 25 bis 55 Atom-% und vorzugsweise 35 bis 55 Atom-%,
während der Gehalt der Wasserstoffatome im allgemeinen
2 bis 35 Atom-% und vorzugsweise 5 bis 30 Atom-% beträgt, d. h. dciß der Index i im allgemeinen 0,43 bis 0,6 und
vorzugsweise 0,43 bis 0,5 beträgt, während der Index j im allgemeinen 0,65 bis 0,98 und vorzugsweise 0,7
bis 0,95 beträgt. Wenn die obere Schicht aus a-(Si,N. , ),
K JL —K X
X1-1 oder a-(Si m N 1_m)n^H+x)1_n besteht, beträgt der
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Gehalt der Stickstoffatome im allgemeinen 30 bis 60
Atom-% und vorzugsweise 40 bis 60 Atom-% und beträgt der Gehalt der Halogenatome oder die Summe der Gehalte
der Halogenatome und der Wasserstorratome im" allgemeinen
1 bis 20 Atom-% und vorzugsweise 2 bis 15 Atom-%, während der Gehalt der Wasserstoffatome, wenn sowohl Halogenatome
als auch Wasserstoffatome enthalten sind, im allgemeinen 19 Atom-% oder weniger und vorzugsweise 13 Atom-% oder
weniger beträgt, d. h. daß die Indizes k und m im allgemeinen 0,43 bis 0,60 und vorzugsweise 0,43 bis 0,49
betragen, während die Indizes 1 und η im allgemeinen 0,8 bis 0,99 und vorzugsweise 0,85 bis 0,98 betragen.
Als elektrisch isolierendes Metalloxid für die Bildung
der oberen Schicht können vorzugsweise Metalloxide wie TiO2, Ce3O3, ZrO2, HfO2, GeO9, CaO, BeO, Y2°3»
Cr0O0, Al0O0, MgO, MgOvAl0O0 oder SiO0-MgO erwähnt
C. O C. O C. ö C.
werden. Zur Bildung der oberen Schicht kann auch eine
Mischung aus zwei oder mehr Arten dieser Verbindungen eingesetzt werden.
Die aus einem elektrisch isolierenden Metalloxid bestehende, obere Schicht kann durch das Vakuumabscheidungsverfahren,
das chemische Aufdampfverfahren (CVD-Verfahren),
das Glirnmentladungs-Zersetzungsverfahren, das Zerstäubungsverfahren, das Ionenimplantationsverfahren,
das Ionenplattierverfahren oder das Elektronenstrahlverfahren oder durch andere Verfahren gebildet werden.
Der numerische Bereich der Schichtdicke der oberen Schicht ist ein wichtiger Faktor für die wirksame
Erfüllung des vorstehend erwähnten Zweckes. Wenn die Schichtdicke zu gering ist, kann die Funktion der Verhinderung des Einf Heßens von Ladungen von der Seite der Oberfläche der oberen Schicht in die amorphe Schicht
Erfüllung des vorstehend erwähnten Zweckes. Wenn die Schichtdicke zu gering ist, kann die Funktion der Verhinderung des Einf Heßens von Ladungen von der Seite der Oberfläche der oberen Schicht in die amorphe Schicht
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nicht in ausreichendem Maße erfüllt werden. Andererseits ist die Wahrscheinlichkeit, daß die in der amorphen
Schicht erzeugten Fototräger mit den auf der Oberfläche
der oberen Schicht vorhandenen Ladungen rekombinieren, sehr gering, wenn die obere Schicht zu dick ist. Demnach
kann in diesen beiden Fällen der Zweck der Ausbildung einer oberen Schicht nicht in wirksamer Weise erzielt
werden.
Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Gesichtspunkte
beträgt die Dicke der oberen Schicht im allgemeinen 3,0 nm bis 5 μπι und vorzugsweise 5,0 nm bis 1 /jm, damit
der Zweck der Ausbildung einer oberen Schicht in wirksamer Weise erfüllt wird.
Der erf iridunftügemäß anzuwendende Träger kann entweder
elektrisch leitend oder isolierend sein. Als Beispiele
für elektrisch leitende Träger können Metalle wie NiCr, rostfreier Stahl, Al, Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt.
20 und Pd oder Legierungen davon erwähnt werden.
Als isolierende Träger können üblicherweise Folien oder Platten aus Kunstharzen, wozu Polyester, Polyethylen,
Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, PoIyvinylchlorid,
Polyvinylidenchlorid, Polystyrol und Polyamid und andere Kunststoffe gehören, Gläser, keramische
Stoffe, Papiere und andere Materialien eingesetzt werden. Diese isolierenden Träger können geeigneterweise
mindestens eine Oberfläche aufweisen, die einer Behandlung unterzogen worden ist, durch die sie
elektrisch leitend gemacht wurde, und andere Schichten werden geeigneterweise auf der Seite des Trägers vorgesehen,
die durch eine solche Behandlung elektrisch leitend gemacht wurde.
BAD ORIGINAL
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Ein Glas kann beispielsweise elektrisch leitend gemacht werden, indem auf dem Glas ein dünner Film aus NiCr,
Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd, In2O3, SnO2
oder IT0(Ino0„+Sn0o) vorgesehen wird. Alternativ kann
eine Kunstharzfolie wie eine Polyesterfolie auf ihrer
Oberfläche durch Vakuumaufdampfung, Elektronenstrahlabscheidung
oder Zerstäuben eines Metalls wie NiCr, 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 von Zylindern, Bändern oder
Platten, und seine Form kann in gewünschter Weise festgelegt 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
Dicke haben, die in geeigneter Weise so festgelegt wird, daß ein fotoleitfähiges Element in der gewünschten
Form gebildet werden kann. Wenn das fotoleitfähige Element flexibel sein muß, wird der Träger mit der
Einschränkung, daß er seine Funktion als Träger beibehalten können muß, so dünn wie möglich ausgebildet. In
einem solchen Fall hat der Träger jedoch im allgemeinen unter Berücksichtigung seiner Herstellung und seiner
Handhabung sowie seiner mechanischen Festigkeit eine
30 Dicke von 10 pm oder eine größere Dicke.
Typische Beispiele für Halogenatome (X), die erfindungsgemäß gegebenenfalls in die amorphe Schicht eingebaut
werden können, sind Fluor, Chlor, Brom und Jod, wobei Fluor und Chlor besonders bevorzugt werden.
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Die Bildung einer 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. Beispielsweise besteht
die grundlegende Verfahrensweise für die Bildung einer aus a-Si(H,X) bestehenden, amorphen Schicht nach dem
Glimmentladungsverfahren darin, daß ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen
(H) und/oder Halogenatomen (X) zusammen mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial für die Zuführung von Siliciumatomen
(Si) in eine Abscheidungskammer eingeleitet
wird, die auf einen verminderten Innendruck 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
ist, eine Glimmentladung erzeugt wird. Wenn die amorphe Schicht nach dem Zerstäubungsverfahren gebildet werden
soll, kann ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) und/oder Halogenatomen
(X) 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 Basir. dieser Gase bewirkt wird.
Zu dem erfindungsgemäß für die Zuführung von Si einzusetzenden,
gasförmigen Ausgangsmaterial können als wirksame Materialien gasförmige oder vergasbare Silicium-
hydride (Silane) wie SiH., Si_H , , Si0H0 und Si.H1^
4 d. b oö η IU
gehören. SiH und Si 2 H6 werden im Hinblick auf ihre
einfache Handhabung während der Schichtbildung und
auf den Wirkungsgrad hinsichtlich der Zuführung von Si besonders bevorzugt.
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* 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 einer
Halogenatome enthaltenden, gasförmigen oder vergasbaren Siliciumverbindung, die aus Siliciumatomen und Halogenatomen
gebildet ist, wirksam.
Zu typischen Beispielen für Halogenverbindungen, die erfindungsgemäß vorzugsweise eingesetzt werden, können
gasförmige Halogene wie Fluor, Chlor, Brom oder Jod
und Interhalogenverbindungen wie BrF, ClF, ClF,,, ΒΓίΓ 5»
BrF3, JF3, JFy, JCl und JBr gehören.
Als Halogenatome enthaltende Siliciumverbindungen, d. h. als mit Halogenatomen substituierte Silanderivate,
werden Siliciumhalogenide wie SiF , Si„F_, SiCl und
SiBr. bevorzugt.
Wenn das erfindungsgemäße, fotoleitfähige Element nach
dem Glimmentladungsverfahren unter Anwendung einer solchen Halogenatome enthaltenden Siliciumverbindung
gebildet wird, kann auf einem gegebenen Träger eine aus a-Si:X bestehende, fotoleitfahige Schicht gebildet
werden, ohne daß als zur Zuführung von Si befähigtes, gasförmiges Ausgangsmaterial ein gasförmiges Silicium-
hydrid eingesetzt wird.
Die grundlegende Verfahrensweise zur Bildung der Halogenatome enthaltenden, amorphen Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren
besteht darin, daß ein zur Zuführung
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von Si dienendes, gasförmiges Ausgangsmaterial, nämlich ein gasförmiges Siliciumhalogenid, und ein Gas wie
Ar, Hp" oder He in einem vorbestimmten Verhältnis in
einer geeigneten Menge in die zur Bildung einer amorphen
5- Schicht dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden,
worauf eine Glimmentladung angeregt wird, um eine Plasmaatmosphäre
aus diesen Gasen zu bilden und dadurch auf einem Träger eine fotoleitfähige Schicht zu bilden.
Zum Einbau von Wasserstoffatomen in die amorphe Schicht kann die amorphe Schicht auch gebildet werden, indem
man eine Wasserstoffatome enthaltende, gasförmige SiIiciumverbindunK
in einem geeigneten Verhältnis mit diesen Gasen vermischt.
Alle Gase, die zur Einführung der einzelnen Atomarten dienen, können entweder als einzelne Spezies oder in
Form einer Mischung von mehr als einer Spezies in einem vorbestimmten Verhältnis eingesetzt werden.
Zur Bildung einer aus a-Si(H,X) bestehenden, amorphen
Schicht nach dem reaktiven Zerstäubungsverfahren oder dem Ionenplattierverfahren wird beispielsweise ein
Target aus Si eingesetzt, und im Fall des Zerstäubungsverfahrens wird die Zerstäubung in einer geeigneten
Gasplasmaatmosphäre bewirkt. Alternativ wird im Fall des lonenplattierverfahrens polykristallines Silicium
oder Einkristall-Silicium als Verdampfungsquelle in ein Aufdampfschiffchen hineingebracht, und die Silicium-Verdampfungsquelle
wird durch Erhitzen nach dem Wider-Standsheizverfahren oder dem Elektronenstrahlverfahren
verdampft, wobei den verdampften, fliegenden Substanzen ein Durchtritt durch eine geeignete Gasplasmaatmosphäre
ermöglicht wird.
BAD
- 33 - DE 2592 -
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 sollen, kann
ein zur Einführung von Wasserstoffatomen dienendes, gasförmiges Ausgangsmaterial wie H„ und ein Gas wie
die vorstehend erwähnten Silane in die zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden,
worauf eine Plasmaatmosphäre aus diesen Gasen gebildet wird.
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 HJ oder ein halogensubstituiertes Silicium-
hydrid wie SiH2F2, SiH2J3, SiH3Cl2, SiHCl3, 32
oder SiHBr3, als wirksames Ausgangsmaterial für die Bildung einer amorphen Schicht einzusetzen.
Diese Halogenide, die Wasserstoffatome enthalten und
dazu befähigt sind, während der Bildung der amorphen Schicht gleichzeitig mit der Einführung von Halogenatomen
in die amorphe Schicht Wasserstoffatome einzuführen,
die hinsichtlich der Regulierung der elektrischen oder optischen Eigenschaften sehr wirksam sind, können vor-
BAD ORIGINAL
• * i
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zugsweise als Ausgangsmaterial für die Einführung von
Halogenatomen eingesetzt werden.
Für den Einbau von Wasserstoffatomen in die Struktur der amorphen Schicht kann alternativ dafür gesorgt
werden, daß in einer Abscheidungskammer, in der die Entladung angeregt wird, zusammen mit einer zur Zuführung
von Si dienenden Silieiumverbindung H„ oder ein gasförmiges
Siliciumhydrid wie SiH4, SipHg, Si 3 H 8 oder Si4H
vorliegt.
vorliegt.
Im Fall des reaktiven Zerstäubungsyerfahrens 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 notwendig ist, in eine Abscheidungskammer
eingeleitet, 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(H1X)
20 bestehende, amorphe Schicht zu bilden.
Außerdem kann auch ein Gas wie BOHC oder ein anderes
ei O
Gas eingeleitet werden, damit auch eine Dotierung mit Fremdstoffen bewirkt wird.
Die Menge der Wasserstoffatome (H) oder Halogenatome (X), die in die amorphe Schicht einer im Rahmen der
Erfindung gebildeten, fotoleitfähigen Schicht eingebaut werden, oder die Gesamtmenge dieser beiden Atomarten
kann vorzugsweise 1 bis 40 Atom-% und insbesondere 5 bis 30 Atom-% betragen.
Zur Regulierung der Mengen der Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) in der amorphen Schicht können
die Trägertemperatur während der Abscheidung und/oder die Mengen der zum Einbau von Wasserstoffatomen (H)
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1 oder Halogenatomen (X) eingesetzten, in die Abscheidungsvorrichtung
einzuleitenden Ausgangsmaterialien oder die Entladungsleistung reguliert werden.
Für die Bildung eines Atome der Gruppe III enthaltenden
Schichtbereichs (III) und eines Sauerstoffatome enthaltenden Schichtbereiehs (0) in der amorphen Schicht
wird das Ausgangsmaterial für die Einführung von Atomen der Gruppe III bzw. das Ausgangsrnaterial für die Einführung
von Sauerstoffatomen während der Bildung der amorphen Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren
oder dem reaktiven Zerstäubungsverfahren zusammen mit dem vorstehend erwähnten Ausgangsmaterial für die Bildung
der amorphen Schicht eingesetzt, und diese Atome können in die gebildete Schicht eingebaut werden, während
ihre Mengen reguliert werden.
Wenn zur Bildung des Sauerstoffatome enthaltenden
Schichtbereiehs (0) und des Atome der Gruppe III enthaltenden Schichtbereiehs (III), die die amorphe Schicht bilden, das Glimmentladungsverfahren angewandt wird, enthalten die gasförmigen Ausgangsmaterialien für die Bildung der einzelnen Schichtbereiche ein Gas, das in gewünschter Weise aus den vorstehend beschriebenen Ausgangsmaterialien für die Bildung der amorphen Schicht ausgewählt wurde, und ein Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoffatomen und/oder ein Ausgangsmaterial für die Einführung von Atomen der Gruppe III. Als solche Ausgangsmaterialien für die Einführung von Sauerstoffatomen oder für die Einführung von Atomen der Gruppe III können die meisten gasförmigen Substanzen oder vergasbaren Substanzen in vergaster Form eingesetzt werden, die als am Aufbau beteiligte Atome mindestens Sauerstoffatome oder Atome der Gruppe III enthalten.
Schichtbereiehs (0) und des Atome der Gruppe III enthaltenden Schichtbereiehs (III), die die amorphe Schicht bilden, das Glimmentladungsverfahren angewandt wird, enthalten die gasförmigen Ausgangsmaterialien für die Bildung der einzelnen Schichtbereiche ein Gas, das in gewünschter Weise aus den vorstehend beschriebenen Ausgangsmaterialien für die Bildung der amorphen Schicht ausgewählt wurde, und ein Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoffatomen und/oder ein Ausgangsmaterial für die Einführung von Atomen der Gruppe III. Als solche Ausgangsmaterialien für die Einführung von Sauerstoffatomen oder für die Einführung von Atomen der Gruppe III können die meisten gasförmigen Substanzen oder vergasbaren Substanzen in vergaster Form eingesetzt werden, die als am Aufbau beteiligte Atome mindestens Sauerstoffatome oder Atome der Gruppe III enthalten.
BAD ORfGiNAL
• * * ■
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Für die Bildung des Schichtbereichs (O) kann beispielsweise
eine Mischung aus 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
ist es auch möglich, eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau
beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si), Sauerstoffatome (0)
und Wasserstoffatome (H) als am Aufbau beteiligte Atome
enthält, 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 Sauerstoffatome (0) als am
Aufbau beteiligte Atome enthält, eingesetzt wird.
Als typische Beispiele der Ausgangsmaterialien für die Einführung von Sauerstoffatomen können Sauerstoff
(O2), Ozon (O3), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid
(NO2), Distickstoffoxid (N2O), Distickstofftrioxid
(N2O3), Distickstofftetroxid (N3O4), Distickstoffpentoxid
(N 0 ), Stickstofftrioxid (NO ) und niedere
Siloxane, die als am Aufbau beteiligte Atome Si, 0
und H enthalten, beispielsweise Disiloxan (H0SiOSiH0)
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1 und Trisiloxan (H3SiOSiH2OSiH3), erwähnt werden.
Als Ausgangsmaterial für die Einführung der Atome der
Gruppe III bei der Bildung des Schichtbereichs (III) unter Anwendung des Glimmentladungsverfahrens können
in wirksamer Weise zur Einführung von Boratomen Borhydride wie B3H6, ■" B4H10, B5H9, B5Hn, BgH10, B5H13
und B6 H 14 und Borhalogenide wie BF31 BCl3 und BBr3
eingesetzt werden. Zusätzlich können beispielsweise !0 auch AlCl3, GaCl3, GaCCH3J3, InCl3 oder TlCl3 enthalten sein.
Der Gehalt der in den die Atome der Gruppe III enthaltenden Schichtbereich (III) einzuführenden Atome der Gruppe
III kann frei reguliert werden, indem man die Gasdurchflußgeschwindigkeit
und das Verhältnis der Gasdurchflußgeschwindigkeiten der Ausgangsmaterialien für die
Einführung der Atome der Gruppe III, die Entladungsleistung, die Trägertemperatur und den Druck innerhalb
20 der Abscheidungskammer reguliert.
Für die Bildung eines Sauerstoffatome enthaltenden Schichtbereichs (0) nach dem Zerstäubungsverfahren
wird als Target eine Einkristall- oder eine polykristalline Si-Scheibe oder SiO„-Scheibe oder eine
Scheibe, in der eine Mischung von Si und SiOp enthalten ist, eingesetzt, und die Zerstäubung wird in einer
Atmosphäre aus verschiedenen Gasen bewirkt.
Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target eingesetzt
wird, wird ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoffatomen und, falls notwendig,
von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen, das, falls erwünscht, mit einem verdünnenden Gas verdünnt
sein kann, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet, um in der Abscheidungskammer ein
BÄD
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Gasplasma zu bilden und die Zerstäubung der Si-Scheibe zu bewirken.
Alternativ können Si und SiOp als getrennte Targets 5 oder in Form eines platten- oder folienförmigen Targets
aus einer Mischung von Si und SiO„ eingesetzt werden,
und die Zerstäubung wird in einer Gasatmosphäre bewirkt, die als am Aufbau beteiligte Elemente mindestens Wasserstoffatome
(H) und/oder Halogenatome (X) enthält. Als gasförmige Ausganßsmaterialien für die Einführung von
Sauerstoffatomen können auch im Fall der Zerstäubung
die Ausgangsmaterialien für die Einführung von Sauerstoffatomen eingesetzt werden, die im Zusammenhang
mit der vorstehend beschriebenen Glimmentladung als
15 wirksame Gase erwähnt worden sind.
Erfindungsgemäß können als geeignetes, verdünnendes Gas, das bei der Bildung der amorphen Schicht nach
dem Glimmentladungsverfahren oder dem Zerstäubungsverfahren einzusetzen ist, Edelgase wie He, Ne oder Ar
erwähnt werden.
Die amorphe Schicht kann eine Schichtdicke haben, die in geeigneter Weise so festgelegt werden kann, daß
die in der amorphen Schicht erzeugten Fototräger mit einem guten Wirkungsgrad transportiert werden können,
und die Schichtdicke beträgt geeigneterweise im allgemeinen 2 bis 100 /am, vorzugsweise 3 bis 80 yum und insbesondere
3 bis 50 pm.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann das erfindungsgeniäße,
fotoloLtfähige Element, das so gestaltet ist,
daß es den in Fig. 1, Fig. 11 bzw. Fig. 12 gezeigten Schichtaufbau hat, alle Probleme überwinden, die vor-
35 stehend erwähnt worden sind, und hervorragende
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elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften, eine hervorragende Druckfestigkeit und gute Eigenschaften
bezüglich der Beeinflussung durch Umgebungsbedingungen während der Verwendung zeigen.
Das erfindungsgemäße, fotoleitfahige Element zeigt
besonders in dem Fall, daß es als Bilderzeugungselement
für elektrofotografische Zwecke eingesetzt wird, keinerlei
Beeinflussung der Bilderzeugung durch ein Restpotential,
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
Eigenschaften, wodurch es ermöglicht wird, wiederholt Bilder hoher Qualität mit einer hohen Dichte,
einem klaren Halbton und einer hohen Auflösung zu erhalten.
Nachstehend wird die Verfahrensweise zur Herstellung des fotoleitfähigen Elements, das nach dem Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren
gebildet wird, beschrieben.
Fig. 13 zeigt eine Vorrichtung für die Herstellung eines fotoleitfähigen Elements nach dem Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren.
In den Gasbomben 1302, 1303, 1304, 1305 und 1306 sind luftdicht abgeschlossene, gasförmige Ausgangsmaterialien
für die Bildung der einzelnen Schichten im Rahmen der Erfindung enthalten. Zum Beispiel ist 1302 eine Bombe,
die mit He verdünntes SiH.-Gas enthält (Reinheit!
99,999 % ; nachstehend kurz mit SiH /He bezeichnet), ist 1303 eine Bombe, die mit He verdünntes B~H_-Gas
99,999 % ; nachstehend kurz mit SiH /He bezeichnet), ist 1303 eine Bombe, die mit He verdünntes B~H_-Gas
enthält (Reinheit: 99,999 %; nachstehend kurz mit BpHfi/He
bezeichnet), ist 1304 eine Bombe, die mit He verdünntes
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Si_H--Gas enthält (Reinheit: 99,99 %; nachstehend kurz
mit SjpHß/He bezeichnet), ist 1305 eine Bombe, die
NO-Gas enthält (Reinheit: 99,999 %} und ist 1306 eine
Bombe, die mit He verdünntes SiF.-Gas enthält (Reinheit: 99,999 %; nachstehehd kurz mit SiF /He bezeichnet).
Um diese Gase in die Reaktionskammer 1301 hineinströmen zu lassen, wird zuerst das Hauptventil 1334 geöffnet,
um die Reaktionskammer 1301 und die Gas-Rohrleitungen zu evakuieren, nachdem bestätigt worden ist, daß die
Ventile 1322 bis 1325 der Gasbomben 1302 bis 1305 und das Belüftungsventil 1335 geschlossen und die Einströmventile
1312 bis 1315, die Ausströmventile 1317 bis 1320 und das Hilfsventil 1332 geöffnet sind. Als nächster
Schritt werden das Hilfsventil 1332 und die Ausströmventile
1317 bis 1320 geschlossen, wenn der an der Vakuummeßvorrichtung 1336 abgelesene Wert 6,7 nbar
erreicht hat.
Nachstehend wird ein Beispiel für die Bildung eines eine amorphe Schicht bildenden Schichtbereichs (III)
auf einem zylindrischen Träger 1337 erläutert. SiH./He-Gas aus der Gasbombe 1302 und BOHC/He-Gas aus der Gasbombe
1303 werden in die Durchflußreguliervorrichtungen
1307 utnJ UiOH hineinströmen gelassen, indem die Ventile
1322 und 1323 so geöffnet werden, daß die Drücke an den Auslaßmanometern 1327 und 1328 jeweils auf einen
Wert von 0,98 bar einreguliert werden, und indem die Einströmventile 1312 und 1313 allmählich geöffnet werden.
Anschließend werden die Ausströmventile 1317 und 1318 und das Hilfsventil 1332 allmählich geöffnet, um die
einzelnen Gase in die Reaktionskammer 1301 hineinströmen zu lassen. Die Ausströmventile 1317 und 1318 werden
so reguliert, daß das Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeit des SiH4/He-Gases zu der Durchflußgeschwindigkeit
BAD ORIGINAL
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des B2Hg/He-Gases einen gewünschten Wert hat, und auch
die Öffnung des Hauptventils 1334 wird reguliert, während die Ablesung an der Vakuummeßvorrichtung 1336 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 1337 durch die Heizvorrichtung 1338 auf 50°C bis
400 C eingestellt wurde, wird die Stromquelle 1340 auf eine gewünschte Leistung eingestellt, um in der Reaktionskammer 1301 eine Glimmentladung anzuregen, während zur Regulierung des Gehalts der als Atome der Gruppe III eingesetzten B-Atome in der Schicht gleichzeitig in Übereinstimmung mit einer vorher festgelegten Kurve des Änderungsverhältnisses ein Vorgang der allmähliehen Veränderung der Durchflußgeschwindigkeit des BpHß/He-Gases durch allmähliche Veränderung der Einstellung des Ventils 1318 nach einem manuellen Verfahren oder mittels eines Motors mit Außenantrieb durchgeführt wird.
400 C eingestellt wurde, wird die Stromquelle 1340 auf eine gewünschte Leistung eingestellt, um in der Reaktionskammer 1301 eine Glimmentladung anzuregen, während zur Regulierung des Gehalts der als Atome der Gruppe III eingesetzten B-Atome in der Schicht gleichzeitig in Übereinstimmung mit einer vorher festgelegten Kurve des Änderungsverhältnisses ein Vorgang der allmähliehen Veränderung der Durchflußgeschwindigkeit des BpHß/He-Gases durch allmähliche Veränderung der Einstellung des Ventils 1318 nach einem manuellen Verfahren oder mittels eines Motors mit Außenantrieb durchgeführt wird.
Für die Bildung eines Schichtbereichs (0) wird während der Durchführung der Schichtbildung nach dem gleichen
Verfahren wie vorstehend beschrieben anstelle des bei der Bildung des Schichtbereichs (III) eingesetzten
BpH_/He-Gases oder zusätzlich zu diesem Gas NO-Gas eingesetzt.
Für die Bildung der oberen Schicht auf der amorphen Schicht, wie sie in Fig. 1 gezeigt wird, kann zur Durchführung
der Schichtbildung anstelle des bei der Bildung des Schichtbereichs (III) eingesetzten B_HC/He-Gases
CpH.-Gas eingesetzt werden.
Bei jedem der zu bildenden Schichtbereiche wird in dem Fall, daß Halogenatome eingebaut werden sollen,
- 42* -** ' DE 2592
zu den vorstehend beschriebenen Gasen, die zur Bildung der einzelnen Schichtbereiche dienen, außerdem ein
Gas wie SiF4/He hinzugegeben, bevor diese Gase in die
Reaktionskammer eingeleitet werden.
Für die Bildung des oberen Schichtbereichs 1205, wie
er in Fig. 12 gezeigt wird, kann die Schichtbildung durchgeführt werden, während das bei der Bildung des
ersten Schichtbereichs (0) eingesetzte, Sauerstoffatome XO enthaltende Gas (z. B. NO) weggelassen wird.
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 1301 und in den Rohrleitungen von den Ausströmventilen
1317 bis 1320 zu der Reaktionskammer 1301 verbleibt, kann, falls erforderlich, ein Verfahren
durchgeführt werden, bei dem das System einmal bis zur Erzielung eines hohen Vakuums evakuiert wird, indem
die Ausströmventile 1317 bis 1320 geschlossen werden und das Hilfsventil 1332 bei vollständiger Öffnung
25 des Hauptventils 1334 geöffnet wird.
Während der Bildung der Schicht kann der zylindrische
Träger 1337 mit einem Motor 1339 mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht werden, um eine gleichmäßige
Schichtbildung zu bewirken.
Auf zylindrischen Trägern aus Al wurden mittels der in Fig. 13 gezeigten Herstellungsvorrichtung Schichten
QRtGINAL
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gebildet, wobei der Borgehalt in den Schichten als Parameter variiert wurde. Die allgemeinen Herstellungsbedingungen und der Schichtaufbau werden in Tabelle
I bzw. in den Fig. 14 bis 16 gezeigt.
In Tabelle II werden der Borgehalt in vorbestimmten Lagen, die durch den Abstand von dem zylindrischen
Träger in Richtung der Schichtdicke bezeichnet werden, und die Ergebnisse der Bewertung der erhaltenen Proben
gezeigt.
Für die Erzeugung elektrofotografischer Bilder wurden
die erhaltenen, zylindrischen Bilderzeugungselemente einer Reihe von Verfahrensschritten eines Elektrofoto-
j5 grafieVerfahrens unterzogen, die aus einer Ladung,
einer bildmäßigen Belichtung, einer Entwicklung und einer Übertragung bestanden, und bei den auf Bildempfangspapieren sichtbar gemachten Bildern wurde eine
Gesamtbewertung der Ergebnisse bezüglich Eigenschaften wie der Dichte, der Auflösung und der Reproduzierbarkeit
der Helligkeitsabstufung durchgeführt.
BAD ORIGINAL
co
ο
to
cn
Cn
Amorphe
Schicht
Schicht
Schichtbereich
(III)
(III)
Eingesetzte
Gase
Gase
SiH4/He=O,5
B2H6/He=3x10"
Durchflußgeschwindig keit
(Norm-cm /
min)
SiH4=2OO
in geeigne -
er Vfeise iiert
[Var
Schichtbi.ldungsgeschwin-
digkeit
digkeit
(nm/s)
1,6
Schichtdicke
20
Bvtlastungs
leistung
leistung
(W/cm2)
0,2
•Substratternperatur
Reaktions
druck
druck
(rrbar)
250
0,67
-Entladungsfre quenz
(MHz)
13,56
CO ■Ρ-CD
10 15 20 25
| V Lage (Abstand \von dem zylin drischen Irä- \cier) Probe Nr/^\^^ |
O /Um |
0,1 /Um |
0,2 . /Am |
0,5 | 1,0 μ™ |
5,0 | IO μ™ |
15 jürii |
20 | Bewer bung |
| 11 | 100 | 100 | 100 | 100 | 65 | 20 | 10 | 10 | 10 | O |
| 12 | 200 | 200 | 200 | 120 | 75 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| 13 | 200 | 200 | 95 | 86 | 76 | 34 | 15 | 10 | 10 | ο ■ |
| 21 | 200 | 180 | 165 | 130 | 96 | 27 | 12 | 10 | 10 | O |
| 22 | 300 | 270 | 240 | 172 | 116 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| 23 | 500 | 390 | 200 | 75 | 25 | 12 | 10 | 10 | 10 | O |
| 31 | 100 | 100 | 99 | 97 | 96 | 77 | 55 | 32 | 10 | Δ |
| 32 | 200 | 200 | 200 | 98 | 96 | 78 | 55 | 32 | 10 | O |
| 33 | 200 | 200 | 200 | 49 | 48 | 39 | 29 | 20 | 10 | O |
| 41 | 100 | 99 | 99 | 97 | 95 | 75 | 50 | 25 | 0 | O |
| . 42 | 200 | 198 | 196 | 190 | 180 | 100 | 0 | 0 | 0 | Δ |
| 43 | 200 | 180 | 160 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| 51 | 500 | 250 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| 52 | 500 | 250 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | O |
| 53 | 100 | 90 | 85 | 55 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | O |
30
Die Werte in der Tabelle zeigen jeweils den Borgehalt ( Atom-ppm )
35
: ausgezeichnet
: gut
: gut
: für die praktische Anwendung ausreichend
original
- 46 - DE 2592
1 Beispiel 2
Unter den gleichen HerstellungGbedingungen wie in Beispiel
1 wurden amorphe Schichten mit dem in ήθη Füg.
17 bis 19 gezeigten Schichtaufbau hergestellt, Die Ergebnisse der ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführten
Bewertung werden in Tabelle II gezeigt (Probe Ν,Γ, 21
bis Nr. 23).
10 Beispiel 3
Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 1 wurden amorphe Schichten mit dem in den Fig. 20
bis 22 gezeigten Schichtaufbau hergestellt. Die Ergebnisse der ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführten
Bewertung werden in Tabelle II gezeigt (Probe Nr. 31 bis Nr. 33).
Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 1 wurden amorphe Schichten mit dem in den Fig.
23 bis 25 gezeigten Schichtaufbau hergestellt. Die Ergebnisse der ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführten
Bewertung werden in Tabelle II gezeigt (Probe Nr. 41 bis Nr. 43).
Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 1 wurden amorphe Schichten mit dem in den Fig.
26 bis 28 gezeigten Schichtaufbau hergestellt. Die Ergebnisse der ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführten
Bewertung werden in Tabelle II gezeigt (Probe Nr. 51
35 bis Nr. 53).
bad
- 47 - DE 2592
1 Beispiel 6
Nach dem gleichen Verfahren wie bei den in den Beispielen 1 bis 5 gezeigten Proben (Probe Nr. 11 bis Nr. 53)
wurden jeweils amorphe Schichten hergestellt. Dann wurden die oberen Schichten jeweils unter den in Tabelle
III gezeigten Bedingungen gebildet. Es hat auf die erhaltenen Eigenschaften keinen Einfluß, ob das Vakuum
während dieses Vorgangs nach der Bildung der amorphen Schicht einmal aufgehoben wird oder ob die Bildung
der oberen Schicht kontinuierlich unter den gleichen Vakuumbedingungen durchgeführt wird. Im Hinblick . auf
die Regulierung des Verfahrens wird die obere Schicht jedoch vorzugsweise kontinuierlich unter Vakuum gebildet.
Die hergestellten, zylindrischen Bilderzeugungselemente
für die Erzeugung von elektrofotografischen Bildern wurden einer Reihe von Verfahrensschritten eines Elektrofotografieverfahrens
unterzogen, die aus einer Ladung, einer bildmäßigen Belichtung, einer Entwicklung und
einer Übertragung bestanden, und bei den auf BiIdempfangspapieren
sichtbar gemachten Bildern wurde eine Gesamtbewertung der Ergebnisse bezüglich Eigenschaften
wie der Dichte, der Auflösung und der Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung durchgeführt. Die Ergebnisse
werden in Tabelle IV gezeigt (der Bewertungsmaßstab ist der gleiche wie in Tabelle II).
BAD ,ORIGINAL fM*
|
CO
Ol |
ω ο |
to cn |
Γ | fco O |
cn | O | Cn t-1 | Feaktions- druck |
Entladungs- frequenz |
< 1 1 I « I t < « |
|
| Schichtbil dungsgeschwin digkeit |
tabelle III | 0,80 iribar | 13,56 MHz | O3 , t 1 ' |
|||||||
| Eingesetzte Gase |
Durchflußge- schwindigkeii Norm-ctn /. fnin |
0,3 nm/s | Schicht dicke |
Entladungs leistung |
Substrattem peratur |
||||||
| SiH4/He=O, 5 | SiH4=4O | 50,0 nm | 0,2 W/cm2 | 25O°C | |||||||
| DJ | C2H4 (100%) | C3H4 = 400 | |||||||||
| σ ο |
|||||||||||
| ο ζ |
■> | ||||||||||
ID Γ\3
- 49 -
DE 2592
Bei der Messung der Zusammensetzung der hergestellten
gemäß der Auger-
Siliciumcarbidschicht a-(Si C1
),,Hi Elektronenspektroskopie ergab sich, daß χ = 0,32.
| Probe Nr. | 611 | 612 | 613 | 621 | 622 | 623 | 631 | 6 32 | / |
| Bewertung | O | O | O | O | O | O | Δ | O | |
| Probe Nr. | 633 | 641 | 642 | 643 | 651 | 652 | 653 | / | |
| Bewertung | O | O | Δ | O | O | O | O |
In Tabelle IV bedeutet die Probe Nr. 611 die Probe Nr. 11 von Tabelle II, bei der zusätzlich die obere
Schicht gebildet wurde (die Proben Nr. 612 und die folgenden Proben in Tabelle IV haben die entsprechende
Bedeutung).
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke,
die den gleichen Schichtaufbau wie die in den Beispielen 1 bis 5 gezeigten Proben (Proben Nr. 11 bis Nr. 53)
hatten, wurden unter den in Tabelle V gezeigten Bedingungen unter Verwendung von Si_Hfi/He-Gas anstelle von
SiH./He-Gas hergestellt. Die Ergebnisse werden in Tabelle VI gezeigt.
ω
cn
co O
to
cn
cn
Eingesetzte
Gase
Gase
KA/Be=0,5
Durchflußgeschwindigkeiidungsge;
i0H.
2 D
in geeignete] Weise variiert
Schichtbilschwin digkeit
5,o nm/s
Schichtdicke
20
Entladungsleistung
1 W/an2
Substrattemperatur
250 °C
Peaktionsdruck
mtladungsfrequenz
O,67mbar
13,56 MHz
- 51 -
DE 2592
| Probe Nr. | 711 | 712 | 713 | 721 | 722 | 72 3 | 731 | 732 | / |
| Bewertung | O | O | O | O | O | O) | Δ | O | |
| Probe Nr. | 733 | 741 | 742 | 743 | 751 | 752 | 7 53 | / | |
| Bewertung | O | O | Δ | O | O | O | O | ||
In Tabelle VI bedeutet die Probe Nr. 711 eine Probe,
die den gleichen Schichtaufbau wie die Probe Nr. 11 von Tabelle II hat (die Probe Nr. 712 und alle folgenden
Proben von Tabelle VI haben die entsprechende Bedeutung).
20 Beispiel 8
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke mit dem gleichen Schichtaufbau wie die Proben Nr.
13, 21, 23, 33 und· 52 der Beispiele 1 bis 5 wurden
hergestellt, indem zu dem SiH./He-Gas außerdem SiF./He-Gas
zugegeben wurde. Das Mischungsverhältnis von SiF. zu SiH4, nämlich der Wert /"SiF4Z(SiH^SiF4)J x 100 %,
wurde auf 30 Vol.-% eingestellt, während die anderen Herstellungsbedingungen und Verfahrensschritte die gleichen
wie in Beispiel 1 waren. Die auf diese Weise hergestellten,
zylindrischen, lichtempfindlichen Elemente wurden zur Bilderzeugung auf Bildempfangspapieren
mittels einer Reihe von Verfahrensschritten eines Elektrofotografieverfahrens eingesetzt.
Die wie in Beispiel 1 durchgeführte Bewertung ergab,
BAD ORIGINAL
- 52 - DE 2592
daß alle erhaltenen Bilder eine hohe Dichte und eine hohe Auflösung und auch eine hervorragende Reproduzierbarkeit
der Helligkeitsabstufung zeigten.
5 Beispiel 9
Mittels der in Fig. 13 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden auf zylindrischen Trägern aus Al Schichten
gebildet, wobei der Borgehalt in den Schichten als
Parameter variiert wurde. Die allgemeinen Herstellungs*-
bedingungen werden in Tabelle VII gezeigt, und die
Konzentrationsverteilung des Bors (B) in der Richtung der Schichtdicke in den amorphen Schichten wird in
den Fig. 14 bis 16 gezeigt.
In Tabelle VIII werden der Borgehalt in den jeweiligen Lagen in der Richtung der Schichtdicke (wobei die
Lagen durch den Abstand von dem zylindrischen Träger bezeichnet werden) und die Ergebnisse der Bewertung
der erhaltenen Proben (Proben Nr. 111 bis 113) gezeigt. Die hergestellten Bilderzeugungselemente für die Erzeugung
von elektrofotografischen Bildern wurden einer Reihe von Verfahrensschritten eines Elektrofotografieverfahrens
unterzogen, die aus einer Ladung, einer bildmäßigen Belichtung, einer Entwicklung und einer
Übertragung bestanden, und bei den auf Bildempfangspapieren sichtbar gemachten Bildern wurde eine Gesamtbewertung
der Ergebnisse bezüglich Eigenschaften wie der Dichte, der Auflösung und der Reproduzierbarkeit
30 der Helligkeitsabstufung durchgeführt.
BAD
Cu Cn
ω ο
bo
O
CJi
co > Ό
| ■ | Eingesetzte Gase |
Durchfluß geschwin digkeit 3 (Norm-cm /min) |
Schicht- bildungsge- schwindig- keit (nm/s) |
Schicht dicke I 1 i 1 |
Entladungs leistung (W/cm2) |
ί 1 |
20 | 0,2 | Substrat temperatur (0C) |
Reaktions druck (mbar) |
Entladungi freauenz (MHz) |
| A : ■.'." Bildungs- bedingun- gen der amorphen Schicht |
SiH4/He = 0,5 |
SiH4 = 200 |
1,6 | 250 | 0,67 | 13,56 I I I |
|||||
| B9H./He = 3xl0~J |
in geeigne ter Weise variiert |
||||||||||
| NO | |||||||||||
| Verhältnis der Durch- flußge- schwindig- keiten |
|||||||||||
| 1 N0/SiH4 = 4xlO"2 I i |
DE 2592
| y Lage (Abstand \von dem zylin- ijrischen Trä- ^"^\ger) Probe Nr Γ^\^ |
O | 0,1 /Jim |
0,2 /Am |
0,5 fm |
1,0 /im |
5,0 | 10 /ΙΠ» |
15 fiia. |
20 μια |
3ewer- ;ung |
| 100 | 1.00 | 100 | 100 | 65 | 20 | 10 | 10 | 10 | O | |
| 111 | 200 200 |
200 | 200 | 120 | 75 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| 112 | 200 | 200 | 95 | 86 | 76 | 34 | 15 | 10 | 10 | O |
| 113 | 300 | 180 | 165 | 130 | 96 | 27 | 12 | 10 | 10 | O |
| 121 | 500 | 270 | 240 | 172 | 116 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| 122 | 100 | 390 | 200 | 75 | 25 | 12 | 10 | 10 | 10 | O |
| 123 | 200 | 100 | 99 | 97 | 96 | 77 | 55 | 32 | 10 | Δ |
| 1.31 | 200 | 200 | 200 | 98 | 96 | 78 | 55 | 32 | 10 | O |
| 132 | 100 200 |
200 | 200 | 49 | 48 | 39 | 29 | 20 | 10 | O |
| 133 | 200 | 99 | 99 | 97 | 95 | 75 | 50 | 25 | 0 | O |
| 141 | 500 | 198 | 196 | 190 | 180 | 100 | 0 | 0 | 0 | Δ |
| 142 | 500 | 180 | 160 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| 143 | 100 | 250 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| 151 | 250 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | O | |
| 152 | 90 | 85 | 55 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | O | |
| 153 |
Die Werte in der Tabelle zeigen jeweils den Borgehalt (Atan-ppm)
: ausgezeichnet
O :
: für die praktische Anwendung aus reichend
BAD
- 55 - DE 2592 1 Beispiel 10
Auf zylindrischen Trägern aus Al wurden unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 9
amorphe Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des Bors (B) in den amorphen Schichten jedoch in der in
den Fig. 17 bis 19 gezeigten Weise verändert wurde, und es wurden die gleichen Bewertungen durchgeführt,
wobei die in Tabelle VIII gezeigten Ergebnisse erhalten
10 wurden (Proben Nr. 121 bis 123).
Auf zylindrischen Trägern aus Al wurden unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 9
amorphe Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des Bors (B) in den amorphen Schichten jedoch in der in
den Fig. 20 bis 22 gezeigten Weise verändert wurde, und es wurden die gleichen Bewertungen durchgeführt,
wobei die in Tabelle VIII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden (Probe Nr. 131 bis 133).
Auf zylindrischen Trägern aus Al wurden unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 9
amorphe Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des Bors (B) in den amorphen Schichten jedoch in der in
den Fig. 23 bis 25 gezeigten Weise verändert wurde, und es wurden die gleichen Bewertungen durchgeführt,
wobei die in Tabelle VIII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden (Probe Nr. 141 bis 143).
J&MJOJflQ tf^Pi"
BAD ORIGINAL
- 56 - DE 2592
1 Beispiel 13
Auf zylindrischen Trägern aus Al wurden unter den
gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 9 amorphe Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des
Bors (B) in den amorphen Schichten jedoch in der in den Fig. 26 bis 28 gezeigten Weise verändert wurde,
und es wurden die gleichen Bewertungen durchgeführt, wobei die in Tabelle VIII gezeigten Ergebnisse erhalten
jQ wurden (Probe Nr. 151 bis 153).
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
jg (Probe Nr. 1611 bis 1653), die die gleiche Konzentrationsverteilung
des Bors (B) wie die in den Beispielen 9 bis 13 gezeigten Proben Nr. 111 bis 153 hatten,
wurden unter den in Tabelle IX gezeigten Bedingungen hergestellt, wobei SipHß/He-Gas anstelle des SiH./He-Gases
eingesetzt wurde, und die Bewertungen dieser Bilderzeugungselemente wurden in ähnlicher Weise durchgeführt.
Die Ergebnisse werden in Tabelle X gezeigt.
BAD OBiGiNAL
co cn
ω ο
to cn
bo O
cn
Eingesetzte Gase
Durchflußgeschwin digkeit (Norm-cm /rnin)
Verhältnis der Durchflußge- schwindigkeiten
Bildungsbedingun gen der aTTorphen
Schicht
Si2H6ZHe
= 0,5
B2H6/He =3x1O~3
Si2H6
=2CX)
=15x10
j in geeigneter Weise variiert
Schicht-
bildungsge-
schwindig-
keit
(nm/s)
Schichtdicke (um)
Entladungs·
leistung
(W/cm2)
5,0
20
Substrattemperatur
(0C)
(0C)
Reaktions-EntladungE-druck frequenz (mbar) (MKz)
250
; 0,67
13,56
σι to
ro
DE 2592
| Probe Nr. 1611 | 1612 | 1613 | 1621 | 1622 | 1623 | 1631 | 1632 | / |
| Λ Bewertung |
Δ | O | O | O | ο- | A | O | |
| Probe Kr. 1633 | 1641 | 1642 | 1643 | 1651 | 1652 | 1653 | / | |
| Bewertung ^ | O | Δ | O | O | . O | O |
In Tabelle X bedeutet die Probe Nr. 1611 eine Probe, die die gleiche Konzentrationsverteilung des Bors
(B) wie die Probe Nr. 111 von Tabelle VIII hat.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
mit einem Schichtaufbau, der die gleiche Konzentrationsverteilung des Bors (B) wie die Proben Nr. 113, 121,
123, 133 und 152 der Beispiele 9 bis 13 zeigte, wurden hergestellt, indem zu dem SiH4/He-Gas außerdem SiF4/He-Gas
zugegeben wurde. Das Mischungsverhältnis von SiF4
zu SiH4, nämlich der Wert /"SiF4Z(SiH4H-SiF4)J χ 100%,
wurde auf 30 Vol.-% eingestellt, während die anderen Herstellungsbedingungen und Verfahrensschritte die
gleichen wie in Beispiel 9 waren. Die auf diese Weise hergestellten Bilderzeugungselemente für elektrofotografische
Zwecke wurden zur Bilderzeugung auf Bildempfangspapieren mittels einer Reihe von Verfahrensschritten eines Elektrofotografieverfahrens eingesetzt.
Die Ergebnisse der wie in Beispiel 1 durchgeführten Bewertung zeigen, daß alle erhaltenen Bilder eine
BAD
- 59 - DE 2592
hohe Dichte und eine hohe Auflösung und auch eine hervorragende Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung
hatten.
5 Beispiel 16
Auf zylindrischen Trägern aus Al wurden mittels der
in Fig. 13 gezeigten Herstellungsvorrichtung Schichten gebildet, wobei der Borgehalt in den Schichten als
Parameter variiert wurde. Die allgemeinen Herstellungsbedingungen werden in Tabelle XI gezeigt, und die
Verteilung der Konzentration des Bors (B) in der amorphen
Schicht in der Richtung der Schichtdicke wird in den Fig. 14 bis 16 gezeigt.
In Tabelle XII werden der Borgehalt in den jeweiligen Lagen in der Richtung der Schichtdicke und die Ergebnisse
der Bewertung der erhaltenen Proben (Nr. 211 bis 213) gezeigt.
Die hergestellten Bilderzeugungselemente für die Erzeugung
von elektrofotografischen Bildern wurden einer Reihe von Verfahrensschritten eines Elektrofotografieverfahrens
unterzogen, die aus einer Ladung, einer bildmäßigen Belichtung, einer Entwicklung und einer
Übertragung bestanden, und bei den auf Bildempfangspapieren sichtbar gemachten Bildern wurde eine Gesamtbewertung
der Ergebnisse bezüglich Eigenschaften wie der Dichte, der Auflösung und der Reproduzierbarkeit
30 der Helligkeitsabstufung durchgeführt.
ω
cn
cn
ω ο
bO CJ!
lsi
CJl
CJl
Eildungs-Dedingungen
der amor- j
phen Schicht
der amor- j
phen Schicht
Schichtbereich (B,0)
±>erer Schicht-Dereich
Eingesetzte
Gase
SiK4/IJe=O,
Durchfluß-jVerhältnispchicht- Schach
geschv/in- der Uurch-pildungs-fdicke
digkeit if lußge- geschwin- (^u m)
_, !scb-ondig-digkeit ,
; (Norm—cm"
I/min)
SiH,
=200
Xeiten ,(nm/s)
B2H6/He=3xl0
in geeigneter Weise variiert
NO
SiH4/He=O,5
1,6
20
.-Entladungs-
leistuni (W/ar.2)
0,2
| Sub- | 250 | Reak | Ehtla- |
| strat- | tions- | ^ungsfre | |
| cteirfe- | druck | ||
| ratur | |||
| (irLar) | MIz) | ||
| J(0C) | |||
| I j |
|||
| 0,67 | 13,56 |
10 15 20 25
- 61 -
DE 2592
| V Lage (Abstand \von dem zylin- Ajrischen Trä- \. ger) Probe Nr/^v^ |
O /Um |
213 | 100 200 |
0,1 !Um |
0,2 ^m |
O,5 ^m |
1,0 | 5,0 | IO //im |
15 ^m |
20 βτα |
^ung |
| 221 | 200 | 100 200 |
100 200 |
100 120 |
G5 75 |
20 0 |
10 0 |
10 0 |
10 | O | ||
| 211 | 222 | 200 | 200 | 95 | 86 | 76 | 34 | 15 | 10 | 0 | O | |
| 212 | 223 | 300 | 180 | 165 | 130 | 96 | 27 | 12 | 10 | 10 | O | |
| 231 | 500 | 270 | 240 | 172 | 116 | 0 12 77 7 H |
0 LO |
0 10 |
10 | O | ||
| 232 | 100 200 |
390 | 200 | 75 | 25 | VJ 75 100 0 |
5r> 5r) 29 50 0 |
32 32 20 25 |
0 | O | ||
| 233 | 200 | 100 200 |
99 200 |
97 98 |
96 96 |
0 | 0 | 0 | 10 | O | ||
| 100 | 200 | 200 | 49 | 40 95 130 |
10 10 |
0 10 10 |
0 | LO 10 10 |
Λ JO '"ο |
|||
| 200 | 99 | 99 | 97 | 0 | 0 | 0 | O | |||||
| 241 | 200 | 198 | 196 | 190 | 0 | 10 10 |
0 | Δ | ||||
| 242 | 500 | 180 | 160 | 100 | 10 10 |
0 | O | |||||
| 243 | 500 | 250 | 0 | 0 | 0 | O | ||||||
| 251 | 100 | 250 | 10 | 10 55 |
10 | O | ||||||
| 252 | 90 | 85 | 10 | O | ||||||||
| 253 |
30
Die Vferte in der Tabelle zeigen jeweils den Borgehalt (Atom-ppm)
/5=J\ : ausgezeichnet
Q: gut
A : für die praktische Anwendung ausreichend
35
BAD ORIGINAU
„ 4. ϊ. * V # * ■<·
- 62 - DE 2592
1 Beispiel 17
Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 16 wurden auf zylindrischen Trägern aus Al
amorphe Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des Bors (B) in den amorphen Schichten jedoch in der in
den Fig. 17 bis 19 gezeigten Weise verändert wurde, und es wurden die gleichen Bewertungen durchgeführt,
wobei die in Tabelle XII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden (Probe Nr. 221 bis 223).
Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 16 wurden auf zylindrischen Trägern aus Al
amorphe Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des Bors (B) in den amorphen Schichten jedoch in der in
den Fig. 20 bis 22 gezeigten Weise verändert wurde, und es wurden die gleichen Bewertungen durchgeführt,
wobei die in Tabelle XII gezeigten Ergebnisse erhalten
wurden (Probe Nr. 231 bis 233).
Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel
16 wurden auf zylindrischen Trägern aus Al
amorph« Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des Bors (B) in den amorphen Schichten jedoch in der in
den Fig. 23 bis 25 gezeigten Weise verändert wurde, und es wurden die gleichen Bewertungen durchgeführt,
wobei die in Tabelle XII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden (Probe Nr. 241 bis 243).
BAP ORIGINAL
- 63 - DE 2592
1 Beispiel 20
Unter den gleichen Herstellungsbedingungen wie in Beispiel 16 wurden auf zylindrischen Trägern aus Al
amorphe Schichten hergestellt, wobei der Gehalt des Bors (B) in den amorphen Schichten jedoch in der in
den Fig. 26 bis 28 gezeigten Wcir.e verhindert wurde,
und es wurden die gleichen Bewertungen durchgeführt, wobei die in Tabelle XII gezeigten Ergebnisse erhalten
wurden (Probe Mr. 251 bis 253).
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
,ρ- (Probe Nr. 2611 bis 2653) mit einer ähnlichen Verteilung
des Bors (B) wie bei den Proben Nr. 211 bis 253 der Beispiele 16 bis 20 wurden unter den in Tabelle XIII
gezeigten Bedingungen hergestellt, wobei SipHfi/He-Gas anstelle des SiH /He-Gases eingesetzt wurde, und in
der gleichen Weise bewertet. Die Ergebnisse werden
in Tabelle XIV gezeigt.
co
CP
ω ο
CJl
Tatelle XIII
Bildungs-
:edingungen j
der airorphen Schicht
:edingungen j
der airorphen Schicht
Schichtbereich ,0)
Eingesetzte
Gase
■ifluß-jverh
VerhältnisBchicht-
Schichi-Entla-
geschv;in- jcer Durdh-bildungsrdicke idungsdigkeit
iflußge- geschwiiv (um) J leistun<jjtempe-
Substrat-
/He=O,5
B2H6/He=3x1O
KO
Schicht-Bereich
Si2H6/He=O,5
_, Ischvrijidig-digkeit
(Korm-anJ keiten .(ran/s)
/min) : ι
in geei neter Vfeise variiert
M5 χ
.0/Si2H6
-2
a-:/ou2)iratur
Peak-
ticns-
druck
Entlaäungsfre
σι
ro
tu
DE 2592
| Probe Nr. | 2611 | 2612 | 2613 | 2621 | 2622 | 262 3 | 2631 | 2632 |
| Bewertung | Δ | Δ | O | O | O | O | Δ | O |
| Probe Nr. | 2633 | 2641 | ν 2642 |
2643 | 2651 | 26Ü2 | 2653 | / |
| Bewertung | O | O | Δ | O | O | O | O | / |
In Tabelle XIV bedeutet die Probe Nr. 2611 beispielsweise
eine Probe, die die gleiche Konzentrationsvertellung
des Bors (B) wie die Probe Nr. 211 von Tabelle XII hat.
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
mit einem Schichtaufbau, der die gleiche Konzentrationsverteilung des Bors (B) wie in den Proben Nr. 213,
221, 223, 233 und 252 der Beispiele 16 bis 20 hatte, wurden hergestellt, indem zu dem SiH4/He-Gas außerdem
SiF./He-Gas zugegeben wurde. Das Mischungsverhältnis von SiF. zu SiH,,, nämlich der Wert /SiF71/(SiH71+SiF^, )7
wurde auf 30 Vol.-% eingestellt, während die
Verfahrensschritte Die auf diese
χ 100 %,
anderen Herstellungsbedingungen und
die gleichen wie in Beispiel 16 waren.
Weise hergestellten Bilderzeugungselemente für elektrofotografische
Zwecke wurden zur Bilderzeugung auf Bildempfangspapieren mittels einer Reihe von Verfahrensschritten eines Elektrofotografieverfahrens eingesetzt.
Die Ergebnisse der wie in Beispiel 15 durchgeführten Bewertung zeigen, daß alle erhaltenen Bilder eine hohe
BAD ORIGINAL
- 66 - DE 2592
Dichte und eine hohe Auflösung und auch eine hervorragende
Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung hatten.
Claims (26)
- PatentansprücheC1V Fotoleitfähiges Element mit einem Träger für ein fotoleitfähiges Element und einer amorphen Schicht, die Fotoleitfähigkeit zeigt und aus einem amorphen Material gebildet ist, das Siliciumatorne als Matrix sowie Wasserstoffatome und/oder Halogenatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht einen Schichtbereich aufweist, der als am Aufbau beteiligte Atome zu der Gruppe III des Periodensystems gehörende Atome in einer solchen Verteilung enthält, daß die Verteilung in der Richtung .der Schichtdicke kontinuierlich ist und daß die zu der Gruppe III des Periodensystems gehörenden Atome in der Schicht an der Trägerseite stärker angereichert sind als an der Seite, die der Trägerseite gegenüberliegt bzw. entgegengesetzt ist.30
- 2. Fotoleitfähiges Element mit einem Träger für ein fotoleitfähiges Element und einer amorphen Schicht, die Fotoleitfähigkeit zeigt und aus einem amorphen Material gebildet ist, das Siliciumatome als Matrix sowie Wasserstoffatome und/oder Halogenatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, dadurch gekennzeichnet,B/13Dresdner Bank (München) KIo. 3 939 644BAD ORIGINALPostacheck (München) Klo. Θ70-43-804- 2 - DE 2592daß die amorphe Schicht einen ersten Schichtbereich, der als am Aufbau beteiligte Atome Sauerstoffatome in einer im wesentlichen gleichmäßigen, in der Richtung der Schichtdicke kontinuierlichen Verteilung enthält, und einen zweiten Schichtbereich, der als am Aufbau beteiligte Atome zu der Gruppe III des Periodensystems gehörende Atome in einer solchen Verteilung enthält, daß die Verteilung in der Richtung der Schichtdicke kontinuierlich ist und daß die zu der Gruppe III des Periodensystems gehörenden Atome in der Schicht an der Trägerseite stärker angereichert sind, aufweist.
- 3. F'otoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtbereich, der die zu der Gruppe III des Periodensystems gehörenden Atome enthält, im wesentlichen den gesamten Schichtbereich der amorphen Schicht einnimmt.
- 4. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtbereich, der die zu der Gruppe III des Periodensystems gehörenden Atome enthält, als ein Schichtbereich vorgesehen ist, der den auf der Seite des Trägers befindlichen Endteil der amorphen Schicht bildet.
- 5. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 2, dadurchgekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich im Innern unterhalb der Oberfläche der amorphen Schicht vorliegt.
- 6* Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich und der zweite Schichtbereich mindestens einen Teil von sich gemeinsam haben.BAD ORIGINAL- 3 — DE 2592
- 7. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich im wesentlichen den gesamten Schichtbereich der amorphen Schicht einnimmt.
- 8. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich und der zweite Schichtbereich identisch sind.
- 9. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der amorphen Schicht eine obere Sperrschicht vorgesehen ist.
- 10. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der amorphen Schicht eine obere Schicht vorgesehen ist, die aus einem amorphen Material gebildet worden ist, das in einer Matrix von Siliciumatomen Kohlenstoffatome und/oder Stickstoffatome enthält.
- 11. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material als am Aufbau beteiligte Atome außerdem Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthält.
- 12. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen Schicht Wasserstoffatome enthalten sind.
- 13. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Wasserstoffatome 1 bis 40 Atom-% beträgt.
- 14. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen Schicht Halogenatome35 enthalten sind.BAD ORIGINAL- 4 - DE 2592
- 15. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Halogenatome 1 bis 40 Atom-% beträgt.
- 16. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen Schicht Wasserstoffatome und Halogenatome enthalten sind.
- 17. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Gehalte der Wasserstoffatome und der Halogenatome 1 bis 40 Atom-% beträgt.
- 18. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der amorphen Schicht eine obereSperrschicht vorgesehen ist.
- 19. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der amorphen Schicht eine obere Schicht vorgesehen ist, die aus einem amorphen Material gebildet ist, das in einer Matrix von Siliciumatomen Kohlenstoffatome und/oder Stickstoffatome enthält.
- 20. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material als am Aufbau beteiligte Atome außerdem Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthält.
- 21. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen Schicht Wasserstoffatome enthalten sind.
- 22. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Wasserstoff-35 atome 1 bis 40 Atom-% beträgt.baSägMV.;·- 5 - DE 25921"
- 23. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen Schicht Halogenatome enthalten sind.
- 24. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Halogenatome 1 bis 40 Atom-% beträgt.
- 25. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen Schicht Wasserstoffatome und Halogenatome enthalten sind.
- 26. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 2.5, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Gehalte der Wasserstoffatome und der Halogenatome 1 bis 40 Atom-% beträgt.BAD ORIGINAL
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