DE3243891C2

DE3243891C2 - Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE3243891C2
Application number: DE3243891A
Authority: DE
Inventors: Kyosuke Ogawa; Shigeru Shirai; Junichiro Kanbe; Keishi Saitoh; Yoichi Osato
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1981-11-26
Filing date: 1982-11-26
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2002-11-27
Also published as: DE3243891A1; US4460669A; GB2111708A; GB2111708B

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial bzw. fotoleitfähiges Element, das auf einem Träger eine Schicht aus einem amorphen fotoleitfähigen Material mit Siliciumatomen als Matrix aufweist, wobei in der Matrix mindestens eine aus Sauerstoff-, Kohlenstoff- und Stickstoffatomen ausgewählte Atomart und zur Gruppe III des Periodensystems gehörende Atome als am Aufbau beteiligte Fremdatome enthalten sind.

Ein solches elektrofotographisches Aufzeichnungsmaterial ist aus der DE-OS 30 40 031 bekannt, wobei die amorphe Siliciumschicht nur Kohlenstoff enthält.

Aus der DE-OS 30 46 509 ist ferner ein elektrofotographisches Aufzeichnungsmaterial bekannt, welches einen Schichtträger und eine fotoleitfähige Schicht ausweist, wobei die fotoleitfähige Schicht Siliciumatome als Matrix, Halogenatome als Komponentenatome sowie Fremdatome aus der Gruppe III des periodischen Systems enthält.

Fotoleitfähige Materialien, aus denen Bilderzeugungs elemente für elektrofotografische Zwecke in Festkörper- Bildabtastvorrichtungen oder auf dem Gebiet der Bilder zeugung oder fotoleitfähige Schichten in Manuskript- Lesevorrichtungen gebildet werden, müssen eine hohe Empfindlichkeit, ein hohes S/N-Verhältnis (Signal/Rausch-Verhältnis bzw. Verhältnis von Fotostrom (I_p)/Dunkelstrom (I_d), Spektraleigenschaften, die an die Spektraleigenschaften der elektromagnetischen Wellen, mit denen sie bestrahlt werden sollen, angepaßt sind, ein schnelles Ansprechen auf Licht und einen gewünschten Dunkelwiderstandswert haben und dürfen während der Anwendung nicht gesundheitsschädlich sein. Außerdem ist es bei einer Festkörper-Bildabtastvorrich tung auch notwendig, daß das Restbild innerhalb einer vorbestimmten Zeit leicht behandelt bzw. beseitigt werden kann. Im Fall eines Bilderzeugungselements für elektrofotografische Zwecke, das in eine für die Anwen dung in einem Büro als Büromaschine vorgesehene, elektro fotografische Vorrichtung eingebaut werden soll, ist es besonders wichtig, daß das Bilderzeugungselement nicht gesundheitsschädlich ist.

Die fotoleitfähigen Elemente mit aus amorphem Silicium (nachstehend als a-Si bezeichnet) gebildeten, fotoleitfähigen Schichten müssen jedoch unter den gegen wärtigen Umständen in verschiedener Hinsicht weiter verbessert werden, wozu verschiedene elektrische, opti sche und Fotoleitfähigkeitseigenschaften wie der Dunkel widerstandswert, die Fotoempfindlichkeit und das Anspre chen auf Licht sowie die Eigenschaften bezüglich des Einflusses von Umgebungsbedingungen während der Verwen dung wie die Feuchtigkeitsbeständigkeit und außerdem die Stabilität im Verlauf der Zeit gehören.

Beispielsweise wird bei der Anwendung eines solchen fotoleitfähigen Elements in einem Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke oft beobachtet, daß während seiner Verwendung ein Restpotential verbleibt, wenn gleichzeitig Verbesserungen in bezug auf die Erzie lung einer höheren Fotoempfindlichkeit und eines höheren Dunkelwiderstands beabsichtigt sind. Wenn ein solches fotoleitfähiges Element über eine lange Zeit wiederholt verwendet wird, werden verschiedene Schwierigkeiten, beispielsweise eine Anhäufung von Ermüdungserscheinun gen durch wiederholte Anwendung oder die sogenannte Geisterbild-Erscheinung, wobei Restbilder erzeugt werden, hervorgerufen.

Bei einer Anzahl von durch die Erfinder durchgeführten Versuchen wurde zwar festgestellt, daß a-Si-Material, das die fotoleitfähige Schicht eines Bilderzeugungs elements für elektrofotografische Zwecke bildet, im Vergleich mit bekannten anorganischen, fotoleitfähigen Materialien wie Se, CdS oder ZnO oder mit bekannten organischen, fotoleitfähigen Materialien wie Polyvinyl carbazol oder Trinitrofluorenon eine Anzahl von Vortei len aufweist, jedoch wurde als weiterer Nachteil auch festgestellt, daß bei dem a-Si-Material noch verschiedene Probleme gelöst werden müssen. Wenn die fotoleitfähige Schicht eines Bilderzeugungselements für elektrofoto grafische Zwecke mit einem aus einer a-Si-Monoschicht gebildeten, fotoleitfähigen Element, dem Eigenschaften gegeben worden sind, die es für die Anwendung in einer bekannten Solarzelle geeignet machen, einer Ladungsbe handlung zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungsbil dern unterzogen wird, ist nämlich die Dunkelabschwächung bzw. der Dunkelabfall auffällig schnell, weshalb es schwierig ist, ein übliches, elektrofotografisches Verfahren anzuwenden. Diese Neigung ist unter einer feuchten Atmosphäre noch stärker ausgeprägt, und zwar in manchen Fällen in einem solchen Ausmaß, daß bis zur Entwicklung keine Ladung aufrechterhalten wird.

Wenn zur Bildung einer fotoleitfähigen Schicht ein a-Si-Material eingesetzt wird, kann es als am Aufbau beteiligte Atome Wasserstoffatome oder Halogenatome wie Fluor- oder Chloratome zur Verbesserung seiner elektrischen und Fotoleitfähigkeitseigenschaften, Atome wie Bor- oder Phosphoratome zur Regulierung des Typs der elektrischen Leitung und 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, optischen oder Fotoleitfähigkeitseigenschaften der gebildeten Schicht verursacht werden.

Beispielsweise ist in manchen Fällen die Lebensdauer der in der gebildeten, fotoleitfähigen Schicht durch Belichtung erzeugten Fototräger ungenügend, oder die von der Trägerseite her injizierten Ladungen können in dem dunklen Bereich nicht in ausreichendem Maße behindert bzw. gehemmt werden.

Bei der Gestaltung eines fotoleitfähigen Materials muß infolgedessen zusammen mit der Verbesserung der Eigenschaften der a-Si-Materialien für sich die Erzielung gewünschter elektrischer, optischer und Fotoleitfähigkeitseigenschaf ten, wie sie vorstehend erwähnt wurden, angestrebt werden.

Im Hinblick auf die Lösung der vorstehend erwähnten Probleme wurden ausgedehnte Untersuchun gen hinsichtlich der Anwendbarkeit und Brauchbarkeit von a-Si als fotoleitfähiges Element für elektrofoto grafische Bilderzeugungselemente, Festkörper-Bildabtast vorrichtungen, Lesevorrichtungen usw. durchgeführt Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß ein fotoleitfähiges Element mit einer fotoleitfähigen Schicht aus einer amorphen Schicht, die Fotoleitfähig keit zeigt und aus a-Si, insbesondere aus sogenanntem hydrier tem, amorphem Silicium, halogeniertem, amorphem Silicium oder halogen haltigem, hydriertem, amorphem Silicium, einem amorphen Material, das in einer Matrix von Siliciumatomen, Wasserstoffatome (H) und/oder Halogen atome (X) enthält, [nachstehend als a-Si(H,X) bezeichnet], gebildet ist, nicht nur für die praktische Verwendung außerordentlich gute Eigenschaften zeigt, sondern auch den bekannten, fotoleitfähigen Elementen im wesent lichen in jeder Hinsicht überlegen ist und insbesondere hervorragende Eigenschaften als fotoleitfähiges Element für elektrofotografische Zwecke zeigt, wenn dieses fotoleitfähige Element bei seiner Herstellung so gestal tet wird, daß es eine besondere Schichtstruktur hat.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein fotoleitfähiges Element zur Verfügung zu stellen, das in konstanter Weise stabile elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften mit dauerhaft hohem S/N-Verhältnis aufweist, eine ausgezeichnete Haltbarkeit hat, ohne daß nach wiederholter Verwendung irgendwelche Verschlechterungserscheinungen hervorgeru fen werden, und vollkommen oder im wesentlichen frei von beobachteten Restpotentialen ist, und das mit einem Träger einen guten elektrischen Kontakt hat.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch das im Patentan spruch 1 gekennzeichnete, fotoleitfähige Element gelöst.

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

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht, die zur Erläuterung des Schichtaufbaus der bevorzug ten Ausführungsform des fotoleitfähigen Elements dient.

Fig. 2 bis 10 zeigen schematische Schnittansichten, die zur Erläuterung des Schichtaufbaus der amorphen Schicht, die das fotoleitfähige Element bildet, dienen

Fig. 11 ist eine schematische Ansicht, die zur Erläuterung der Vorrichtung dient, die zur Herstellung der fotoleitfähigen Elemente angewandt wird.

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

Das in Fig. 1 gezeigte, fotoleitfähige Element 100 weist einen Träger 101 für das fotoleitfähige Element und eine auf dem Träger vorgesehene, amorphe Schicht 102, die a-Si, vorzugsweise a-Si(H,X), enthält und Fotoleitfähigkeit zeigt, auf.

Die amorphe Schicht 102 hat eine Schichtstruktur, die aus einem ersten Schichtbereich (O, N, C) 103, der als am Aufbau beteiligte Atome mindestens eine aus Sauerstoffatomen, Stickstoffatomen und Kohlenstoff atomen ausgewählte Atomart (nachstehend als ausgewählte Atome bezeichnet) enthält, einem zweiten Schichtbereich (III) 104, der Atome eines zu der Gruppe III des Perio densystems gehörenden Elements (nachstehend als Atome der Gruppe III bezeichnet) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem auf dem zweiten Schichtbereich (III) 104 vorgesehenen Oberflächenschichtbereich 106, der keines der ausgewählten Atome und kein Atom der Gruppe III enthält, besteht.

In einem Schichtbereich 105, der zwischen dem ersten Schichtbereich (O, N, C) 103 und dem Oberflächenschicht bereich 106 vorgesehen ist, sind die Atome der Gruppe III enthalten, jedoch ist in dem Schichtbereich 105 keines der ausgewählten Atome enthalten.

Jedes der aus Sauerstoffatomen, Kohlenstoffatomen und Stickstoffatomen ausgewählten Atome, die in dem ersten Schichtbereich (O, N, C) 103 enthalten sind, ist in dem Schichtbereich (O, N, C) 103 in der Richtung der Schichtdicke kontinuierlich und ungleichmäßig verteilt, ist jedoch in der Richtung, die zu der Ober fläche des Trägers 101 im wesentlichen parallel ist, vorzugsweise in einer kontinuierlichen und gleichmäßigen Verteilung enthalten.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten foto leitfähigen Element ist es notwendig, daß am Oberflächen teil der amorphen Schicht 102 ein Schichtbereich gebil det wird, der keines der ausgewählten Atome enthält (entsprechend dem Oberflächenschichtbereich 106 in Fig. 1), es ist jedoch nicht unbedingt notwendig, einen Schichtbereich vorzusehen, der die Atome der Gruppe III, jedoch keines der ausgewählten Atome enthält (d. h. den in Fig. 1 gezeigten Schichtbereich 105).

Das heißt, daß in Fig. 1 beispielsweise der erste Schichtbereich (O, N, C) 103 mit dem Schichtbereich (III) 104 identisch sein kann oder daß der zweite Schichtbereich (III) 104 bei einer alternativen Aus führungsform innerhalb des ersten Schichtbereichs (O, N, C) 103 vorgesehen sein kann.

Die in dem zweiten Schichtbereich (III) 104 enthaltenen Atome der Gruppe III sind in dem zweiten Schichtbereich (III) 104 in der Richtung der Schicht dicke kontinuierlich und ungleichmäßig verteilt, sie sind jedoch in der Richtung, die der Oberfläche des Trägers 101 im wesentlichen parallel ist, vorzugsweise in einer kontinuierlichen und gleichmäßigen Verteilung enthalten.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten, fotoleitfähigen Element 100 enthält der Oberflächenschichtbereich 106 kein Atom der Gruppe III, jedoch kann dieser Oberflächen schichtbereich 106 auch die Atome der Gruppe III enthalten.

Mit dem Einbau mindestens einer aus Sauerstoffatomen, Kohlenstoffatomen und Stickstoffatomen ausgewählten Atomart in den ersten Schichtbereich (O, N, C) des fotoleitfähigen Elements sind haupt sächlich Verbesserungen in bezug auf einen höheren Dunkelwiderstand und eine bessere Haftung zwischen der amorphen Schicht und dem Träger, auf dem die amorphe Schicht direkt vorgesehen ist, beabsichtigt, während damit, daß die ausgewählten Atome aus dem Oberflächen schichtbereich weggelassen werden, hauptsächlich eine Verbesserung der Koronaionenbeständigkeit und eine Sensibilisierung unter Erzielung einer höheren Empfind lichkeit beabsichtigt sind.

Insbesondere können bessere Ergebnisse erzielt werden bei Schicht strukturen, wie sie in dem fotoleitfähigen Element 100 von Fig. 1 gezeigt werden, wo die amorphe Schicht 102 einen ersten Schichtbereich (O, N, C) 103, der die ausgewählten Atome enthält, einen zweiten Schicht bereich (III) 104, der die Atome der Gruppe III enthält, einen Schichtbereich 105, der keines der ausgewählten Atome enthält, und einen Oberflächenschichtbereich 106, der keines der ausgewählten Atome und kein Atom der Gruppe III enthält, aufweist, wobei sich der erste Schichtbereich (O, N, C) 103 und der zweite Schichtbe reich (III) 104 in einen gemeinsamen Schichtbereich teilen.

Die Verteilung in der Richtung der Schichtdicke der ausgewählten Atome, die in den ersten Schichtbe reich (O, N, C) eingebaut sind, wird in erster Linie so eingestellt, daß ihre Konzentration in Richtung auf die mit dem Träger oder einer anderen Schicht verbundene Seite höher ist, um eine gute Haftung und einen guten Kontakt mit dem Träger oder der anderen Schicht zu gewährleisten. Zweitens wird es bevorzugt, daß die ausgewählten Atome so in den ersten Schichtbereich (O, N, C) eingebaut werden, daß ihre Verteilungskonzen tration an der Seite, die dem auf dem ersten Schicht bereich (O, N, C) vorgesehenen Schichtbereich, der keines der ausgewählten Atome enthält, zugewandt ist, allmählich abnimmt, bis die Verteilungskonzentration an der Oberfläche, die mit dem keines der ausgewählten Atome enthaltenden Schichtbereich verbunden ist, im wesentlichen den Wert 0 erreicht, um an dieser Oberfläche einen glatten, elektrischen Kontakt mit dem keines der aus gewählten Atome enthaltenden Schichtbereich herzustellen. Das gleiche gilt in dieser Hinsicht für die in den zweiten Schichtbereich (III) einzubauenden Atome der Gruppe III; und es wird im Fall eines Beispiels, bei dem in den Oberflächenschichtbereich der amorphen Schicht kein Atom der Gruppe III eingebaut wird, bevorzugt, daß die Atome der Gruppe III in einem Verteilungszustand verteilt werden, bei dem die Verteilungskonzentration der Atome der Gruppe III innerhalb des zweiten Schicht bereichs (III) in Richtung auf die mit dem Oberflächen schichtbereich verbundene Oberfläche allmählich abnimmt, bis sie an der mit dem Oberflächenschichtbereich verbun denen Oberfläche im wesentlichen den Wert 0 erreicht.

Als Beispiele für die zu der Gruppe III des Perioden systems gehörenden Atome, die erfindungsgemäß in den die amorphe Schicht bildenden, zweiten Schichtbereich (III) einzubauen sind, können B (Bor), Al (Aluminium), Ga (Gallium), In (Indium) und Tl (Thallium) erwähnt werden. Von diesen werden B und Ga besonders bevor zugt.

Der Gehalt der Atome der Gruppe III in dem zweiten Schichtbereich (III) beträgt im allgemeinen 0,01 bis 5 × 10⁴ Atom-ppm, geeigne terweise 1 bis 100 Atom-ppm, vorzugsweise 2 bis 50 Atom-ppm und insbesondere 3 bis 20 Atom-ppm, jeweils auf die Siliciumatome, die die amorphe Schicht bilden, bezogen. Der Gehalt der Sauerstoffatome, Stickstoffatome oder Kohlenstoff atome in dem ersten Schichtbereich (O, N, C) kann ebenfalls in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den erforderlichen Eigenschaften des gebildeten, foto leitfähigen Elements festgelegt werden, beträgt jedoch im allgemeinen 0,001 bis 30 Atom-%, geeigneterweise 0,01 bis 20 Atom-%, vorzugsweise 0,02 bis 10 Atom-% und insbesondere 0,03 bis 5 Atom-%. Wenn in dem ersten Schichtbereich (O, N, C) zwei oder drei aus Sauerstoffatomen, Stickstoffatomen und Kohlenstoffatomen ausgewählte Atomarten enthalten sind, wird der Gesamtgehalt der enthaltenen Atome so festgelegt, daß er innerhalb des vorstehend erwähnten, numerischen Bereichs liegt.

Die Fig. 2 bis 10 zeigen jeweils typische Beispiele für die Verteilung der Sauerstoffatome, Stickstoffatome und Kohlenstoffatome und der Atome der Gruppe III, die in der amorphen Schicht des fotoleitfähigen Elements enthalten sind, in der Richtung der Schichtdicke.

In den Fig. 2 bis 10 zeigt die Abszissenachse den Gehalt C der in dem ersten Schichtbereich (O, N, C) enthaltenen, ausgewählten Atome und der Atome der Gruppe III, während die Ordinatenachse die Richtung der Schichtdicke der Fotoleitfähigkeit zeigenden, amorphen Schicht zeigt. t_B zeigt die Lage der Oberfläche an der Trägerseite, während t_s die Lage der Oberfläche an der Seite, die der Trägerseite entgegengesetzt ist, zeigt. D. h., daß das Wachstum der amorphen Schicht, die die ausgewähl ten Atome und die Atome der Gruppe III enthält, von der t_B-Seite ausgehend in Richtung auf die t_s-Seite fortschreitet.

Der Maßstab der Abszissenachse für die ausgewählten Atome ist von dem Maßstab für die Atome der Gruppe III verschieden. Die durchgehenden Linien A2 bis A10 stellen die Linien der Verteilungskonzentration der ausgewählten Atome dar, während die durchgehenden Linien B2 bis B10 die Linien der Verteilungskonzentration der Atome der Gruppe III darstellen.

In Fig. 2 wird eine erste typische Ausführungsform der Verteilung der ausgewählten Atome und der Atome der Gruppe III, die in der amorphen Schicht enthalten sind, in der Richtung der Schichtdicke gezeigt.

Gemäß der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform weist die amorphe Schicht (t_s t_B) (der gesamte Schichtbereich von t_s bis t_B), die a-Si, vorzugsweise a-Si(H,X), enthält und Fotoleitfähigkeit zeigt, einen Schichtbereich (t₂ t_B) (den Schichtbereich zwischen t₂ und t_B), in dem die ausgewählten Atome mit der Verteilungskonzentration C₁ und die Atome der Gruppe III mit der Verteilungs konzentration C_(III)1 von der Trägerseite ausgehend in der Richtung der Schichtdicke im wesentlichen gleichmäßig verteilt sind, einen Schichtbereich (t₁ t₂), in dem die Vertei lungskonzentration der ausgewählten Atome von C₁ bis zu einem Wert von im wesentlichen 0 allmäh lich linear abnimmt und die Verteilungskonzentration der Atome der Gruppe III von C_(III)1 bis zu einem Wert von im wesentlichen 0 linear abnimmt, und einen Schicht bereich (t_s t₁), in dem im wesentlichen keines der ausgewählten Atome und keines der Atome der Gruppe III enthalten ist, auf.

Im Fall der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, bei der die amorphe Schicht (t_s t_B) auf der Trägerseite vorgesehen ist, eine Berührungsfläche mit dem Träger oder einer anderen Schicht (entsprechend t_B) aufweist und einen Schichtbereich (t₂ t_B) enthält, in dem die ausgewählten Atome und die Atome der Gruppe III gleich mäßig verteilt sind, können die Verteilungskonzentratio nen C_(III)1 und C₁ nach Wunsch in geeigneter Weise in bezug auf den Träger oder andere Schichten festgelegt werden, wobei C_(III)1 0,1 bis 8 × 10⁴ Atom-ppm, geeigne terweise 0,1 bis 1000 Atom-ppm, vorzugsweise 1 bis 400 Atom-ppm und insbesondere 2 bis 200 Atom-ppm, jeweils auf Siliciumatome bezogen, beträgt, während 0,01 bis 35 Atom-%, geeigneterweise 0,01 bis 30 Atom-%, vorzugsweise 0,02 bis 20 Atom-% und insbesondere 0,03 bis 10 Atom-% beträgt.

Der Schichtbereich (t₁ t₂) ist hauptsächlich zum Zweck der Herstellung eines glatten, elektrischen Kontaktes zwischen dem Schichtbereich (t_s t₁) und dem Schichtbe reich (t₂ t_B) vorgesehen, und die Schichtdicke des Schichtbereichs (t₁ t₂) sollte nach Wunsch in geeigneten Weise in bezug auf die Verteilungskonzentration C₁ der ausgewählten Atome und die Verteilungskonzentration C_(III)1 der Atome der Gruppe III, insbesondere in bezug auf die Verteilungskonzentration C₁, festgelegt werden.

Der Schichtbereich (t_s t₁), der gegebenenfalls die Atome der Gruppe III enthält, jedoch keines der ausge wählten Atome enthält, kann eine Dicke haben, die nach Wunsch in geeigneter Weise so festgelegt wird, daß der Schichtbereich (t₁ t_B), der die ausgewählten Atome enthält, in ausreichendem Maße vor der Luft geschützt werden kann, was mit der Erzielung von höherer Haltbar keit bei wiederholter Verwendung verbunden ist, oder diese Dicke kann in dem Fall, daß in dem Bereich (t_s t₁) durch Belichtung Fototräger erzeugt werden sollen, so festgelegt werden, daß das Licht, mit dem bestrahlt wird, in dem Schichtbereich (t_s t₁) in ausreichendem Maße absorbiert werden kann.

Der an dem Oberflächenschichtbereich der amorphen Schicht vorgesehene Schichtbereich, der keines der ausgewählten Atome enthält, hat geeigneterweise eine Dicke von im allgemeinen 10,0 nm bis 10 µm, vorzugsweise 20,0 nm bis 5 µm und insbesondere 50,0 nm bis 3 µm.

Bei einem fotoleitfähigen Element mit der in Fig. 2 gezeigten Verteilung der ausgewählten Atome und der Atome der Gruppe III wird es bevorzugt, an dem an der Oberfläche der Trägerseite (entsprechend der Lage t_B) befindlichen Teil in der amorphen Schicht einen Schicht bereich (t₃ t_B) auszubilden, in dem der Verteilungskon zentration der ausgewählten Atome ein Wert gegeben wird, der höher ist als die Verteilungskonzentration C₁, wie es durch die Strichpunktlinie a in Fig. 2 gezeigt wird, um die Haftung an dem Träger oder einer anderen Schicht zu verbessern sowie um eine Injektion von Ladun gen von der Trägerseite in die amorphe Schicht zu inhi bieren, während auch Verbesserungen in bezug auf die Erzielung einer höheren Fotoempfindlichkeit und eines höheren Dunkelwiderstandes angestrebt werden.

Die Verteilungskonzentration C₂ der ausgewählten Atome in dem Schichtbereich (t₃ t_B), in dem die ausgewählten Atome mit einer hohen Konzentration verteilt sind, kann im allgemeinen 70 Atom-% oder weniger, vorzugsweise 50 Atom-% oder weniger und insbesondere 30 Atom-% oder weniger betragen. Die Verteilung der ausgewählten Atome in dem Schichtbereich, in dem die ausgewählten Atome mit höheren Konzentrationen verteilt sind, kann in der Richtung der Schichtdicke in konstanter Weise (gleichmäßig) ausgebildet werden, wie es in Fig. 2 durch die Strichpunktlinie a gezeigt wird, oder die Verteilungskonzentration der ausgewählten Atome kann alternativ zwecks Erzielung eines guten, elektrischen Kontaktes mit einem benachbarten, direkt verbundenen Schichtbereich so ausgebildet werden, daß sie von der Trägerseite ausgehend bis zu einer bestimmten Dicke einen konstanten Wert C₂ hat und danach allmählich bis zu einem Wert C₁ abnimmt, wie es in Fig. 2 durch die gestrichelte Linie b gezeigt wird.

Die Verteilung der in dem zweiten Schichtbereich (III) enthaltenen Atome der Gruppe III kann im allgemeinen so ausgebildet werden, daß man an der Trägerseite einen Schichtbereich [entsprechend dem Schichtbereich (t₂ t_B)] erhält, in dem ein konstanter Wert der Vertei lungskonzentration C_(III)1 aufrechterhalten wird, jedoch wird geeigneterweise zum Zweck einer wirksamen Inhibierung der Injektion von Ladungen von der Träger seite in die amorphe Schicht ein Schichtbereich (t₄ t_B) vorgesehen, in dem die Atome der Gruppe III mit einer hohen Konzentration verteilt sind, wie es in Fig. 2 durch die Strichpunktlinie c gezeigt wird.

Der Schichtbereich (t₄ t_B) wird vorzugs weise so vorgesehen, daß er nicht mehr als 5 µm von der Lage t_B entfernt ist. Der Schichtbereich (t₄ t_B) kann so ausgebildet werden, daß er den gesamten Schichtbereich (L_T), der sich von der Lage t_B ausgehend bis zu einer Dicke von 5 µm erstreckt, einnimmt, oder er kann als Teil des Schichtbereichs (L_T) vorgesehen werden.

Es kann in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den erforderlichen Eigenschaften der gebildeten, amorphen Schicht festgelegt werden, ob der Schichtbereich (t₄ t_B) als Teil des Schichtbereichs (L_T) ausgebildet werden oder den gesamten Schichtbereich (L_T) einnehmen soll.

Der Schichtbereich (t₄ t_B) kann geeigneterweise so gebildet werden, daß die Atome der Gruppe III in der Richtung der Schichtdicke in der Weise verteilt sind, daß der Höchstwert der Verteilungskonzentration C_max 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 zweite Schichtbereich (III), der die Atome der Gruppe III enthält, vorzugsweise so ausgebildet wird, daß der Höchst wert C_max der Verteilungskonzentration in einer Tiefe innerhalb einer nicht mehr als 5 µm von der Trägerseite entfernten Schichtdicke (innerhalb eines Schichtbereichs, dessen von t_B aus gerechnete Dicke 5 µm beträgt) vorliegt.

Der Schichtbereich (t₃ t_B), in dem die ausgewählten Atome mit einer höheren Konzentration verteilt sind, und der Schichtbereich (t₄ t_B), in dem die Atome der Gruppe III mit einer höheren Konzentration verteilt sind, können Dicken haben, die in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den Gehalten und den Vertei lungszuständen der ausgewählten Atome oder der Atome der Gruppe III festgelegt werden können und geeigneterweise im allgemeinen 5,0 nm bis 5 µm, vorzugsweise 10,0 nm bis 2 µm und insbesondere 20,0 nm bis 500,0 nm betragen.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform ist der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform grundsätzlich ähnlich, unterscheidet sich jedoch in dem folgenden Merkmal: Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform beginnt die Verminderung der Verteilungskonzentrationen sowohl der ausgewählten Atome als auch der Atome der Gruppe (III) in der Lage t₂, bis diese Verteilungskonzentrationen in der Lage t₁ im wesentlichen den Wert 0 erreichen. Im Gegensatz dazu beginnt im Fall der Ausführungsform von Fig. 3 die Verminderung der Verteilungskonzentration der ausgewählten Atome in der Lage t₃, wie es durch die durch gehende Linie A3 gezeigt wird, während die Verteilungs konzentration der Atome der Gruppe III bei der Ausfüh rungsform von Fig. 3 in der Lage t₂ beginnt, wie es durch die durchgehende Linie B3 gezeigt wird, und beide Verteilungskonzentrationen erhalten in der Lage t₁ einen Wert von im wesentlichen 0.

Das heißt, daß der erste Schichtbereich (t₁ t_B), der die ausgewählten Atome enthält, aus einem Schichtbereich (t₃ t_B), in dem die ausgewählten Atome im wesentlichen gleichmäßig mit einer Verteilungskonzentration C₁ enthalten sind, und einem Schichtbereich (t₁ t₃), in dem die Verteilungs konzentration von C₁ bis zu einem Wert von im wesent lichen 0 linear abnimmt, besteht.

Der zweite Schichtbereich (t₁ t_B), der die Atome der Gruppe III enthält, besteht aus einem Schichtbereich (t₂ t_B), in dem die Atome der Gruppe III im wesentlichen gleichmäßig mit einer Verteilungskonzentration C_(III)1 enthalten sind, und einem Schichtbereich (t₁ t₂), in dem die Verteilungskonzentration von C_(III)1 bis zu einem Wert von im wesentlichen 0 linear abnimmt.

In dem Schichtbereich (t_s t₁) sind ähnlich wie in dem Schichtbereich (t_s t₁), der in Fig. 2 gezeigt wird, weder die ausgewählten Atome noch die Atome der Gruppe III enthalten.

Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform ist eine Abwand lung der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform und hat den gleichen Aufbau wie in Fig. 3, jedoch mit dem Unterschied, daß ein Schichtbereich (t₃ t_B) vorgesehen ist, in dem die Atome der Gruppe III innerhalb eines Schichtbereichs (t₂ t_B), in dem die ausgewählten Atome mit einer Verteilungskonzentration C₁ gleichmäßig verteilt sind, in einer gleichmäßigen Verteilung mit einer Verteilungskonzentration C_(III)1 enthalten sind.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Schichtberei chen, die die Atome der Gruppe III in einer gleichmäßigen Verteilung mit bestimmten Verteilungskonzentrationen enthalten.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform besteht die amorphe Schicht von der Seite des Trägers aus ge sehen aus einem Schichtbereich (t₃ t_B), der die ausge wählten Atome und die Atome der Gruppe III enthält, einem Schichtbereich (t₁ t₃), der auf dem Schichtbereich (t₃ t_B) vorgesehen ist und die Atome der Gruppe III, jedoch keines der ausgewählten Atome enthält, und einem Schichtbereich (t_s t₁), der keines der Atome der Gruppe III und keines der ausgewählten Atome enthält.

Der Schichtbereich (t₃ t_B), der die ausgewählten Atome enthält, besteht aus einem Schichtbereich (t₅ t_B), in dem diese Atome in der Richtung der Schichtdicke im wesentlichen gleichmäßig mit einer Verteilungskon zentration C₁ verteilt sind, und einem Schichtbereich (t₃ t₅), in dem ihre Verteilungskonzentration von dem Wert C₁ bis zu einem Wert von im wesentlichen 0 all mählich linear abnimmt.

Der Schichtbereich (t₁ t_B) hat eine Laminatstruktur, die von der Seite des Trägers aus gesehen einen Schicht bereich (t₄ t_B), in dem die Atome der Gruppe III in der Richtung der Schichtdicke im wesentlichen gleich mäßig mit einer Verteilungskonzentration C_(III)1 verteilt sind, einen Schichtbereich (t₃ t₄), in dem ihre Vertei lungskonzentration von dem Wert C_(III)1 bis zu dem Wert C_(III)3 allmählich linear abnimmt, einen Schicht bereich (t₂ t₃), in dem sie in der Richtung der Schicht dicke im wesentlichen gleichmäßig mit einer Verteilungs konzentration C_(III)3 verteilt sind, und einen Schicht bereich (t₁ t₂), in dem ihre Verteilungskonzentration von dem Wert C_(III)3 ausgehend in kontinuierlicher Weise linear abnimmt, aufweist.

Im Fall der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform sind ein Schichtbereich (t₅ t_B), in dem die ausgewählten Atome und die Atome der Gruppe III mit den gleichmäßigen Verteilungskonzentrationen C₁ bzw. C_(III)1 verteilt sind, ein Schichtbereich (t₄ t₅), in dem die Atome der Gruppe III in einer linear abnehmenden Verteilung enthalten sind, und ein Schichtbereich (t₃ t₄), in dem die Atome der Gruppe III in einer im wesentlichen gleichmäßigen Verteilung mit der Verteilungskonzentra tion C_(III)3 enthalten sind, vorgesehen, wobei sich der Schichtbereich (t₃ t₄) innerhalb des Schichtbereichs (t₃ t₅) befindet, in dem die Verteilungskonzentration der ausgewählten Atome von dem Wert C₁ bis zu einem Wert von im wesentlichen 0 allmählich linear abnimmt.

Auf dem Schichtbereich (t₃ t_B) ist ein Schichtbereich (t_s t₃) vorgesehen, der im wesentlichen keines der ausgewählten Atome enthält und aus einem Schichtbereich (t₁ t₃), der die Atome der Gruppe III enthält, und einem Schichtbereich (t_s t₁), der keines der ausgewählten Atome und keine Atome der Gruppe III enthält, besteht.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Atome der Gruppe III in dem gesamten Bereich der amorphen Schicht [d. h. in dem Schichtbereich (t_s t_B)] enthalten sind, während in dem Oberflächenschichtbereich (t_s t₁) keines der ausgewählten Atome enthalten ist.

Der Schichtbereich (t₁ t_B), der die ausgewählten Atome enthält, wie es durch die durchgehende Linie A7 gezeigt wird, enthält einen Schichtbereich (t₃ t_B), in dem die ausgewählten Atome im wesentlichen gleichmäßig mit einer Verteilungskonzentration C₁ enthalten sind, und einen Schichtbereich (t₁ t₃), in dem die ausge wählten Atome in einer Verteilung mit einer Verteilungs konzentration, die von dem Wert C₁ bis zu einem Wert von im wesentlichen 0 allmählich abnimmt, enthalten sind.

Die Verteilung der Atome der Gruppe III in der amorphen Schicht wird durch die durchgehende Linie B7 gezeigt. Der Schichtbereich (t_s t_B), der die Atome der Gruppe III enthält, weist einen Schichtbereich (t₁ t₂) auf, in dem die Atome der Gruppe III in einer Verteilung enthalten sind, die sich zwischen den Verteilungskon zentrationen C_(III)1 und C_(III)3 in kontinuierlicher Weise linear verändert, um eine kontinuierliche Änderung der Verteilung der Atome der Gruppe III zwischen diesen Verteilungskonzentrationen hervorzurufen. Der Schicht bereich (t₁ t₂) befindet sich zwischen einem Schicht bereich (t₂ t_B), in dem die Atome der Gruppe III im wesentlichen gleichmäßig mit einer Verteilungskonzentra tion C_(III)1 enthalten sind, und einem Schichtbereich (t_s t₁), in dem die Atome der Gruppe III im wesentlichen gleichmäßig mit einer Verteilungskonzentration C_(III)3 enthalten sind.

Fig. 8 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform.

Die Atome der Gruppe III sind in dem gesamten Bereich der amorphen Schicht enthalten, wie es durch die durch gehende Linie B8 gezeigt wird, während die ausgewählten Atome in dem Schichtbereich (t₁ t_B) enthalten sind. In dem Schichtbereich (t₃ t_B) sind die ausgewählten Atome mit einer Verteilungskonzentration C₁ und die Atome der Gruppe III mit einer Verteilungskonzentration C_(III)1 jeweils in gleichmäßiger Verteilung enthalten, während in dem Schichtbereich (t_s t₂) die Atome der Gruppe III gleichmäßig mit einer Verteilungskonzentra tion C_(III)3 enthalten sind.

In dem Schichtbereich (t₁ t₃) sind die ausgewählten Atome in einer Verteilungskonzentration enthalten, die von dem Wert C₁ an der dem Träger zugewandten Seite bis zu einem Wert von im wesentlichen 0 in der Lage t₁ allmählich linear abnimmt, wie es durch die durchge hende Linie A8 gezeigt wird.

In dem Schichtbereich (t₂ t₃) sind die Atome der Gruppe III in einer Verteilungskonzentration enthalten, die von dem Wert C_(III)1 bis zu dem Wert C_(III)3 allmählich abnimmt.

In Fig. 9 wird eine Ausführungsform gezeigt, bei der auf einem Schichtbereich, der die ausgewählten Atome und die Atome der Gruppe III in der Richtung der Schicht dicke in einer gleichmäßigen Verteilung enthält, ein Schichtbereich ausgebildet ist, der diese Atome in einer ungleichmäßigen und kontinuierlichen Verteilung enthält.

Bei der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform bilden der erste Schichtbereich (O, N, C), der die ausgewählten Atome enthält, und der zweite Schichtbereich (III), der die Atome der Gruppe III enthält, im wesentlichen den gleichen Schichtbereich, wobei diese Ausführungsform auch einen Oberflächenschichtbereich aufweist, der keines der ausgewählten Atome und keine Atome der Gruppe III enthält.

In dem Schichtbereich (t₂ t_B) sind die ausgewählten Atome und die Atome der Gruppe III in einer im wesent lichen gleichmäßigen Verteilung mit der Verteilungskon zentration C₁ bzw. C_(III)1 enthalten, während in dem Schichtbereich (t₁ t₂) die Verteilungskonzentration der ausgewählten Atome von dem Wert C₁ bis zu dem Wert C₃ kontinuierlich abnimmt und die Verteilungskonzentra tion der Atome der Gruppe III von dem Wert C_(III)1 bis zu dem Wert C_(III)3 kontinuierlich abnimmt.

Bei der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform ist ein Schichtbereich vorgesehen, der die ausgewählten Atome und die Atome der Gruppe III in einer kontinuierlichen, ungleichmäßigen Verteilung enthält, wobei der die Atome der Gruppe III enthaltende Schichtbereich innerhalb des Schichtbereichs vorgesehen ist, der die ausgewähl ten Atome enthält.

In dem Schichtbereich (t₃ t_B) sind die ausgewählten Atome im wesentlichen gleichmäßig mit einer Verteilungs konzentration C₁ und die Atome der Gruppe III mit einer Verteilungskonzentration C_(III)1 enthalten, während die Verteilungskonzentration der ausgewählten Atome und der Atome der Gruppe III in dem Schichtbereich (t₂ t₃) mit dem Wachstum der einzelnen Schichten allmäh lich abnimmt, wobei die Verteilungskonzentration der Atome der Gruppe III bei t₂ im wesentlichen Null beträgt.

Die ausgewählten Atome sind auch in dem Schichtbereich (t₁ t₂), der kein Atom der Gruppe III enthält, enthal ten, so daß die ausgewählten Atome eine linear abnehmende Verteilungskonzentration ausbilden, die bei t₁ einen Wert von im wesentlichen Null erreicht.

In dem Schichtbereich (t_s t₁) sind keines der ausgewähl ten Atome und keine Atome der Gruppe III enthalten.

Vorstehend sind unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 10 einige typische Beispiele für die Verteilung der ausgewählten Atome und der Atome der Gruppe III, die in der amorphen Schicht enthalten sind, in der Richtung der Schichtdicke beschrieben worden. Im Fall der Fig. 3 bis 10 ist es auch möglich, ähnlich wie im Fall von Fig. 2 beschrieben einen Schichtbereich mit einer Vertei lung vorzusehen, die an der Trägerseite einen Anteil mit einer höheren Konzentration C der ausgewählten Atome oder der Atome der Gruppe III und an der der Oberfläche t_s zugewandten Seite einen Anteil, bei dem die Konzentration C im Vergleich mit der Konzentration an der Trägerseite in bedeutendem Maße vermindert ist, aufweist.

Es ist auch möglich, daß die Verteilungskonzentration der ausgewählten Atome und der Atome der Gruppe III in den einzelnen Schichtbereichen nicht linear, sondern in Form einer Kurve abnimmt.

Typische Beispiele für Halogenatome (X), die ggf. in die amorphe Schicht einzubauen sind, sind Fluor, Chlor, Brom und Jod, wobei Fluor und Chlor besonders bevorzugt werden.

Die Bildung einer aus a-Si(H,X) gebildete, amorphe Schicht kann nach einem Vakuumbe dampfungsverfahren unter Anwendung der Entladungser scheinungen, beispielsweise nach dem Glimmentladungs verfahren, dem Zerstäubungsverfahren oder dem Ionen plattierverfahren, durchgeführt werden. Für die Bildung einer aus a-Si(H,X) bestehenden, amorphen Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren wird beispielsweise 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 Abschei dungskammer eingeleitet, deren Innenraum auf einen verminderten Druck gebracht werden kann und in der zur Bildung einer Schicht aus a-Si(H,X) auf der Ober fläche eines Trägers, der in der Kammer in eine vorbe stimmte Lage gebracht worden ist, eine Glimmentladung erzeugt wird. Wenn die amorphe Schicht nach dem Zerstäu bungsverfahren gebildet werden soll, kann ein gasförmi ges Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoff atomen (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 Basis dieser Gase bewirkt wird.

Zu dem für die Zuführung von Si einzu setzenden, gasförmigen Ausgangsmaterial können als wirksame Materialien gasförmige oder vergasbare Silicium hydride (Silane) wie SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ und Si₄H₁₀ gehören. SiH₄ und Si₂H₆ werden im Hinblick auf ihre einfache Handhabung während der Schichtbildung und auf den Wirkungsgrad hinsichtlich der Zuführung von Si besonders bevorzugt.

Als wirksames, gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Halogenatomen kann eine Anzahl von Halogenverbindungen wie gasförmige Halogene, Halogenide, Interhalogenverbindungen und Halogensubstituierte Silanderivate, die gasförmig oder vergasbar sind, erwähnt werden.

Alternativ ist auch der Einsatz einer gasförmigen oder vergasbaren, Halogenatome enthaltenden Siliciumverbindung, die aus Siliciumatomen und Halogen atomen gebildet ist, wirksam.

Zu typischen Beispielen für Halogenverbindungen, die vorzugsweise eingesetzt werden, können gasförmige Halogene wie Fluor, Chlor, Brom oder Jod und Interhalogenverbindungen wie BrF, ClF, ClF₃, BrF₅, BrF₃, JF₃, JF₇, JCl und JBr gehören.

Als Halogenatome enthaltende Siliciumverbindung, d. h. als mit Halogenatomen substituiertes Silanderivat, werden Siliciumhalogenide wie SiF₄, Si₂F₆, SiCl₄und SiBr₄ bevorzugt.

Wenn das fotoleitfähige Element nach dem Glimmentladungsverfahren unter Anwendung einer solchen Halogenatome enthaltenden Siliciumverbin dung gebildet wird, kann auf einem gegebenen Träger eine aus a-Si, das Halogenatome (X) enthält, bestehende, amorphe Schicht gebildet werden, ohne daß als zur Zuführung von Si befähigtes, gasförmiges Ausgangsmaterial ein gasförmiges Siliciumhydrid eingesetzt wird.

Das grundlegende Verfahren zur Bildung der Halogenatome enthaltenden, amorphen Schicht nach dem Glimmentladungs verfahren besteht darin, daß ein zur Zuführung von Si dienendes, gasförmiges Ausgangsmaterial, nämlich ein gasförmiges Siliciumhalogenid, und ein Gas wie Ar, H₂ oder He in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis mit einer geeigneten Durchflußgeschwindigkeit in die zur Bildung einer amorphen Schicht dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden, worauf eine Glimmentladung angeregt wird, um eine Plasmaatmosphäre aus diesen Gasen zu bilden und dadurch auf einem Träger eine amorphe Schicht zu bilden. Zum Einbau von Wasserstoffatomen in die amorphe Schicht kann die Schicht auch gebildet werden, indem man eine Wasserstoffatome enthaltende, gasförmige Siliciumverbin dung in einem geeigneten Mischungsverhältnis 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 im Fall des Zerstäubungsverfahrens die Zerstäubung unter Anwendung eines Targets aus Si in einer geeigneten Gasplasmaatmosphäre bewirkt. Alternativ wird im Fall des Ionenplattierverfahrens polykristallines Silicium oder Einkristall-Silicium als Verdampfungsquelle in ein Aufdampfschiffchen hineingebracht, und die Silicium- Verdampfungsquelle wird durch Erhitzen, beispielsweise nach dem Widerstandsheizverfahren oder dem Elektronen strahlverfahren, verdampft, wobei den verdampften, fliegenden Substanzen ein Durchtritt durch eine geeig nete Gasplasmaatmosphäre ermöglicht wird.

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

Wenn Wasserstoffatome eingeführt werden sollen, kann ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen wie H₂- oder ein Gas wie die vorstehend erwähnten Silane in die zur Zerstäubung dienende Abschei dungskammer eingeleitet werden, worauf eine Plasma atmosphäre aus diesem Gas gebildet wird.

Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Halogenatomen können die Halogenverbin dungen oder die halogenhaltigen Siliciumverbindungen, die vorstehend erwähnt wurden, in wirksamer Weise eingesetzt werden. Außerdem ist es auch möglich, ein gasförmiges oder vergasbares Halogenid, das Wasserstoff atome als eine der am Aufbau beteiligten Atomarten enthält, beispielsweise einen Halogenwasserstoff wie HF, HCl, HBr oder HJ oder ein halogensubstituiertes Siliciumhydrid wie SiH₂F₂, SiH₂J₂, SiH₂Cl₂SiHCl₃, SiH₂Br₂ 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 Halogen atomen in die Schicht Wasserstoffatome einzuführen, die hinsichtlich der Regulierung der elektrischen oder fotoelektrischen Eigenschaften sehr wirksam sind, können vorzugsweise als Ausgangsmaterial für die Einführung von Halogenatomen eingesetzt werden.

Für den Einbau von Wasserstoffatomen in die Struktur der amorphen Schicht kann dafür gesorgt werden, daß in einer Abscheidungskammer, in der die Entladung ange regt wird, zusammen mit einer zur Zuführung von Si dienenden Siliciumverbindung H₂ oder ein gasförmiges Siliciumhydrid wie SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ oder Si₄H₁₀ vor liegt.

Im Fall des reaktiven Zerstäubungsverfahrens wird bei spielsweise ein Si-Target eingesetzt, und ein zur Ein führung von Halogenatomen dienendes Gas und H₂-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 des Si-Targets zu bewirken und dadurch auf dem Träger eine aus a-Si(H,X) bestehende, amorphe Schicht zu bilden.

Außerdem kann auch ein Gas wie B₂H₆ oder ein anderes Gas eingeleitet werden, um auch eine Dotierung mit Fremdstoffen zu bewirken.

Die Menge der Wasserstoffatome (H) oder der Halogenatome (X) oder die Gesamtmenge dieser beiden Atomarten, die in die amorphe Schicht des fotoleit fähigen Elements eingebaut werden, kann vorzugsweise 1 bis 40 Atom-% und insbesondere 5 bis 30 Atom-% betra gen.

Zur Regulierung der Mengen der Wasserstoffatome (H) und/oder der Halogenatome (X) in der amorphen Schicht können z. B. die Trägertemperatur während der Abscheidung und/oder die Mengen der zum Einbau von Wasserstoffatomen (H-) oder Halogenatomen (X) eingesetzten, in die Abschei dungsvorrichtung einzuleitenden Ausgangsmaterialien oder die Entladungsleistung reguliert werden.

Als verdünnendes Gas, das bei der Bildung einer amorphen Schicht nach dem Glimmentla dungsverfahren oder dem Zerstäubungsverfahren einge setzt wird, können vorzugsweise Edelgase wie He, Ne oder Ar erwähnt werden.

Für die Bildung eines ersten Schichtbereichs (O, N, C) durch Einführung mindestens einer aus Sauerstoffatomen, Stickstoffatomen und Kohlenstoffatomen ausgewählten Atomart (M) in eine amorphe Schicht oder für die Bildung eines zweiten Schichtbereichs (III) durch Einführung der Atome der Gruppe III in die amorphe Schicht kann ein Ausgangsmaterial für die Einführung der Atome (M) oder können beide Ausgangsmaterialien zusammen mit dem vorstehend erwähnten Ausgangsmaterial für die Bildung einer amorphen Schicht durch das Glimmentladungsver fahren oder das reaktive Zerstäubungsverfahren einge setzt werden, während ihre in die gebildete Schicht einzubauenden Mengen reguliert werden.

Wenn zur Bildung eines die amorphe Schicht bildenden, ersten Schichtbereichs (O, N, C) das Glimmentladungs verfahren angewandt wird, kann das Ausgangsmaterial für die Bildung des ersten Schichtbereichs in gewünschter Weise aus den vorstehend beschriebenen Ausgangsmateria lien für die Bildung der amorphen Schicht ausgewählt werden, und dazu wird mindestens eines der Ausgangs materialien für die Einführung der Atome (M) zugegeben. Als Ausgangsmaterial für die Einführung der Atome (M) können die meisten gasförmigen Substanzen oder vergas baren Substanzen in vergaster Form, die mindestens Atome (M) als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, eingesetzt werden.

Als Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoff atomen als Atome (M) kann beispielsweise eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Silicium atome (Si) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Sauerstoffatome (O) 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 als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Sauerstoffatome (O) und Wasser stoffatome (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 Silicium atome (Si) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si), Sauerstoffatome (O) 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 (O) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, eingesetzt wird.

Als Ausgangsmaterial für die Einführung von Stickstoff atomen als Atome (M) kann eine Mischung aus einem gas förmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Stickstoffatome (N) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und, falls notwendig, einem Gas, das Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem 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 Ausgangs material, das Stickstoffatome (N) und Wasserstoffatome (H) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden.

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

Als Ausgangsmaterial für die Einführung von Kohlenstoffatomen als Atome (M) kann eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, einem gasförmigen Ausgangs material, das Kohlenstoffatome (C) als am Aufbau betei ligte Atome enthält, und, falls notwendig, einem Gas, das Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem ge wünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Alterna tiv kann auch eine Mischung aus einem gasförmigen Aus gangsmaterial, das Siliciumatome (Si) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangs material, das Kohlenstoffatome (C) 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), Kohlenstoffatome (C) 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 gasförmi gen Ausgangsmaterial, das Kohlenstoffatome (C) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, eingesetzt wird.

Als Ausgangsmaterialien für die Einführung der Atome (M) zur Bildung des ersten Schichtbereichs (O, N, C) können in wirksamer Weise z. B. Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂), Distickstoffoxid (N₂O), Distickstofftrioxid (N₂O₃), Distickstofftetroxid (N₂O₄), Distickstoffpentoxid (N₂O₅), Stickstofftrioxid (NO₃), niedere Siloxane, die Silicium atome (Si), Sauerstoffatome (O) und Wasserstoffatome (H) als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, wie Di siloxan (H₃SiOSiH₃) und Trisiloxan (H₃SiOSiH₂OSiH₃), gasförmige oder vergasbare Stickstoffverbindungen, die aus Stickstoffatomen (N) oder aus Stickstoffatomen (N) und Wasserstoffatomen (H) bestehen, wie Stickstoff, Nitride und Azide, wozu beispielsweise Stickstoff (N₂), Ammoniak (NH₃), Hydrazin (H₂NNH₂), Stickstoffwasser stoffsäure (HN₃) und Ammoniumazid (NH₄N₃) gehören, Verbindungen, die aus Kohlenstoffatomen (C) und Wasser stoffatomen (H) bestehen, z. B. gesättigte Kohlen wasserstoffe mit 1 bis 5 Kohlenstoff atomen wie Methan (CH₄), Ethan (C₂H₆), Propan (C₃H₈), n-Butan (n-C₄H₁₀) und Pentan (ethylenische Kohlenwasser stoffe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen wie Ethylen (C₂H₄), Propylen (C₃H₆), Buten-1 (C₄H₈), Buten-2 (C₄H₈), Iso butylen (C₄H₈) und Penten (C₅H₁₀) und acetylenische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen wie Acetylen (C₂H₂), Methylacetylen (C₃H₄) und Butin (C₄H₆) und Alkylsilane, die Siliciumatome (Si), Kohlenstoff atome (C) und Wasserstoffatome (H) als am Aufbau betei ligte Atome enthalten, wie Si(CH₃)₄ und Si(C₂H₅)₄ einge setzt werden.

Im übrigen können zur Erzielung des Vorteils der Ein führung von Halogenatomen zusätzlich zu Stickstoffatomen (N) auch halogenhaltige Stickstoffverbindungen wie Stick stofftrifluorid (NF₃) oder Distickstofftetrafluorid (N₂F₄) eingesetzt werden.

Es ist auch möglich, daß zur Bildung des ersten Schicht bereichs (O, N, C) nicht nur eine Art dieser Ausgangs materialien für die Einführung der Atome (M), sondern mehr als eine Art, die daraus ausgewählt wird, eingesetzt wird. Es ist auch möglich, zwei oder drei aus Sauerstoffatomen, Stickstoffatomen und Kohlen stoffatomen ausgewählte Atomarten in den ersten Schicht bereich (O, N, C) einzuführen, indem man mindestens eine aus den Ausgangsmaterialien für die Einführung von Sauerstoffatomen, den Ausgangsmaterialien für die Einführung von Stickstoffatomen und den Ausgangsmateria lien für die Einführung von Kohlenstoffatomen ausgewähl te Art eines Ausgangsmaterials einsetzt.

Für die Bildung eines Sauerstoffatome (O) enthaltenden Schichtbereichs (O) als erster Schichtbereich (O, N, C) nach dem Zerstäubungsverfahren kann als Target eine Einkristall- oder eine polykristalline Si-Scheibe oder SiO₂-Scheibe oder eine Scheibe, in der eine Mischung von Si und SiO₂ enthalten ist, eingesetzt werden, und die Zerstäubung kann in verschiedenen Gasatmosphären bewirkt werden.

Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target einge setzt wird, wird ein Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoff (O) ggf. zusammen mit einem Ausgangsmaterial für den Einbau von Wasserstoffatomen (H) und/oder Halo genatomen (X), das, falls erwünscht, mit einem verdünnen den Gas verdünnt sein kann, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet, in der ein Gasplasma aus diesen Gasen gebildet und die Zerstäu bung der Si-Scheibe bewirkt wird.

Alternativ kann die Zerstäubung unter Verwendung von Si und SiO₂ als getrennten Targets oder unter Verwendung eines platten- oder folienförmigen Targets aus einer Mischung von Si und SiO₂ in einer Atmosphäre eines verdünnten Gases als Gas für die Zerstäubung oder in einer Atmosphäre eines Gases, das Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) als am Aufbau beteiligte Atome enthält, bewirkt werden. Als Ausgangsmaterial für die Einführung von Sauerstoffatomen können auch im Fall der Zerstäubung die Ausgangsmaterialien für die Einführung von Sauerstoffatomen eingesetzt werden, die in den Beispielen für die Verwendung bei der Glimm entladung als wirksame Gase erwähnt worden sind.

Für die Bildung eines Stickstoffatome (N) enthaltenden Schichtbereichs (N) als erster Schichtbereich (O, N, C) nach dem Zerstäubungsverfahren wird eine Einkristall- oder eine polykristalline Si-Scheibe oder Si₃N₄-Scheibe oder eine Scheibe, in der eine Mischung von Si und Si₃N₄ enthalten ist, als Target eingesetzt, und die Zerstäubung wird in einer Atmosphäre aus verschiedenen Gasen bewirkt.

Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, werden ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Stickstoffatomen (N) und, falls notwendig, ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) und/oder Halogenatomen (X), die, falls erwünscht, mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein können, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer einge leitet, um darin ein Gasplasma zu bilden und eine Zerstäubung der Si-Scheibe zu bewirken.

Alternativ können Si und Si₃N₄ als getrennte Targets oder in Form eines platten- bzw. folienförmigen Targets aus einer Mischung von Si und Si₃N₄ eingesetzt werden, wobei die Zerstäubung in einer Atmosphäre eines verdünnen den Gases als Gas für die Zerstäubung oder in einer Gas atmosphäre, die mindestens Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält, bewirkt wird.

Als Ausgangsmaterial für die Einführung von Stickstoff atomen können auch im Fall der Zerstäubung die Ausgangs materialien für die Einführung von Stickstoffatomen eingesetzt werden, die vorstehend in den Beispielen für die Verwendung bei der Glimmentladung als wirksame Gase erwähnt wurden.

Für die Bildung eines Kohlenstoffatome (C) enthaltenden Schichtbereichs (C) als erster Schichtbereich (O, N, C) nach dem Zerstäubungsverfahren wird als Target eine Einkristall- oder eine polykristalline Si-Scheibe oder C-Scheibe oder eine Scheibe, in der eine Mischung von Si und C enthalten ist, eingesetzt, und die Zerstäu bung wird in einer Atmosphäre aus verschiedenen Gasen bewirkt.

Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target einge setzt wird, werden ein Ausgangsmaterialgas für die Einfüh rung von Kohlenstoffatomen (C) und, falls notwendig, ein Ausgangsmaterialgas für die Einführung von Wasserstoff atomen und/oder Halogenatomen, die, falls er wünscht, mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein können, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet, um darin ein Gasplasma zu bilden und eine Zerstäubung der Si-Scheibe zu bewir ken.

Alternativ können Si und C als getrennte Targets oder in Form eines folien- bzw. plattenförmigen Targets aus einer Mischung von Si und C eingesetzt werden, wobei die Zerstäubung in einer Atmosphäre eines ver dünnenden Gases als Gas für die Zerstäubung oder in einer Gasatmosphäre bewirkt wird, die mindestens Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) als am Aufbau beteiligte Atome enthält. Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Kohlenstoffatomen kann auch im Fall der Zerstäubung ein Ausgangsmaterial für die Einführung von Kohlenstoff atomen eingesetzt werden, das vorstehend als Beispiel für wirksame Gase für die Verwendung bei der Glimment ladung erwähnt wurde.

Für die Einführung von zwei oder drei aus Sauerstoff atomen (O), Stickstoffatomen (N) und Kohlenstoffatomen (C) ausgewählten Atomarten in den ersten Schichtbereich (O, N, C) bei der Bildung des ersten Schichtbereichs (O, N, C) nach dem Zerstäubungsverfahren können als Target SiO₂, Si₃N₄ oder eine Mischung von SiO₂ und Si₃N₄ eingesetzt werden, kann als Target eine Mischung von Si mit SiO₂ oder Si₃N₄ eingesetzt werden oder können alternativ als Target eine Mischung von C mit SiO₂ oder Si₃N₄ oder eine Mischung von C, SiO₂ und Si₃N₄ eingesetzt werden.

Für die Bildung eines die amorphe Schicht bildenden, zweiten Schichtbereichs (III) kann ein gasförmiges oder vergasbares Ausgangsmaterial für die Einführung der Atome der Gruppe III im gasförmigen Zustand zusammen mit einem Ausgangsmaterial für die Bildung einer amorphen Schicht, wie es vorstehend erwähnt wurde, in eine Vakuumbedampfungskammer eingeleitet werden, wenn die amorphe Schicht in der vorstehend beschriebenen Weise gebildet wird.

Der Gehalt der in den zweiten Schichtbereich (III) einzuführen den Atome der Gruppe III kann frei reguliert werden, indem man beispielsweise die Gasdurchflußgeschwindigkeiten, die Verhältnisse der Gasdurchflußgeschwindigkeiten der Aus gangsmaterialien oder die Entladungsleistung reguliert.

Als Ausgangsmaterialien, die in wirksamer Weise zur Einführung der Atome der Gruppe III eingesetzt werden können, können Borhydride wie B₂H₆, B₄H₁₀, B₅H₉, B₅H₁₁, B₆H₁₀, B₆H₁₂ oder B₆H₁₄ und Borhalogenide wie BF₃, BCl₃ oder BBr₃ erwähnt werden. Außerdem können beispielsweise auch AlCl₃, GaCl₃, Ga(CH₃)₃, InCl₃ oder TlCl₃ eingesetzt werden.

Die Bildung eines Übergangs schichtbereichs (d. h. eines Schichtbereichs, in dem sich die Verteilungskonzentration entweder der ausgewählten Atome (M) oder der Atome der Gruppe (III) in der Richtung der Schichtdicke ändert) kann erzielt werden, indem man die Durchflußgeschwindigkeit des Gases, in dem der Bestandteil, dessen Verteilungskonzentration verändert werden soll, enthalten ist, in geeigneter Weise verän dert. Beispielsweise kann die Öffnung eines vorbestimm ten Nadelventils, das im Verlauf des Gasströmungs systems vorgesehen ist, durch ein manuelles Verfahren oder durch das üblicherweise angewandte Verfahren, bei dem ein Motor mit Außenantrieb eingesetzt wird, allmählich verändert werden. Während dieses Vorgangs muß die Geschwindigkeit, mit der die Durchflußgeschwin digkeit verändert wird, nicht linear sein, sondern die Durchflußgeschwindigkeit kann gemäß einer Änderungs geschwindigkeitskurve, die vorher beispielsweise durch einen Mikrocomputer entworfen worden ist, verändert werden, damit eine gewünschte Atomgehaltskurve erhalten wird.

Es hat keinen Einfluß auf die Eigenschaften einer amorphen Schicht, ob der Plasmazustand während der Bildung der amorphen Schicht aufrechterhalten wird oder an der Grenze zwischen dem Übergangsschicht bereich und anderen Schichtbereichen unterbrochen wird, jedoch wird eine kontinuierliche Durchführung des Verfahrens vom Standpunkt der Regulierung des Verfahrens aus bevorzugt.

Wenn der Übergangsschichtbereich nach dem Zerstäubungs verfahren gebildet werden soll, kann im Fall der Anwendung eines Targets, das einen Bestandteil enthält, dessen Verteilungskonzentration verändert werden soll, das Target vorher so hergestellt bzw. präpariert werden, daß dieser Bestandteil mit einer gewünschten Veränderung der Verteilungskonzentration eingebaut werden kann.

Die amorphe Schicht kann eine Dicke haben, die in geeigneter Weise nach Wunsch so festgelegt wird, daß die in der amorphen Schicht erzeugten Fototräger in wirksamer Weise transportiert werden können, jedoch beträgt die Dicke der amorphen Schicht im allgemeinen 3 bis 100 µm und vorzugsweise 5 bis 50 µm.

Der Träger kann entweder elektrisch leitend oder isolie rend sein. Als Beispiele für elektrisch leitende Materia lien können Metalle wie NiCr, rostfreier Stahl, Al, Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt und Pd oder Legierungen davon erwähnt werden.

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

Ein Glas kann beispielsweise elektrisch leitend gemacht werden, indem auf dem Glas ein dünner Film aus NiCr, Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd, In₂O₃, SnO₂ oder ITO(In₂O₃₊SnO₂) vorgesehen wird. Alternativ kann eine Kunstharzfolie wie eine Polyesterfolie auf ihrer Oberfläche durch Vakuumaufdampfung, Elektronen strahlabscheidung oder Zerstäubung unter Verwendung 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 eines Zylinders, eines Bandes oder einer Platte oder in anderen Formen, und seine Form kann in gewünschter Weise festgelegt werden. Wenn das in Fig. 1 gezeigte, fotoleitfähige Element 100 beispielsweise als Bilderzeugungselement für elektro fotografische Zwecke eingesetzt wird, kann es für die Verwendung in einem kontinuierlichen, mit hoher Geschwindigkeit durchgeführten Kopierverfahren geeigne terweise in Form eines endlosen Bandes oder eines Zylinders gestaltet werden. Der Träger kann eine in geeigneter Weise festgelegte Dicke haben, so daß ein gewünschtes, fotoleitfähiges Element gebildet werden kann. Wenn das fotoleitfähige Element flexibel sein muß, wird der Träger mit der Einschränkung, daß er seine Funktion als Träger ausüben können muß, so dünn wie möglich hergestellt. In einem solchen Fall hat der Träger jedoch im allgemeinen unter Berücksichti gung seiner Herstellung und Handhabung und seiner mechanischen Festigkeit eine Dicke von 10 µm oder eine größere Dicke.

Bei dem fotoleitfähigen Element wird auf der amorphen Schicht vorzugsweise eine Oberflächenschicht, eine sogenannte Sperr schicht, vorgesehen, die die Funktion hat, eine Injektion von Ladungen von der Seite der freien Oberfläche her in die amorphe Schicht zu verhindern bzw. zu hemmen.

Die auf der amorphen Schicht vorgesehene Oberflächen schicht besteht aus einem amorphen Material, das in einer Matrix von Siliciumatomen mindestens eine aus Kohlenstoffatomen (C) und Stickstoffatomen (N) ausgewähl te Atomart gegebenenfalls zusammen mit Wasserstoff atomen (H) und/oder Halogenatomen (X) enthält {kurz mit a-[Si_x(C,N)_1-x]y(H,X)_1-y, (worin 0 < x < 1; 0 < y < 1) bezeichnet}, einem elektrisch isolierenden Metalloxid oder einer elektrisch isolierenden, organischen Verbin dung.

Das vorstehend erwähn te Halogenatom (X) kann 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 vorstehend erwähnten Oberflächenschicht eingesetzt werden, sind amorphe Materialien vom Kohlenstofftyp wie a-Si_aC_1-a, a-(Si_bC_1-b)_cH_1-c, a-(Si_dC_1-d)_eX_1-e und a-(Si_fC_1-f)_g(H+X)_1-g; und amorphe Materialien vom Stickstofftyp wie a-Si_hN_1-h, a-Si_iN_1-i)_jH_1-j, a-(Si_kN_1-k)_lX_1-l und a-(Si_mN_1-m)_n(H+X)_1-n; außerdem können auch amorphe Materialien erwähnt werden, die als am Aufbau beteiligte Atome in den vorstehend erwähn ten, amorphen Materialien Kohlenstoffatome (C) und Stickstoffatome (N) enthalten (worin < 0 a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n < 1).

Diese amorphen Materialien können in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den erforderlichen Eigenschaften der Oberflächenschicht ausgewählt werden, damit die Schichtstruktur in der bestmöglichen Weise gestaltet wird und damit die darauffolgende Herstellung einer in Berührung mit der Oberflächenschicht auszubildenden, amorphen Schicht leicht durchgeführt werden kann. Insbesondere vom Gesichtspunkt der Eigenschaften aus können vorzugsweise amorphe Materialien vom Kohlenstoff typ gewählt werden.

Wenn die Oberflächenschicht aus der vorstehend beschrie benen, amorphen Schicht besteht, können als Verfahren zur Schichtbildung beispielsweise das Glimmentladungs verfahren, das Zerstäubungsverfahren, das Ionenimplanta tionsverfahren, das Ionenplattierverfahren und das Elektronenstrahlverfahren erwähnt werden.

Wenn die Oberflächenschicht aus dem vorstehend beschrie benen, amorphen Material besteht, wird sie sorgfältig so gebildet, daß die erforderlichen Eigenschaften genau nach Wunsch erzielt werden können.

Eine aus Siliciumatomen (Si), mindestens einer aus Kohlenstoffatomen (C) und Stickstoffatomen (N) ausgewähl ten Atomart und gegebenenfalls Wasserstoffatomen (H) und/oder Halogenatomen (X) bestehende Substanz kann hinsichtlich ihrer Struktur verschiedene Formen an nehmen, die sich von einer kristallinen bis zu einer amorphen Form erstrecken, und sie kann elektrische Eigenschaften annehmen, die von den Eigenschaften eines Leiters über die Eigenschaften eines Halbleiters bis zu den Eigenschaften eines Isolators und von den Eigenschaften eines Fotoleiters bis zu den Eigenschaften einer nicht fotoleitfähigen Substanz reichen. Die Herstellungsbedingungen werden 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 Oberflächenschicht stellen auch die Gehalte der Kohlen stoffatome (C), der Stickstoffatome (N), der Wasserstoff atome (H) und der Halogenatome (X) in der Oberflächen schicht wichtige Faktoren für die Bildung einer oberen Schicht mit gewünschten Eigenschaften dar.

Bei der Bildung der aus a-Si_aC_1-a bestehenden Ober flächenschicht kann der 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 Oberflächenschicht aus a-(Si_bC_1-b)_cH_1-c 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 0,65 bis 0,98 und insbeson dere 0,7 bis 0,95 beträgt. Wenn die Oberflächenschicht aus a-(Si_dC_1-d)_eX_1-e oder aus a-(Si_fC_1-f)_g(H+X)_1-g besteht, beträgt der Gehalt der Kohlenstoffatome im allgemeinen 40 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 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 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 0,8 bis 0,99 vorzugsweise 0,85 bis 0,99 und insbesondere 0,85 bis 0,98 betragen.

Wenn die Oberflächenschicht aus einem amorphen Material vom Stickstofftyp gebildet ist, beträgt der Gehalt der Stickstoffatome im Fall von a-Si_hN_1-h im allgemeinen 43 bis 60 Atom-% und vorzugsweise 43 bis 50 Atom-%, d. h. daß der Index h im allgemeinen 0,4 bis 0,57 und vorzugsweise 0,5 bis 0,57 beträgt.

Wenn die obere Schicht aus a-(Si_iN_1-i)_jH_1-j 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. daß 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 Oberflächenschicht aus a-(Si_kN_1-k)_lX_1-l oder aus a-(Si_mN_1-m)_n(H+X)_1-n besteht, beträgt der 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 Wasserstoffatome 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 l und n im allgemei nen 0,8 bis 0,99 und vorzugsweise 0,85 bis 0,98 betragen.

Als elektrisch isolierende Metalloxide für die Bildung der Oberflächenschicht können vorzugsweise Metalloxide wie TiO₂, Ce₂O₃, ZrO₂, HFO₂, GeO₂, CaO, BeO, Y₂O₃, Cr₂O₃, Al₂O₃, MgO · Al₂O₃ oder SiO₂ · MgO erwähnt werden. Zur Bildung der Oberflächenschicht kann auch eine Mischung aus zwei oder mehr Arten dieser Verbindungen eingesetzt werden.

Die aus einem elektrisch isolierenden Metalloxid beste hende Oberflächenschicht kann durch das Vakuumabschei dungsverfahren, das chemische Aufdampfverfahren (CVD- Verfahren), das Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren, das Zerstäubungsverfahren, das Ionenimplantationsverfah ren, das Ionenplattierverfahren oder das Elektronen strahlverfahren oder durch andere Verfahren gebildet werden.

Der numerische Bereich der Schichtdicke der Oberflächen schicht ist ein wichtiger Faktor für die wirksame Erfüllung der vorstehend erwähnten Zwecke. Wenn die Schichtdicke zu gering ist, kann die Funktion der Verhinderung des Eindringens von Ladungen von der Seite der Oberfläche der Oberflächenschicht her in die amorphe Schicht nicht in ausreichendem Maße erfüllt werden. Andererseits ist die Wahrscheinlichkeit, daß die in der amorphen Schicht erzeugten Fototräger mit den auf der Oberfläche der Oberflächen schicht vorhandenen Ladungen rekombinieren, sehr gering, wenn die obere Schicht zu dick ist. Demnach kann in diesen beiden Fällen der Zweck der Ausbildung einer Oberflächenschicht nicht in wirksamer Weise erzielt werden.

Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Gesichtspunkte beträgt die Dicke der Oberflächenschicht im allgemeinen 3,0 nm bis 5 µm und vorzugsweise 5,0 nm bis 1 µm, damit der Zweck der Ausbildung einer Oberflächenschicht in wirksamer Weise erfüllt wird.

Das fotoleitfähige Element, das so gestaltet ist, daß es den vorstehend beschriebenen Schichtaufbau hat, kann alle Probleme überwinden, die vorstehend erwähnt wurden, und zeigt hervorragende elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaf ten und gute Eigenschaften bezüglich der Beeinflussung durch Umgebungsbedingungen bei der Verwendung.

Das fotoleitfähige Element zeigt besonders in dem Fall, daß es als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke eingesetzt wird, eine hervorragende Befähigung zum Beibehalten der Ladung bei der Ladungsbehandlung, ohne daß irgendeine Beein flussung der Bilderzeugung durch ein Restpotential vorhanden ist, stabile, elektrische Eigenschaften mit einer hohen Empfindlichkeit und einem hohen Störabstand sowie eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber der Licht-Ermüdung und hat bei wiederholter Verwendung ausgezeichnete Eigenschaften wodurch es ermöglicht wird, wiederholt Bilder mit hoher Qualität zu erhalten, die eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und eine hohe Auflösung zeigen.

Nachstehend wird das Verfahren zur Herstellung des fotoleitfähigen Elements, das nach dem Glimmentladungs- Zersetzungsverfahren gebildet wird, beschrieben.

Fig. 11 zeigt eine Vorrichtung für die Herstellung eines fotoleitfähigen Elements nach dem Glimmentladungs-Zer setzungsverfahren.

In den in Fig. 11 gezeigten Gasbomben 1102, 1103, 1104, 1105 und 1106 sind luftdicht abgeschlossene, gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung der einzelnen Schich ten im Rahmen der Erfindung enthalten. Zum Beispiel ist 1102 eine Bombe, die mit He verdünntes SiH₄-Gas (Reinheit: 99,999%) enthält (nachstehend kurz mit SiH₄/He bezeichnet,) ist 1103 eine Bombe, die mit He verdünntes B₂H₆-Gas (Reinheit: 99,999%) enthält (nach stehend kurz mit B₂H₆/He bezeichnet), ist 1104 eine Bombe, die CH₄-Gas (Reinheit: 99,99%) enthält, ist 1105 eine Bombe, die NO-Gas (Reinheit: 99,999%) enthält, und ist 1106 eine Bombe, die mit He verdünntes SiF₄-Gas (Reinheit: 99,999%) enthält (nachstehend kurz mit SiF₄/He bezeichnet).

Um diese Gase in die Reaktionskammer 1101 hineinströmen zu lassen, wird zuerst das Hauptventil 1134 geöffnet, um die Reaktionskammer 1101 und die Gas-Rohrleitungen zu evakuieren, nachdem bestätigt worden ist, daß die Ventile 1122 bis 1126 der Gasbomben 1102 bis 1106 und das Belüftungsventil 1135 geschlossen und die Einström ventile 1112 bis 1116, die Ausströmventile 1117 bis 1121 und die Hilfsventile 1132 und 1133 geöffnet sind. Als nächster Schritt werden die Hilfsventile 1132 und 1133 und die Ausströmventile 1117 bis 1121 geschlossen, wenn der an der Vakuummeßvorrichtung 1136 abgelesene Wert 6,7 nbar erreicht hat.

Nachstehend wird ein Beispiel für die Bildung einer amorphen Schicht auf einem zylindrischen Träger 1137 erläutert. SiH₄/He-Gas aus der Gasbombe 1102, B₂H₆/He- Gas aus der Gasbombe 1103 und NO-Gas aus der Gasbombe 1105 werden in die Durchflußreguliervorrichtungen 1107, 1108 und 1110 hineinströmen gelassen, indem die Ventile 1122, 1123 und 1125 so geöffnet werden, daß die Drücke an den Auslaßmanometern 1127, 1128 und 1130 jeweils auf einen Wert von 0,98 bar einreguliert werden, und indem die Einströmventile 1112, 1113 und 1115 allmählich geöffnet werden. Anschließend werden die Ausströmventile 1117, 1118 und 1120 und das Hilfsventil 1123 allmählich geöffnet, um die einzelnen Gase in die Reaktionskammer 1101 hineinströmen zu lassen. Die Ausströmventile 1117, 1118 und 1120 werden so reguliert, daß die relativen Verhältnisse der Durchflußgeschwindigkeiten der Gase SiH₄/He, B₂H₆/He und NO gewünschte Werte haben, und auch die Öffnung des Hauptventils 1134 wird reguliert, während die Ablesung an der Vakuummeßvorrichtung 1136 beobachtet wird, und zwar so, daß der Druck in der Reaktionskammer einen gewünschten Wert erreicht. Nachdem bestätigt worden ist, daß die Temperatur des zylindri schen Trägers 1137 durch die Heizvorrichtung 1138 auf 50°C bis 400°C eingestellt wurde, wird die Stromquelle 1140 auf eine gewünschte Leistung eingestellt, um in der Reaktionskammer 1101 eine Glimmentladung anzuregen, während zur Regulierung der Gehalte der Atome der Gruppe III, beispielsweise der B-Atome, und der Sauerstoffatome in der Schicht gleichzeitig ein Vorgang der allmählichen Veränderung der Durchflußgeschwindigkeiten des B₂H₆/He- Gases und des NO-Gases in Übereinstimmung mit einer vorher entworfenen Kurve des Änderungsverhältnisses durch allmähliche Veränderung der Einstellung der Ventile 1118 und 1120 nach einem manuellen Verfahren oder mittels eines Motors mit Außenantrieb durchgeführt wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren können in die gebildete Schicht ähnlich wie die Sauerstoffatome Stickstoffatome oder Kohlenstoffatome eingebaut werden, wenn anstelle des NO-Gases NH₃-Gas oder CH₄-Gas einge setzt wird. Zur Bildung einer amorphen Schicht können anstelle des SiH₄/He-Gases SiF₄/He-Gas oder eine Gasmischung aus SiH₄/He und SiF/He eingesetzt werden.

Für die zusätzliche Bildung einer Oberflächenschicht auf der amorphen Schicht kann zur Durchführung der Schichtbildung anstelle der bei der Bildung der amorphen Schicht eingesetzten Gase B₂H₆/He und NO CH₄-Gas ein gesetzt werden.

Natürlich werden alle Ausströmventile mit Ausnahme der Ausströmventile, die für die bei der Bildung der einzelnen Schichten eingesetzten Gase notwendig sind, geschlossen, und um zu verhindern, daß das bei der Bildung der vorherigen Schicht eingesetzte Gas während der Bildung der einzelnen Schichten in der Reaktions kammer 1101 und in den Rohrleitungen von den Ausström ventilen 1117 bis 1121 zu der Reaktionskammer 1101 verbleibt, kann, falls erforderlich, ein Verfahren durchgeführt werden, bei dem das System einmal bis zur Erzielung eines hohen Vakuums evakuiert wird, indem die Ausströmventile 1117 bis 1121 geschlossen werden und die Hilfsventile 1132 und 1133 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1134 geöffnet werden.

Während der Bildung der Schicht kann der zylindrische Träger 1137 mittels eines Motors 1139 mit einer konstan ten Geschwindigkeit gedreht werden, um eine gleichmäßige Schichtbildung zu bewirken.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 2 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die allgemeinen Herstellungsbedingungen werden in Tabelle I gezeigt.

In Tabelle II werden die Ergebnisse der Bewertung der einzelnen Proben gezeigt, wobei die Verteilungskonzentra tionen des Bors C_(III)1 in der oberen Zeile und die Verteilungskonzentrationen des Sauerstoffs C₁ in der linken Spalte angegeben sind.

Die hergestellten Bilderzeugungselemente für elektrofoto grafische Zwecke wurden einer Reihe von Verfahrens schritten 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 bezüg lich Eigenschaften wie der Dichte, der Auflösung und der Reproduzierbarkeit der Tonwertabstufung durchgeführt.

Beispiel 2

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich ten gebildet werden, werden in Tabelle III gezeigt.
Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁: 3,5 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C_(III)1: 80 Atom-ppm.

Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie verfahrens wie in Beispiel 1 wiederholt Tonerbilder erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder mit hoher Qualität erhalten werden konnten.

Beispiel 3

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 4 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich ten gebildet werden, werden in Tabelle IV gezeigt.
Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁: 7 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C_(III)1: 30 Atom-ppm.

Beispiel 4

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 5 gezeigten Schichtaufbau gebil det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil det werden, werden in Tabelle V gezeigt.

Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁: 7 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C_(III)1: 10 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C_(III)3: siehe Tabelle VI.

Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie verfahrens wie in Beispiel 1 wiederholt Tonerbilder erzeugt, wobei die in Tabelle VI gezeigten Bewertungen erhalten wurden.

In Tabelle V hat X(4) die folgende Bedeutung:

S4-1 . . . 1 × 10^-7
S4-2 . . . 5 × 10^-7
S4-3 . . . 1 × 10^-6
S4-4 . . . 5 × 10^-6.

Beispiel 5

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 6 gezeigten Schichtaufbau gebil det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil det werden, werden in Tabelle VII gezeigt.

Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁: 1 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C_(III)1): 100 Atom-ppm Verteilungskonzentration des Bors C_(III)3: siehe Tabelle VI.

In Tabelle VII hat X(5) die folgende Bedeutung:

S5-1 . . . 1 × 10^-7
S5-2 . . . 5 × 10^-7
S5-3 . . . 1 × 10^-6
S5-4 . . . 5 × 10^-6
S5-5 . . . 1 × 10^-5
S5-6 . . . 2 × 10^-5
S5-7 . . . 4 × 10^-5
S5-8 . . . 5 × 10^-5
S5-9 . . . 6 × 10^-5

Beispiel 6

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 7 gezeigten Schichtaufbau gebil det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil det werden, werden in Tabelle VIII gezeigt.

Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁: 2 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C_(III)3: 30 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C_(III): siehe Tabelle VI 37825 00070 552 001000280000000200012000285913771400040 0002003243891 00004 37706.

In Tabelle VIII hat X(6) die folgende Bedeutung:

S6-1 . . . 1 × 10^-7
S6-2 . . . 5 × 10^-7
S6-3 . . . 1 × 10^-6
S6-4 . . . 5 × 10^-6
S6-5 . . . 1 × 10^-5
S6-6 . . . 2 × 10^-5

Beispiel 7

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 8 gezeigten Schichtaufbau gebil det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil det werden, werden in Tabelle IX gezeigt.

Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁: 2 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C_(III)1: 200 Atom-ppm
Verteilungskonzentration des Bors C_(III)3: siehe Tabelle VI.

In Tabelle IX hat X(7) die folgende Bedeutung:

S7-1 . . . 1 × 10^-7
S7-2 . . . 5 × 10^-7
S7-3 . . . 1 × 10^-6
S7-4 . . . 5 × 10^-6
S7-5 . . . 1 × 10^-5
S7-6 . . . 2 × 10^-5
S7-7 . . . 4 × 10^-5
S7-8 . . . 8 × 10^-5
S7-9 . . . 1 × 10^-4

Beispiel 8

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 9 gezeigten Schichtaufbau gebil det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil det werden, werden in Tabelle X gezeigt.

Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁: 5 Atom-%
Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₃: siehe Tabelle XI,
Verteilungskonzentration des Bors C_(III)1: 50 Atom-ppm.

Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie verfahrens wie in Beispiel 1 wiederholt Tonerbilder erzeugt, wobei die in Tabelle XI gezeigten Bewertungen erhalten wurden.

In Tabelle X hat X(8) die folgende Bedeutung:

S8-1 . . . 1.1 × 10^-4
S8-2 . . . 4.4 × 10^-4
S8-3 . . . 1.1 × 10^-3
S8-4 . . . 2.2 × 10^-3
S8-5 . . . 4.4 × 10^-3
S8-6 . . . 7.7 × 10^-3

Beispiel 9

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 2 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Dicken des Schichtbereichs t₁ t₂) und des Schichtbereichs (t₂ t₃) als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich ten gebildet werden, werden in Tabelle XII gezeigt.

Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁: 7 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C_(III)1: 100 Atom-ppm.

Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie verfahrens wie in Beispiel 1 wiederholt Tonerbilder erzeugt, wobei die in Tabelle XIII gezeigten Bewertungen erhalten wurden.

Tabelle XIII

Beispiel 10

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 2 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich ten gebildet werden, werden in Tabelle XIV gezeigt.

Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁: 3,5 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C_(III)1: 80 Atom-ppm Verteilungskonzentration des Bors C_(III)2: 500 Atom-ppm.

Beispiel 11

Auf Al-Zylindern wurden nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 amorphe Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schicht aufbau gebildet. Dann wurden auf den amorphen Schichten unter den nachstehend gezeigten Bedingungen Oberflächen sperrschichten des Siliciumcarbidtyps gebildet. Die auf diese Weise hergestellten Proben wurden wiederholt dem in Beispiel 1 beschriebenen Elektrofotografieverfah ren unterzogen, wobei übertragene Tonerbilder erhalten wurden. Als Ergebnis wurde gefunden, daß auch das millionste übertragene Tonerbild eine sehr hohe Qualität hatte, die mit der Qualität des ersten übertragenen Tonerbilds vergleichbar war.

Eingesetzte Gase: CH₄
SiH₄/He = 10 : 250
Durchflußgeschwindigkeit SiH₄ = 10 cm³/min
Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeiten: CH₄/SiH₄ = 30
Schichtbildungsgeschwindigkeit: 0,084 nm/s
Entladungsleistung 0,18 W/cm²
Substrattemperatur: 250°C
Druck während der Reaktion 0,67 mbar.

Beispiel 12

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Sauerstoffs (O) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich ten gebildet werden, werden in Tabelle XV gezeigt.

Verteilungskonzentration des Sauerstoffs C₁: 3,5 Atom-%
Verteilungskonzentration des Bors C_(III)1: 80 Atom-ppm.

Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografieverfahrens wie in Beispiel 1 wiederholt Tonerbilder erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder mit hoher Qualität erhalten werden konnten.

Beispiel 13

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 2 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die allgemeinen Herstellungsbedingungen werden in Tabelle XVI gezeigt.

In Tabelle XVII werden die Ergebnisse der Bewertung der einzelnen Proben gezeigt, wobei die Verteilungskonzentra tionen des Bors C_(III)1 in der oberen Zeile und die Verteilungskonzentrationen des Stickstoffs C₁ in der linken Spalte angegeben sind.

Beispiel 14

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich ten gebildet werden, werden in Tabelle XVIII gezeigt.

Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie verfahrens wie in Beispiel 13 wiederholt Tonerbilder erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder mit hoher Qualität erhalten werden konnten.

Beispiel 15

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 4 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich ten gebildet werden, werden in Tabelle XIX gezeigt.

Beispiel 16

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 5 gezeigten Schichtaufbau gebil det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil det werden, werden in Tabelle XX gezeigt.

Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie verfahrens wie in Beispiel 13 wiederholt Tonerbilder erzeugt, wobei die in Tabelle XXI gezeigten Bewertungen erhalten wurden.

In Tabelle XX hat X(4) die folgende Bedeutung:

NS4-1 . . . 1 × 10^-7
NS4-2 . . . 5 × 10^-7
NS4-3 . . . 1 × 10^-6
NS4-4 . . . 5 × 10^-6

Beispiel 17

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 6 gezeigten Schichtaufbau gebil det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil det werden, werden in Tabelle XXII gezeigt.

In Tabelle XXII hat X(5) die folgende Bedeutung:

NS5-1 . . . 1 × 10^-7
NS5-2 . . . 5 × 10^-7
NS5-3 . . . 1 × 10^-6
NS5-4 . . . 5 × 10^-6
NS5-5 . . . 1 × 10^-5
NS5-6 . . . 2 × 10^-5
NS5-7 . . . 4 × 10^-5
NS5-8 . . . 5 × 10^-5
NS5-9 . . . 6 × 10^-5

Beispiel 18

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 7 gezeigten Schichtaufbau gebil det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil det werden, werden in Tabelle XXIII gezeigt.

Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs papieren durch Anwendung-des gleichen Elektrofotografie verfahrens wie in Beispiel 13 wiederholt Tonerbilder erzeugt, wobei die in Tabelle XXI gezeigten Bewertungen erhalten wurden.

In Tabelle XXIII hat X(6) die folgende Bedeutung:

NS6-1 . . . 1 × 10^-7
NS6-2 . . . 5 × 10^-6
NS6-3 . . . 1 × 10^-6
NS6-4 . . . 5 × 10^-6
NS6-5 . . . 1 × 10^-5
NS6-6 . . . 2 × 10^-5

Beispiel 19

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 8 gezeigten Schichtaufbau gebil det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil det werden, werden in Tabelle XXIV gezeigt.

In Tabelle XXIV hat X(7) die folgende Bedeutung:

NS7-1 . . . 1 × 10^-7
NS7-2 . . . 5 × 10^-7
NS7-3 . . . 1 × 10^-6
NS7-4 . . . 5 × 10^-6
NS7-5 . . . 1 × 10^-5
NS7-6 . . . 2 × 10^-5
NS7-7 . . . 4 × 10^-5
NS7-8 . . . 8 × 10^-5
NS7-9 . . . 1 × 10^-4

Beispiel 20

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 9 gezeigten Schichtaufbau gebil det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil det werden, werden in Tabelle XXV gezeigt.

Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie verfahrens wie in Beispiel 13 wiederholt Tonerbilder erzeugt, wobei die in Tabelle XXVI gezeigten Bewertungen erhalten wurden.

In Tabelle XXV hat X(8) die folgende Bedeutung:

NS8-1 . . . 1.1 × 10^-4
NS8-2 . . . 4.4 × 10^-4
NS8-3 . . . 1.1 × 10^-3
NS8-4 . . . 2.2 × 10^-3
NS8-5 . . . 4.4 × 10^-3
NS8-6 . . . 7.7 × 10^-3

Tabelle XXV

Tabelle XXVI

Beispiel 21

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 10 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Dicken des Schichtbereichs (t₁ t₂) und des Schichtbereichs (t₂ t₃) als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich ten gebildet werden, werden in Tabelle XXVII gezeigt.

Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie verfahrens wie in Beispiel 13 wiederholt Tonerbilder erzeugt, wobei die in Tabelle XXVIII gezeigten Bewertun gen erhalten wurden.

Tabelle XXVII

Tabelle XXVIII

Beispiel 22

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 2 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich ten gebildet werden, werden in Tabelle XXIX gezeigt.

Tabelle XXIX

Beispiel 23

Auf Al-Zylindern wurden nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 14 amorphe Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schicht aufbau gebildet. Dann wurden auf den amorphen Schichten unter den nachstehend gezeigten Bedingungen Oberflächen sperrschichten des Siliciumcarbidtyps gebildet. Die auf diese Weise hergestellten Proben wurden wiederholt dem in Beispiel 13 beschriebenen Elektrofotografieverfah ren unterzogen, wobei übertragene Tonerbilder erhalten wurden. Als Ergebnis wurde gefunden, daß auch das millionste übertragene Tonerbild eine sehr hohe Qualität hatte, die mit der Qualität des ersten übertragenen Tonerbilds vergleichbar war.

Eingesetzte Gase: CH₄
SiH₄/He = 10 : 250
Durchflußgeschwindigkeit: SiH₄ = 10 cm³/min
Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeiten: CH₄/SiN₄ = 30
Schichtbildungsgeschwindigkeit: 0,080 nm/s
Entladungsleistung: 0,18 W/cm²
Substrattemperatur: 250°C
Druck während der Reaktion: 0,67 mbar.

Beispiel 24

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Stickstoffs (N) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich ten gebildet werden, werden in Tabelle XXX gezeigt.

Tabelle XXX

Beispiel 25

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 2 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die allgemeinen Herstellungsbedingungen werden in Tabelle XXXI gezeigt.

In Tabelle XXXII werden die Ergebnisse der Bewertung der einzelnen Proben gezeigt, wobei die Verteilungskonzentra tionen des Bors C_(III)1 in der oberen Zeile und die Verteilungskonzentrationen des Kohlenstoffs C₁ in der linken Spalte angegeben sind.

Beispiel 26

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich ten gebildet werden, werden in Tabelle XXXIII gezeigt.

Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie verfahrens wie in Beispiel 25 wiederholt Tonerbilder erzeugt, wobei in stabiler Weise übertragene Tonerbilder mit hoher Qualität erhalten werden konnten.

Tabelle XXXIII

Beispiel 27

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 4 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich ten gebildet werden, werden in Tabelle XXXIV gezeigt.

Tabelle XXXIV

Beispiel 28

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 5 gezeigten Schichtaufbau gebil det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil det werden, werden in Tabelle XXXV gezeigt.

Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie verfahrens wie in Beispiel 25 wiederholt Tonerbilder erzeugt, wobei die in Tabelle XXXVI gezeigten Bewertungen erhalten wurden.

In Tabelle XXXV hat X(4) die folgende Bedeutung:

S4-1 . . . 1 × 10^-7
S4-2 . . . 5 × 10^-7
S4-3 . . . 1 × 10^-6
S4-4 . . . 5 × 10^-6

Tabelle XXXV

Tabelle XXXVI

Beispiel 29

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 6 gezeigten Schichtaufbau gebil det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil det werden, werden in Tabelle XXXVII gezeigt.

In Tabelle XXXVII hat X(5) die folgende Bedeutung:

S5-1 . . . 1 × 10^-7
S5-2 . . . 5 × 10^-7
S5-3 . . . 1 × 10^-6
S5-4 . . . 2 × 10^-5
S5-5 . . . 1 × 10^-5
S5-6 . . . 2 × 10^-5
S5-7 . . . 4 × 10^-5
S5-8 . . . 5 × 10^-5
S5-9 . . . 6 × 10^-5

Tabelle XXXVII

Beispiel 30

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 7 gezeigten Schichtaufbau gebil det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil det werden, werden in Tabelle XXXVIII gezeigt.

In Tabelle XXXVIII hat X(6) die folgende Bedeutung:

Tabelle XXVIII

Beispiel 31

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 8 gezeigten Schichtaufbau gebil det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Kohlenstoffs (C)in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil det werden, werden in Tabelle XXXIX gezeigt.

In Tabelle XXXIX hat X(7) die folgende Bedeutung:

Tabelle XXXIX

Beispiel 32

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 9 gezeigten Schichtaufbau gebil det wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schichten gebil det werden, werden in Tabelle XL gezeigt.

Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie verfahrens wie in Beispiel 25, wiederholt Tonerbilder erzeugt, wobei die in Tabelle XLI gezeigten Bewertungen erhalten wurden.

In Tabelle XL hat X(8) die folgende Bedeutung:

CS8-1 . . . 1.1 × 10^-4
CS8-2 . . . 4.4 × 10^-4
CS8-3 . . . 1.1 × 10^-3
CS8-4 . . . 2.2 × 10^-3
CS8-5 . . . 4.4 × 10^-3
CS8-6 . . . 7.7 × 10^-3

Tabelle XL

Tabelle XLI

Beispiel 33

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 10 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Dicken des Schichtbereichs (t₁ t₂) und des Schichtbereichs (t₂ t₃) als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich ten gebildet werden, werden in Tabelle XLII gezeigt.

Unter Anwendung der erhaltenen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden auf Bildempfangs papieren durch Anwendung des gleichen Elektrofotografie verfahrens wie in Beispiel 25 wiederholt Tonerbilder erzeugt, wobei die in Tabelle XLIII gezeigten Bewertun gen erhalten wurden.

Tabelle XLII

Tabelle XLIII

Beispiel 34

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 2 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich ten gebildet werden, werden in Tabelle XLIV gezeigt.

Tabelle XLIV

Beispiel 35

Auf Al-Zylindern wurden nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 26 amorphe Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schicht aufbau gebildet. Dann wurden auf den amorphen Schichten unter den nachstehend gezeigten Bedingungen Oberflächen sperrschichten des Siliciumcarbidtyps gebildet. Die auf diese Weise hergestellten Proben wurden wiederholt dem in Beispiel 25 beschriebenen Elektrofotografieverfah ren unterzogen, wobei übertragene Tonerbilder erhalten wurden. Als Ergebnis wurde gefunden, daß auch das millionste übertragene Tonerbild eine sehr hohe Qualität hatte, die mit der Qualität des ersten übertragenen Tonerbilds vergleichbar war.

Eingesetzte Gase: CH₄
SiH₄/He = 10 : 250
Durchflußgeschwindigkeit: SiH₄ = 10 cm³/min
Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeiten: CH₄/SiH₄ = 30
Schichtbildungsgeschwindigkeit: 0,084 nm/s
Entladungsleistung: 0,18 W/cm²
Substrattemperatur: 250°C
Druck während der Reaktion: 0,67 mbar.

Beispiel 36

Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden hergestellt, indem auf Al-Zylindern mittels der in Fig. 11 gezeigten Herstellungsvorrichtung amorphe Schichten mit dem in Fig. 3 gezeigten Schichtaufbau gebildet wurden, wobei die Gehalte des Bors (B) und des Kohlenstoffs (C) in den Schichten als Parameter verändert wurden. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichtbereiche, aus denen die amorphen Schich ten gebildet werden, werden in Tabelle VL gezeigt.

Tabelle VL

Claims

1. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial, das auf einem Träger eine Schicht aus einem amorphen fotoleitfähigen Material mit Siliciumatomen als Matrix aufweist, wobei in der Matrix mindestens eine aus Sauerstoff-, Kohlenstoff- und Stickstoffatomen ausgewählte Atomart und zur Gruppe III des Periodensystems gehörende Atome als am Aufbau beteiligte Fremdatome enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht

- einen ersten Schichtbereich, der die aus Sauer stoff-, Kohlenstoff- und Stickstoffatomen ausge wählte Atomart als an Aufbau beteiligte Atome ent hält, wobei sich die Konzentration der Atome in Richtung, auf die dem Träger entgegengesetzte Seite und
- einen zweiten Schichtbereich aufweist, der die zur Gruppe III des Periodensystems gehörenden Atome ent hält, wobei die Atome in einem Bereich derart verteilt sind, daß sich die Konzentration der Atome in Richtung auf die dem Träger entgegengesetzte Seite entweder vermindert oder vermindert und in Teilbereichen gleich bleibt, und daß der erste Schichtbereich unterhalb der Oberfläche im inneren der amorphen Schicht vorliegt.

2. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich der zweite Schichtbereich im wesentlichen den gleichen Schichtbereich bilden.

3. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schichtbe reich im Inneren des ersten Schichtbereichs vorliegt.

4. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schichtbe reich im wesentlichen den gesamten Schichtbereich der amorphen Schicht einnimmt.

5. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Schichtbe reich Sauerstoffatome enthalten sind.

6. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Sau erstoffatome in dem ersten Schichtbereich derart ist, daß der erste Schichtbereich an der Seite des Trägers einen Vertei lungsbereich mit einer höheren Konzentration von Sauerstoff atomen aufweist.

7. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Schichtbe reich Stickstoffatome enthalten sind.

8. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Stickstoffatome in dem ersten Schichtbereich derart ist, daß der erste Schichtbereich an der Seite des Trägers einen Verteilungsbereich mit einer höheren Konzentration von Stickstoffatomen aufweist.

9. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Schichtbereich Kohlenstoffatome enthalten sind.

10. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Kohlenstoffatome in dem ersten Schichtbereich derart ist, daß der erste Schichtbereich an der Seite des Trägers einen Verteilungsbereich mit einer höheren Konzentration von Kohlenstoffatomen aufweist.

11. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Schichtbereich Sauerstoffatome und Stickstoffatome ent halten sind.

12. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Schichtbereich Sauerstoffatome und Kohlenstoffatome ent halten sind.

13. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Schichtbereich Kohlenstoffatome und Stickstoffatome ent halten sind.

14. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Schichtbereich Sauerstoffatome, Stickstoffatome und Koh lenstoffatome enthalten sind.

15. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen Schicht Wasserstoffatome enthalten sind.

16. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Was serstoffatome 1 bis 40 Atom-% beträgt.

17. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen Schicht Halogenatome enthalten sind.

18. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Ha logenatome 1 bis 40 Atom-% beträgt.

19. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen Schicht Wasserstoffatome und Halogenatome enthalten sind.

20. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Ge halte der Wasserstoffatome und der Halogenatome 1 bis 40 Atom-% beträgt.

21. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem auf der amorphen Schicht eine Oberflächensperrschicht aufweist.

22. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen sperrschicht aus einem amorphen Material besteht, das Si liciumatome als Matrix sowie Kohlenstoffatome und/oder Stickstoffatome enthält.

23. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen sperrschicht außerdem Wasserstoffatome enthält.

24. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen sperrschicht außerdem Halogenatome enthält.

25. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen sperrschicht außerdem Wasserstoffatome und Halogenatome enthält.

26. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine aus einem elektrisch isolierenden Metalloxid gebildete weitere Ober flächenschicht aufweist.

27. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine aus einer elektrisch isolierenden, organischen Verbindung gebildete weitere Oberflächenschicht aufweist.