DE3305091C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Aufzeich­ nungsmaterial gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, das gegenüber elektromagnetischen Wellen wie UV-Strahlen, sichtbarem Licht, IR-Strahlen, Röntgenstrahlen und γ-Strahlen empfindlich ist.

Fotoleiter, die fotoleitfähige Schichten für elektrofotogra­ fische Aufzeichnungsmaterialien auf dem Gebiet der Bilder­ zeugung, Manuskript-Lesevorrichtungen oder Festkörper-Bild­ abtastvorrichtungen bilden, müssen eine hohe Empfindlichkeit, ein hohes S/N-Verhältnis [Fotostrom (I _p )/Dunkelstrom (I _d )], Spektraleigenschaften, die an die Spektraleigenschaften der elektromagnetischen Wellen, mit denen bestrahlt werden soll, angepaßt sind, ein schnelles Ansprechen auf elektromagnetische Wellen und einen gewünschten Dunkelwiderstandswert haben und dürfen während der Anwendung nicht gesundheitsschäd­ lich sein. Außerdem ist es bei einer Festkörper-Bildabtast­ vorrichtung auch notwendig, daß Restbilder innerhalb einer vorbestimmten Zeit leicht beseitigt werden können. Im Fall eines als Bilderzeugungsmaterial dienenden elektrofotografi­ schen Aufzeichnungsmaterials, das in eine für die Anwendung in einem Büro vorgesehene elektrofotografische Vorrichtung eingebaut wird, ist es besonders wichtig, daß das Aufzeich­ nungsmaterial nicht gesundheitsschädlich ist.

Von dem vorstehend erwähnten Gesichtspunkt aus hat in neuerer Zeit amorphes Silicium (nachstehend als "a-Si" bezeichnet) als Fotoleiter Beachtung gefunden. Beispielsweise sind aus den DE-OSS 27 46 967 und 28 55 718 Anwendungen von a-Si für den Einsatz in elektrofotografischen Bilderzeugungsmaterialien bekannt, und aus der DE-OS 29 33 411 ist eine Anwendung von a-Si für den Einsatz in einer Lesevorrichtung mit fotoelektrischer Wandlung bekannt.

Es ist zwar versucht worden, die elektrofotografischen Auf­ zeichnungsmaterialien mit aus a-Si gebildeten, fotoleit­ fähigen Schichten bezüglich verschiedener einzelner Eigenschaften, wozu elektrische, optische und Fotoleit­ fähigkeitseigenschaften wie der Dunkelwiderstandswert, die Lichtempfindlichkeit und das Ansprechen auf elektromagnetische Wellen sowie Eigenschaften bezüglich des Einflusses von Umge­ bungsbedingungen während der Anwendung und außerdem die Stabilität im Verlauf der Zeit und die Haltbarkeit gehören, zu verbessern, jedoch ist unter den gegen­ wärtigen Umständen eine weitere Verbesserung der Gesamt­ eigenschaften notwendig.

Beispielsweise wird im Fall der Anwendung als elektrofotografisches Bilderzeugungsmaterial oft beobachtet, daß während seiner Anwendung ein Restpotential verbleibt, wenn gleichzeitig eine Erhöhung der Lichtempfindlichkeit und des Dunkelwiderstandes beab­ sichtigt ist. Wenn ein solches elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial über eine lange Zeit wiederholt verwendet wird, werden verschiedene Schwierigkeiten, beispielsweise eine Anhäufung von Ermüdungserscheinungen durch wiederholte Anwendung oder die sogenannte Geisterbild-Erscheinung, wobei Restbilder erzeugt werden, hervorgerufen.

a-Si-Materialien können außerdem Wasserstoffatome oder Halogenatome wie Fluor- oder Chloratome zur Verbesserung ihrer elektri­ schen und Fotoleitfähigkeitseigenschaften, Atome wie Bor- oder Phosphoratome zur Steuerung des Typs der elektrischen Leitfähigkeit sowie andere Atomarten zur Verbesserung anderer Eigenschaften enthalten. In Abhän­ gigkeit von der Art und Weise, in der diese Atomarten enthalten sind, können manchmal Probleme bezüglich der elektrischen und Fotoleitfähig­ keitseigenschaften oder der Durchschlagsfestigkeit sowie der Haltbarkeit der gebildeten fotoleitfähigen Schicht verursacht werden.

Das heißt, daß beispielsweise im Fall der Anwendung als elektrofotografisches Bilderzeugungsmaterial die Lebensdauer der Fototräger, die in der gebildeten, fotoleitfähigen Schicht durch Belichtung erzeugt werden, nicht ausreichend lang ist oder daß im dunklen Bereich die von der Trägerseite her injizierten Ladungen nicht in ausreichendem Maße unterdrückt bzw. gehindert werden können oder daß auf den Bildern, die auf ein Bildempfangsmaterial aus Papier übertragen wurden, fehlerhafte Bildbereiche, sogenannte "leere Bereiche", erzeugt werden, wobei angenommen werden kann, daß dies auf einer Zerstörungserscheinung durch örtliche Entladung beruht, oder daß fehlerhafte Bild­ bereiche, die üblicherweise als "weiße Linien" bezeichnet werden, erzeugt werden, von denen angenommen werden kann, daß sie beispielsweise durch Schaben bzw. Kratzen mit einer zur Reinigung angewandter Rakel verursacht werden. Auch im Fall der Anwendung in einer Atomsphäre mit hoher Feuchtigkeit oder unmittelbar nach langzeitigem Stehenlassen bzw. Lagern in einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit werden in den erhaltenen Bildern oft sogenannte "flache bzw. undeutliche Bildbereiche" beobachtet.

Wenn die fotoleitfähige Schicht eine Dicke von 10 und einigen µm oder eine größere Dicke hat, besteht außerdem die Neigung, daß Erscheinungen wie ein Ablösen oder Ab­ schälen von Schichten von der Trägeroberfläche oder eine Bildung von Rissen in den Schichten im Verlauf der Zeit auftreten, wenn die Schicht nach dem Heraus­ nehmen aus einer zur Schichtbildung dienenden Vakuum­ bedampfungskammer stehengelassen wird. Diese Erschei­ nungen treten besonders häufig auf, wenn der Träger ein zylindrischer Träger ist, wie er üblicherweise auf dem Gebiet der Elektrofotografie angewandt wird. Demnach müssen hinsichtlich der Stabilität im Verlauf der Zeit noch Probleme gelöst werden.

Bei der Gestaltung eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials muß infolgedessen zusammen mit der Verbesserung der a-Si-Materialien für sich die Lösung all der Probleme, die vorstehend erwähnt wurden, angestrebt werden.

Aus EP 00 38 221 A2 ist ein elektrofotografisches Aufzeich­ nungsmaterial mit einem elektrisch leitenden Träger, einer zur Verhinderung einer Injektion von Ladungen von der Seite des Trägers her dienenden Gleichrichterschicht und einer fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht, die Wasserstoffatome enthält, bekannt. Dieses bekannte Aufzeichnungsmaterial ist hinsichtlich der Haftung der Schichten an dem Träger sowie der Durchschlagsfestigkeit, der Haltbarkeit un der Feuch­ tigkeitsbeständigkeit noch nicht zufriedenstellend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrofoto­ grafisches Aufzeichnungsmaterial der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegebenen Art so zu verbessern, daß die Gleichrichterschicht und die fotoleitfähige amorphe Silicium­ schicht sehr gut an dem Träger anhaften und eine sehr gute Durchschlagsfestigkeit, Haltbarkeit und Feuchtigkeitsbestän­ digkeit erzielt werden.

Diese Aufgabe wird durch ein elektrofotografisches Aufzeich­ nungsmaterial mit den im kennzeichnenden Teil von Patentan­ spruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elektro­ fotografischen Aufzeichnungsmaterials werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher er­ läutert.

Die Fig. 1 und 2 zeigen schematische Schnittansichten, die zur Erläuterung des Schichtaufbaus von bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials dienen.

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm, das zur Erläuterung eines Beispiels der Vorrichtung dient, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen elektrofotografischen Auszeichnungs­ materials angewandt werden kann.

Fig. 1 zeigt eine schematische, zur Erläuterung eines typischen, exemplarischen Aufbaus des erfindungsgemäßen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials dienende Schnitt­ ansicht.

Das in Fig. 1 gezeigte elektrofotografische Aufzeichnungs­ material 100 weist auf einem Träger 101 eine Grenzflächenschicht 102, eine Gleichrichterschicht 103, eine erste, fotoleitfähige amorphe Siliciumschicht 104 die aus einem amorphenen Silicium besteht, das in einer Matrix von Siliciumatomen, Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthält [nachstehend als a-Si(H, X) bezeichnet], und enthält eine aus einem amorphen Silicium, das durch eine der vorstehend angegebenen Formeln (1) bis (4) wiedergegeben wird, [nachstehend als "a-SiC(H,X)" bezeichnet] bestehende, zweite amorphe Siliciumschicht 105 mit einer freien Oberfläche 106 auf.

Die Grenzflächenschicht 102 ist hauptsächlich vorge­ sehen, um die Haftung zwischen dem Träger 101 und der Gleichrichterschicht 103 zu verbessern und den elektrischen Kontakt zwischen dem Träger 101 und der Gleichrichterschicht (103) gleichmäßig zu machen, und hat sowohl zu dem Träger 101 als auch zu der Gleichrichter­ schicht 103 Affinität.

Die Gleichrichterschicht 103 hat hauptsächlich die Funktion, eine Injektion von Ladungen von der Seite des Trägers 101 her in die erste, fotoleitfähige amorphe Siliciumschicht 104 in wirksamer Weise zu verhindern.

Die erste, fotoleitfähige amorphe Siliciumschicht 104 hat die Funktion, eine Bestrahlung mit Licht, gegenüber dem sie empfindlich ist, zu empfangen, wodurch in der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht 104 Fototräger erzeugt werden, und diese Fototräger in einer vorbestimmten Richtung zu transportieren.

Die zweite amorphe Siliciumschicht 105 ist hauptsächlich vorge­ sehen, um die Aufgabe der Erfindung bezüglich der Feuchtigkeitsbeständigkeit, der Eigenschaften bei der kontinuierlichen, wiederholten Anwendung, der Durchschlagsfestigkeit, der Eigenschaften bezüglich des Einflusses von Umgebungsbedingungen bei der Anwen­ dung und der Haltbarkeit zu lösen.

Die Grenzflächenschicht des erfindungsgemäßen Aufzeich­ nungsmaterials besteht aus amorphem Silicium, das in einer Matrix von Siliciumatomen, Stickstoffatomen, zusammmen mit Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen (X), falls dies erwünscht ist, enthält [nachstehend als a-SiN(H,X,) bezeichnet].

Als a-SiN(H,X) können amorphes Silicium, das Stickstoffatome enthält, [nachstehend als "a-SI _a N_1-a " bezeichnet], amorphes Silicium, das Stickstoffatome und Wasserstoffatome enthält, [nachstehend als "a-(Si _b N_1-b ) _c H_1-c " bezeichnet] und amorphes Silicium, das Stickstoffatome und Halogenatome (X), zusammen mit Wasserstoffatomen, falls dies erwünscht ist, enthält, [nachstehend als "a-(Si _d N_1-d ) _e (H,X)_1-e " bezeichnet] verwendet werden.

Als Halogenatome, die gegebenenfalls in die Grenzflächen­ schicht einzubauen sind, werden Fluor- und Chloratome bevorzugt.

Als Verfahren zur Bildung einer Grenzflächenschicht aus dem vorstehend erwähnten, amorphen Silicium können das Glimmentladungsverfahren, das Zerstäubungsverfahren, das Ionenimplantations­ verfahren, das Ionenplattierverfahren, das Elektronen­ strahlverfahren und andere Verfahren angewandt werden. Diese Herstellungsverfahren können z. B. in Abhängigkeit von verschiedenen Einflußgrößen wie den Fertigungsbedingungen, dem Ausmaß der Belastung durch die Kapitalanlage für Einrichtungen bzw. Anlagen, dem Fertigungsmaßstab und den gewünschten Eigenschaften, die für das herzustellende, elektrofotografische Aufzeich­ nungsmaterial erforderlich sind, ausgewählt werden. Das Glimmentladungsverfahren oder das Zerstäubungsver­ fahren kann vorzugsweise angewandt werden, weil in diesem Fall die Vorteile erzielt werden, daß die Her­ stellungsbedingungen für die Herstellung von elektrofoto­ grafischen Aufzeichnungsmaterialien mit erwünschten Eigen­ schaften vergleichsweise leicht gesteuert werden können und in die herzustellende Grenzflächenschicht Silicium­ atome und Stickstoffatome, gegebenenfalls zusammen mit Wasserstoffatomen oder Halogenatomen, auf einfache Weise eingeführt werden können.

Die Grenzflächenschicht kann außerdem gebildet werden, indem die Glimm­ entladungsverfahren und das Zerstäubungsverfahren in Kombination in dem gleichen Vorrichtungssystem angewandt werden. Die grundlegende Verfahrensweise für die Bildung einer aus a-SiN(H,X) bestehenden Grenzflächenschicht nach dem Glimmentladungsverfahren besteht darin, daß ein zur Zuführung von Siliciumatomen befähigtes, gasförmiges Ausgangsmaterial und ein gasförmiges Aus­ gangsmaterial für die Einführung von Stickstoffatomen, gegebenenfalls zusammen mit gasförmigen Ausgangs­ materialien für die Einführung von Wasserstoffatomen und/oder für die Einführung von Halogenatomen (X), in eine Abscheidungskammer, die im Inneren auf einen verminderten Druck gebracht werden kann, eingeleitet werden und in der Abscheidungskammer eine Glimment­ ladung angeregt wird, wodurch auf der Oberfläche eines vorgegebenen Trägers, der sich in einer vorbestimmten Lage befindet, eine aus a-SiN(H,X) bestehende Grenz­ flächenschicht gebildet wird.

Die Bildung der Grenzflächenschicht nach dem Zerstäu­ bungsverfahren kann beispielsweise gemäß den folgenden Verfahrensweisen durchgeführt werden.

Gemäß einer ersten Verfahrensweise kann bei der Durch­ führung der Zerstäubung unter Verwendung eines aus Si bestehenden Targets in einer Atmosphäre eines Inert­ gases wie Ar oder He oder in einer auf diesen Gasen basierenden Gasmischung ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Stickstoffatomen, gegebenen­ falls zusammen mit einem Gas für die Einführung von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen, in eine Vakuumbedampfungskammer eingeleitet werden, in der die Zerstäubung durchgeführt werden soll.

Gemäß einer zweiten Verfahrensweise können in die zu bildende Grenzflächenschicht Stickstoffatome eingeführt werden, indem man ein aus Ni₃N₄ bestehendes Target oder zwei aus einem Si-Target und einem Si₃N₄- Target bestehende, plattenförmige Targets oder ein aus Si und Si₃N₄ gebildetes Target einsetzt. Während dieses Vorgangs kann das vorstehend erwähnte, gasförmige Ausgangsmaterial für die Einführung von Stickstoffatomen in Kombination eingesetzt werden, wodurch der Gehalt der in die Grenzflächenschicht einzubauenden Stickstoffatome in gewünschter Weise frei gesteuert werden kann, indem man die Durchflußgeschwindigkeit dieses gasförmigen Ausgangsmaterials reguliert.

Der Gehalt der in die Grenzflächenschicht einzubauenden Stickstoffatome kann in der gewünschten Weise frei gesteuert werden, indem man die Durchflußgeschwin­ digkeit des gasförmigen Ausgangsmaterials für die Einführung von Stickstoffatomen während der Ein­ leitung dieses gasförmigen Ausgangsmaterials in eine Abscheidungskammer steuert oder indem man den Anteil der Stickstoffatome, die in einem zur Einführung von Stickstoffatomen dienenden Target enthalten sind, während der Herstellung dieses Targets einstellt oder indem man beide Verfahren durchführt.

Als wirksames gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Si können gasförmige oder vergasbare Siliciumhydride (Silane) wie SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ oder Si₄H₁₀ eingesetzt werden. SiH₄ und Si₂H₆ werden im Hinblick auf ihre einfache Handhabung während der Schichtbildung und auf den Wirkungsgrad der Zuführung von Si besonders bevorzugt.

Unter Verwendung dieser Ausgangsmaterialien kann durch geeignete Wahl der Schichtbildungsbedingungen H zusammen mit Si in die zu bildende Grenzflächenschicht eingeführt werden.

Als wirksames Ausgangsmaterial für die Zuführung von Si können außer den vorstehend erwähnten Silicium­ hydriden Halogenatome enthaltende Siliciumverbin­ dungen, nämlich sogenannte halogensubstituierte Silan­ derivate, erwähnt werden. Zu bevorzugten Siliciumhalogeniden können im einzelnen beispielsweise SiF₄, Si₂H₆, SiCl₄ und SiBr₄ gehören. Als wirksames Ausgangsmaterial für die Zuführung von Si zur Bildung der Grenzflächen­ schicht können außerdem auch gasförmige oder vergasbare Siliciumhalogenide, die Wasserstoffatome enthalten, beipsielsweise SiH₂F₂, SiH₂J₂, SiH₂Cl₂, SiHCl₃, SiH₂Br₂ und SiHBr₃, eingesetzt werden. Auch in dem Fall, daß diese Halogenatome (X) enthaltenden Siliciumverbindungen eingesetzt werden sollen, können von den Ausgangsmaterialien, die dazu befähigt sind, in die durch geeignete Wahl der Schichtbildungs­ bedingungen wie vorstehend beschrieben zu bildende Grenzflächenschicht X zusammen mit Si einzuführen, die vorstehend erwähnten, Wasserstoffatome enthaltenden Siliciumhalogenidverbindungen als bevorzugte Ausgangs­ materialien für die Einführung von Halogenatomen (X) eingesetzt werden, weil gleichzeitig mit der Einführung von Halogenatomen (X) Wasserstoffatome, die hinsichtlich der Steuerung der elektrischen oder der fotoelektrischen Eigenschaften sehr wirksam sind, eingeführt werden können.

Als typische Beispiele der gasförmigen Ausgangsmaterialien für die Bildung der Grenzflächenschicht, die für die Einführung von Halogenatomen geeignet sind, können zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Ausgangsmaterialien gasförmige Halogene wie Fluor, Chlor, Brom und Jod, Interhalogenverbindungen wie BrF, ClF, ClF₃, BrF₅, BrF₃, JF₃, JF₇, JCl und JBr und Halogenwasserstoffe wie HF, HCl, HBr und HJ erwähnt werden.

Als wirksame gasförmige Ausgangsmaterialien für die Einführung von Stickstoffatomen die bei der Bildung einer Grenzflächen­ schicht eingesetzt werden können, können gasförmige oder vergasbare Stickstoffverbindungen, die aus N oder aus N und H gebildet sind, wozu z B. Stick­ stoff, Nitride und Azide, beispielsweise Stickstoff (N₂), Ammoniak (NH₃), Hydrazin (H₂NNH₂), Stickstoff­ wasserstoffsäure (HN₃) und Ammoniumazid (NH₄N₃), gehören, erwähnt werden. Alternativ können auch Stickstoffhalogenid­ verbindungen wie Stickstofftrifluorid (NF₃) und Stickstofftetrafluorid (N₂F₄) eingesetzt werden, um den Vorteil zu erzielen, daß zusätzlich zu Stickstoff­ atomen Halogenatome eingeführt werden.

Als verdünnende Gase, die bei der Bildung einer Grenzflächenschicht nach dem Glimmentladungsverfahren oder dem Zerstäubungsver­ fahren einzusetzen sind, können beispielsweise Edelgase wie He, Ne oder Ar, die als verdünnende Gase bevorzugt werden, eingesetzt werden.

Von den Schichtbildungsbedingungen für die Bildung einer aus a-SiN(H,X) bestehenden Grenzflächenschicht, die die für die Lösung der Aufgabe der Erfindung geeig­ neten Eigenschaften hat, kann als wichtige Einflußgröße die Trägertemperatur während der Schichtbildung erwähnt werden. Das heißt, daß bei der Bildung einer aus a-SiN(H,X) bestehenden Grenzflächenschicht auf der Oberfläche eines Trägers die Trägertemperatur während der Schichtbildung eine wichtige Einflußgröße ist, die den Aufbau und die Eigenschaften der zu bildenden Grenzflächenschicht beeinflußt. Die Trägertemperatur wird während der Schichtbildung geeigneterweise genau gesteuert, so daß in der gewünschten Weise a-SiN(H,X), das die beabsichtigten Eigenschaften hat, hergestellt werden kann. Die für eine wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung erforderliche Trägertemperatur bei der Bildung der Grenzflächenschicht, die inner­ halb des optimalen Bereichs gemäß dem für die Bildung der Grenzflächenschicht angewandten Verfahren ausgewählt werden sollte, beträgt im allgemeinen geeigneterweise 50°C bis 250°C und vorzugsweise 100°C bis 250°C. Bei der Bildung der Grenzflächenschicht ist die Anwendung des Glimmentladungsverfahren oder des Zerstäubungsver­ fahrens vorteilhaft, weil es in diesem Fall möglich ist, von der Grenzflächenschicht ausgehend die Gleich­ richterschicht, die amorphen Siliciumschichten und des weiteren andere Schichten, die gegebenenfalls auf den amorphen Siliciumschichten gebildet werden, in dem gleichen System konti­ nuierlich zu bilden, und weil in diesem Fall außerdem eine genaue Steuerung des Zusammensetzungsverhältnisses der die einzelnen Schichten bildenden Atome oder eine Steuerung der Schichtdicken im Vergleich mit anderen Verfahren relativ einfach durchführbar ist. Wenn die Grenzflächenschicht nach diesen Schicht­ bildungsverfahren gebildet wird, können als wichtige Einflußgrößen, die ähnlich wie die vorstehend erwähnte Trägertemperatur die Eigenschaften der herzustellenden Grenzflächenschicht beeinflussen, die Entladungsleistung und der Gasdruck während der Schichtbildung erwähnt werden.

Für eine wirksame Herstellung der Grenzflächenschicht, die die für die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfor­ derlichen Eigenschaften hat, mit einer guten Produk­ tivität beträgt die Entladungsleistung vorzugsweise 1 bis 300 W und insbesondere 2 bis 150 W. Der Gasdruck in einer Abscheidungskammer kann vorzugsweise 4 µbar bis 6,7 mbar und insbesondere 10,7 µbar bis 0,67 mbar betragen.

Für die Bildung der Grenzflächenschicht, die die ge­ wünschten, für die Lösung der Aufgabe der Erfindung erforderlichen Eigenschaften zur Verfügung stellen kann, sind ähnlich wie die Bedingungen für die Herstel­ lung der Grenzflächenschicht auch der Gehalt der Stick­ stoffatome und der Gehalt der Wasserstoffatome und Halogenatome, die gegebenenfalls in der Grenz­ flächenschicht des erfindungsgemäßen, elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials enthalten sind, wichtige Einflußgrößen.

Der Gehalt der Stickstoffatome, der Gehalt der Wasserstoffatome und der Gehalt der Halogenatome in der Grenzflächenschicht können jeweils unter Berücksichtigung der vorstehend beschrie­ benen Schichtherstellungsbedingungen so festgelegt werden, daß die Aufgabe der Erfindung in wirksamer Weise gelöst werden kann.

Wenn die Grenzflächenschicht aus a-SI _a N_1-a gebildet werden soll, kann der Gehalt der Stickstoffatome in der Grenzflächenschicht im allgemeinen 43 bis 60 Atom-% und vorzugsweise 43 bis 50 Atom-% betragen, d. h., daß a vorzugsweise 0,4 bis 0,57 und insbesondere 0,5 bis 0,57 betragen kann.

Wenn die Grenzflächenschicht aus a-(Si _b N_1-b ) _c H_1-c gebildet werden soll, kann der Gehalt der Stickstoff­ atome vorzugsweise 25 bis 55 Atom-% und insbesondere 35 bis 55 Atom-% betragen, während der Gehalt der Wasserstoffatome vorzugsweise 2 bis 35 Atom-% und insbesondere 5 bis 30 Atom-% betragen kann, d. h., daß b vorzugsweise 0,43 bis 0,6 und insbesondere 0,43 bis 0,5 betragen kann, während c vorzugsweise 0,65 bis 0,98 und insbesondere 0,7 bis 0,95 betragen kann. Wenn die Grenzflächenschicht aus a-(Si _d N_1-d ) _e (H,X)_1-e gebildet werden soll, kann der Gehalt der Stickstoff­ atome vorzugsweise 30 bis 60 Atom-% und insbesondere 40 bis 60 Atom-% betragen, während der Gehalt der Halogenatome oder der Gesamtgehalt der Halogenatome und der Wasserstoffatome vorzugsweise 1 bis 20 Atom-% und insbesondere 2 bis 15 Atom-% betragen kann, wobei der Gehalt der Wasserstoffatome in diesem Fall vorzugs­ weise 19 Atom-% der weniger und insbesondere 13 Atom-% oder weniger betragen kann. D. h., daß d vorzugsweise 0,43 bis 0,6 und insbesondere 0,43 bis 0,49 betragen kann, während e vorzugsweise 0,8 bis 0,99 und insbeson­ dere 0,85 bis 0,98 betragen kann.

Die Grenzflächenschicht kann eine Sichtdicke haben, die in Abhängigkeit von der Schichtdicke der auf der Grenz­ flächenschicht vorgesehenen Gleichrichterschicht und von den Eigenschaften der Gleichrichterschicht fest­ gelegt werden kann.

Die Schichtdicke der Grenzflächenschicht beträgt geeigneterweise 3,0 nm bis 2 µm, vorzugsweise 4,0 nm bis 1,5 µm und insbesondere 5,0 nm bis 1,5 µm.

Die Gleichrichterschicht besteht aus einem amorphen Silicium, das in einer Matrix von Siliciumatomen, zu der Gruppe III des Periodensystems gehörende Atome (nachstehend als Atome der Gruppe III bezeichnet) oder zu der Gruppe V des Periodensystems gehörende Atome (nachstehend als Atome der Gruppe V bezeichnet) vorzugsweise zusammen mit Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen (X) ent­ hält, [nachstehend als "a-Si(III,V,H,X)" bezeichnet], und ihre Schichtdicke t und der Gehalt C(A) der Atome der Gruppe III oder der Atome der Gruppe V können so festgelegt werden, daß die Aufgabe der Erfindung in wirksamer Weise gelöst wird.

Die Schichtdicke t der Gleichrichterschicht des erfin­ dungsgemäßen, elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials kann vorzugsweise 0,3 bis 5 µm und insbesondere 0,5 bis 2 µm betragen. Der vorstehend erwähnte Gehalt C(A) kann vorzugsweise 1×10² bis 1×10⁵ Atom-ppm und insbesondere 5×10² bis 1×10⁵ Atom-ppm betragen.

Als Atome der Gruppe III, die in der Gleichrichter­ schicht enthalten sind, können B (Bor), Al (Aluminium), Ga (Gallium), In (Indium) und Tl (Thallium) erwähnt werden, wobei B und Ga besonders bevorzugt werden.

Zu den in der Gleichrichterschicht enthaltenen Atomen der Gruppe V können P (Phosphor), As (Arsen), Sb (Antimon) und Bi (Wismut) gehören, wobei P und As besonders bevorzugt werden.

Für die Bildung eine aus a-Si(III,V,H,X) bestehenden Gleichrichterschicht kann ähnlich wie bei der Bildung einer Grenzflächenschicht das Vakuumbedampfungsverfahren unter Anwendung einer Entladungserscheinung, beispiels­ weise das Glimmentladungsverfahren, das Zerstäubungs­ verfahren oder das Ionenplattierverfahren, angewandt werden.

Die grundlegende Verfahrensweise für die Bildung einer aus a-Si(III,V,H,X) bestehenden Gleichrichterschicht nach dem Glimmentladungsverfahren besteht beispielsweise darin, daß ein zur Zuführung der Atome der Gruppe III befähigtes, gasförmiges Ausgangsmaterial oder ein zur Zuführung der Atome der Gruppe V befähigtes, gasförmiges Ausgangsmaterial und gegebenenfalls ein gasförmiges Ausgangsamterial für die Einführung von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen (X) zusammen mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial für die Zuführung von Siliciumatomen in eine Abscheidungskammer, die im Inneren auf einen verminderten Druck gebracht werden kann, eingeleitet werden und daß in der Abschei­ dungskammer eine Glimmentladung angeregt wird, um auf der Oberfläche eines Trägers, der in der Kammer in eine vorbestimmte Lage gebracht wurde, eine aus a-Si(III,V,H,X) bestehende Schicht zu bilden. Wenn die Gleichrichterschicht nach dem Zerstäubungsverfahren gebildet werden soll, kann ein gasförmiges Ausgangs­ material für die Einführung der Atome der Gruppe III oder ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung der Atome der Gruppe V gegebenenfalls zusammen mit zur Einführung von Wasserstoffatomen und/oder Halogen­ atomen dienenden Gasen in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden, wenn die Zerstäubung mit einem aus Si gebildeten Target in einer Atom­ sphäre eines Inertgases wie Ar oder He oder in einer auf diesen Gasen basierenden Gasmischung durchgeführt wird.

Als gasförmige Ausgangsmaterialien, die für die Bildung der Gleichrichterschicht eingesetzt werden können, können außer den Ausgangsmaterialien, die als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Einführung der Atome der Gruppe III und der Atome der Gruppe V einzusetzen sind, Ausgangsmaterialien eingesetzt werden, die nach Wunsch aus den gleichen Ausgangsmaterialien, wie sie für die Bildung der Grenzflächenschicht eingesetzt wurden, ausgewählt wurden.

Für die Einführung der Atome der Gruppe III oder der Atome der Gruppe V in die Struktur der Gleichrichter­ schicht kann das Ausgangsmaterial für die Einführung der Atome der Gruppe III oder das Ausgangsmaterial für die Einführung der Atome der Gruppe V im gasförmigen Zustand zusammen mit anderen Ausgangsmaterialien für die Bildung der Gleichrichterschicht in eine Abschei­ dungskammer eingeleitet werden. Als solche Ausgangs­ materialien für die Einführung der Atome der Gruppe III oder der Atome der Gruppe V können geeigneterweise Substanzen eingesetzt werden, die unter normalen Tempe­ ratur- und Druckbedingungen gasförmig sind oder minde­ stens unter den Schichtbildungsbedingungen leicht vergas­ bar sind.

Beispiele solcher Ausgangsmaterialien für die Einführung der Atome der Gruppe III, insbesondere für die Einführung von Bor, sind Borhydride wie B₂H₆, B₄H₁₀, B₅H₉, B₅H₁₁, B₆H₁₀, B₆H₁₂ und B₆H₁₄ und Borhalogenide wie BF₃, BCl₃ und BBr₃. Außerdem können beispielsweise auch AlCl₃, GaCl₃, Ga(CH₃)₃, InCl₃ oder TlCl₃ als Ausgangsmaterialien für die Einführung von Atomen der Gruppe III eingesetzt werden.

Beispiele der Ausgangsmaterialien für die Einführung der Atome der Gruppe V, insbesondere für die Einführung von Phosphor, sind Phosphorhydride wie PH₃ und P₂H₄ und Phosphorhalogenide wie PH₄J, PF₃, PF₅, PCl₃, PCl₅, PBr₃, PBr₅ und PJ₃. Als wirksame Ausgangsmaterialien für die Einführung der Atome der Gruppe V können außerdem auch beispielsweise AsH₃, AsF₃, AsCl₃, AsBr₃, AsF₅, SbH₃, SbF₃, SbF₅, SbCl₃, SbCl₅, BiH₃, BiCl₃ oder BiBr₃ einge­ setzt werden.

Die Atome der Gruppe III oder die Atome der Gruppe V, die in der Gleich­ richterschicht enthalten sein sollen, um dieser Gleichrichter­ eigenschaften zu verleihen, können vorzugsweise in den Ebenen, die zu der Schichtoberfläche der Gleichrichter­ schicht im wesentlichen parallel sind (d. h. in den Ebenen, die zu der Oberfläche des Trägers parallel sind) und in der Richtung der Schichtdicke im wesent­ lichen gleichmäßig verteilt sein.

Der Gehalt der Atome der Gruppe III und der Atome der Gruppe V, die in die Gleichrichter­ schicht einzuführen sind, kann frei gesteuert werden, indem man die Gasdurchflußgeschwindigkeiten der Ausgangs­ materialien für die Einführung der Atome der Gruppe III und der Atome der Gruppe V, das Verhältnis der Gasdurchflußgeschwindigkeiten, die Entladungsleistung, die Trägertemperatur, den Druck in der Abscheidungskammer und andere Bedingungen steuert.

Als Halogenatome, die, falls erforderlich, in die Gleichrichterschicht eingeführt werden können, werden die vorstehend im Zusammen­ hang mit der Beschreibung der Grenzflächenschicht erwähnten Halogenatome bevorzugt.

Die Bildung einer aus a-Si(H,X) bestehenden ersten, fotoleitfähgien amorphen Siliciumschicht kann nach dem Vakuum­ bedampfungsverfahren unter Anwendung der Entladungser­ scheinung, beispielsweise nach dem Glimmentladungsver­ fahren, dem Zerstäubungsverfahren oder dem Ionenplattier­ verfahren, durchgeführt werden. Die grundlegende Verfah­ rensweise für die Bildung einer aus a-Si(H,X) bestehenden ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht nach dem Glimment­ ladungsverfahren besteht beispielsweise darin, daß ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen (X) zusammen mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial für die Zuführung von Siliciumatomen in eine Abscheidungskammer, die im Inneren auf einen verminderten Druck gebracht werden kann, eingeleitet wird und daß in der Abschei­ dungskammer eine Glimmentladung durchgeführt wird, wodurch auf der Oberfläche einer Gleichrichterschicht, die sich auf einem Träger befindet, der in der Kammer in eine vorbestimmte Lage gebracht wurde, eine aus a-Si(H,X) bestehende Schicht gebildet wird. Wenn die erste, fotoleitfähgie amorphe Siliciumschicht nach dem Zerstäubungs­ verfahren gebildet werden soll, kann in eine zur Zerstäubung dienende Kammer ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen und/oder Halo­ genatomen eingeleitet werden, wenn die Zerstäubung mit einem aus Si gebildeten Target in einer Atmosphäre eines Inertgas wie Ar oder He oder in einer auf diesen Gasen basierenden Gasmischung durchgeführt wird.

Als Halogenatome (X), die falls notwendig, in eine erste, fotoleitfähige amorphen Siliciumschicht eingeführt werden können, werden die Halogenatome bevorzugt, die vorstehend im Zusammenhang mit der Beschreibung der Grenzflächenschicht erwähnt wurden.

Zu dem gasförmigen Ausgangsmaterial, das für die Bildung einer ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht einzusetzen ist, können gasförmige oder vergasbare Siliciumhydride (Silane) wie SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈, Si₄H₁₀ und andere, die im Zusammenhang mit der Beschreibung der Grenzflächenschicht oder der Gleichrichterschicht als wirksame Ausgangsmaterialien erwähnt wurden, gehören. SiH₄ und Si₂H₆ werden im Hinblick auf ihre leichte Handhabung während der Schichtbildung und auf den Wirkungsgrad der Zuführung von Si besonders bevor­ zugt.

Als wirksames, gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Halogenatomen, das für die Bildung einer ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht einzusetzen ist, kann ähnliche wie im Fall der Bildung einer Grenz­ flächenschicht eine Anzahl von Halogenverbindungen, wozu beispielsweise gasförmige oder vergasbare Halogen­ verbindungen wie gasförmige Halogene, Halogenide, Inter­ halogenverbindungen und halogensubstituierte Silanderivate gehören, eingesetzt werden.

Als wirksame Ausgangsmaterialien können des weiteren auch gasförmige oder vergasbare, Halogenatome enthaltende Siliciumverbindungen, die Siliciumatome und Halogenatome (X) enthalten, eingesetzt werden.

Die Menge der Wasserstoffatome oder der Halogenatome oder der Summe der Wasserstoffatome und der Halogenatome, die in der Gleichrichterschicht und der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht enthalten sein soll, beträgt geeigneterweise im allgemeinen 1 bis 40 Atom-% und vorzugsweise 5 bis 30 Atom-%. Zur Steuerung der Menge der Wasserstoff­ atome und/oder der Halogenatome, die in der Gleichrichterschicht oder in der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht enthalten sein soll, können beispielsweise die Trägertemperatur, die Menge des Ausgangsmaterials, das für den Einbau von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen eingesetzt wird, die Entladungsleistung und andere Bedingungen gesteuert werden.

Als verdünnende Gase, die bei der Bildung der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht nach dem Glimmentladungsverfahren einzusetzen sind, oder als Gase für die Zerstäubung während der Bildung der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht nach dem Zerstäubungsverfahren können vorzugsweise Edelgase wie He, Ne oder Ar eingesetzt werden.

Die Schichtdicke der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht kann in Abhängigkeit von den erforderlichen Eigenschaften des hergestellten, elektrofotografischen Aufzeichungsmaterials festgelegt werden, liegt jedoch geeigneterweise im allgemeinen zwischen 1 und 100 µm, vorzugsweise zwischen 1 und 80 µm und insbesondere zwischen 2 und 50 µm.

Wenn in die Gleichrichterschicht Atome der Gruppe V eingebaut werden sollen, sollten die Leitfähigkeitseigenschaften der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht geeigneterweise frei gesteuert werden, indem man in die erste, fotoleitfähige amorphe Siliciumschicht eine von den Atomen der Gruppe V verschiedene, zur Steuerung der Leitfähigkeitseigenschaften dienende Substanz ein­ baut.

Als Beispiele für eine solche Substanz können Fremdstoffe, wie sie auf dem Halbleitergebiet eingesetzt werden, erwähnt werden, vorzugsweise Fremdstoffe vom p-Type, die dazu dienen, dem amorphen Silicium a-Si(H,X), aus dem die erste, fotoleitfähige amorphe Siliciumschicht besteht, Leitfähigkeitseigenschaften vom p-Type zu verleihen, und zwar typischerweise die Atome der Gruppe III, d. h. die zu der Gruppe III des Perioden­ systems gehörenden Atome.

Der Gehalt der in der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht enthaltenen, zur Steuerung der Leitfähigkeitseigenschaften dienenden Substanz kann z. B. im Hinblick auf eine organische Beziehung zu den für die erste, fotoleitfähige amorphe Siliciumschicht erforderlichen Leitfähigkeitseigenschaften und in Abhän­ gigkeit von den Eigenschaften anderer Schichten, die in direkter Berühung mit der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht vorgesehen sind, und den Eigenschaften an der Berührungs- Grenzfläche mit diesen anderen Schichten ausgewählt werden.

Der Gehalt der zur Steuerung der Leitfähigkeitseigen­ schaften in der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht dienenden Substanz beträgt geeignerterweise im allgemeinen 0,001 bis 1000 Atom-ppm, vorzugsweise 0,05 bis 500 Atom-ppm und insbesondere 0,1 bis 200 Atom-ppm.

Die zweite amorphe Siliciumschicht besteht aus einer der vorstehend beschriebenen amorphen Siliciumarten a-SiC, A-SiCH, a-SiCX und a-SiC(H+X).

Die aus einer der vorstehend erwähnten, amorphen Siliciumarten bestehende, zweite amorphe Siliciumschicht kann nach dem Glimmentladungsverfahren, dem Zerstäubungsverfahren, dem Ionenimplantationsverfahren, dem Ionenplattierverfahren, dem Elektronenstrahlverfahren und anderen Verfahren gebildet werden. Diese Herstellungsverfahren können z. B. in Abhängigkeit von verschiedenen Einflußgrößen wie den Fertigungsbedingungen, dem Ausmaß der Belastung durch die Kapitalanlage für Einrichtungen bzw. Anlagen, dem Fertigungsmaßstab und den gewünschten Eigenschaften, die für das herzustellende elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial erforderlich sind, ausgewählt werden. Das Elektronenstrahlverfahren, das Ionenplattierverfahren, das Glimmentladungsverfahren oder das Zerstäubungsverfahren kann vorzugsweise angewandt werden, weil in diesem Fall die Vorteile erzielt werden, daß die Herstellungsbedingungen für die Herstellung von elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien mit erwünschten Eigenschaften vergleichsweise leicht gesteuert werden können und in die herzustellende, zweite amorphe Siliciumschicht zusammen mit Siliciumatomen, Kohlenstoffatome und gegebenenfalls Wasserstoffatome oder Halogenatome auf einfache Weise eingeführt werden können.

Für die Bildung einer aus a-SiC bestehenden, zweiten amorphen Siliciumschicht nach dem Zerstäubungsverfahren wird eine monokristalline Einkristall- oder polykristalline Si-Scheibe oder C-Scheibe oder eine Scheibe, die eine Mischung von Si und C enthält, als Target eingesetzt und einer Zerstäubung in einer Atmosphäre aus verschiedenen Gasen unterzogen.

Wenn als Target sowohl eine Si-Scheibe als auch eine C-Scheibe eingesetzt werden, wird beispielsweise ein Gas für die Zerstäubung wie He, Ne oder Ar in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet, um in der Abscheidungskammer ein Gasplasma zu bilden und eine Zerstäubung unter Verwendung der Si-Scheibe und der C-Scheibe durchzuführen.

Alternativ wird ein aus einer Mischung von Si und C gebildetes, plattenförmiges Target eingesetzt; ein Gas für die Zerstäubung wird in ein Vorrichtungssystem eingeleitet, und die Zerstäubung wird in der Atmosphäre dieses Gases durchgeführt.

Im Fall der Anwendung des Elektronenstrahlverfahrens können in zwei Verdampfungsschiffchen jeweils monokristallines oder polykristallines Silicium hoher Reinheit bzw. hochreiner Graphit hineingebracht werden, und eine Bedampfung mittels Elektronenstrahlen kann gleichzeitig mit diesen Verdampfungsschiffchen unabhängig voneinander durchgeführt werden, oder eine Bedampfung kann alternativ mittels eines einzigen Elektronenstrahls unter Einsatz von Silicium und Graphit, die in das gleiche Verdampfungsschiffchen hineingebracht wurden, durchgeführt werden. In dem an erster Stelle genannten Fall kann das Zusammensetzungsverhältnis der Silicium­ atome zu den Kohlenstoffatomen in der zweiten amorphen Siliciumschicht gesteuert werden, indem man die Beschleu­ nigungsspannung des Elektronenstrahls in bezug auf Silicium und Graphit variiert, während das erwähnte Zusammensetzungsverhältnis in dem an zweiter Stelle genannten Fall dadurch gesteuert werden kann, daß vorher festgelegt wird, in welchen Mengen Silicium und Graphit vermischt werden.

Im Fall der Anwendung des Ionenplattierverfahrens werden verschiedene Gase in einen Bedampfungsbehälter eingelei­ tet, und an eine Spule, die vorher um den Bedampfungsbe­ hälter herumgewickelt wurde, wird ein elektrisches Hochfrequenzfeld angelegt, um in dem Bedampfungsbehälter eine Glimmentladung zu erzeugen, und unter diesen Bedin­ gungen können Si und C unter Anwendung des Elektronen­ strahlverfahrens aufgedampft werden.

Für die Bildung der aus a-SiCH bestehenden, zweiten amorphen Siliciumschicht nach dem Glimmentladungsverfahren können in eine zur Vakuumbedampfung dienende Abschei­ dungskammer, in die ein Träger hineingebracht wurde, gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung von a-SiCH, die gegebenenfalls in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis mit einem verdünnenden Gas vermischt sein können, eingeleitet werden, und in der Abscheidungs­ kammer wird eine Glimmentladung angeregt, um aus den eingeleiteten Gasen ein Gasplasma zu bilden und dadurch auf der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht, die bereits auf dem Träger gebildet wurde, a-SiCH abzuscheiden.

Als wirksame gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung von a-SiCH können die meisten Substanzen eingesetzt werden, die mindestens eine aus Si-, C-und H-Atomen ausgewählte Atomart enthalten und bei denen es sich um gasförmige Substanzen oder um leicht vergasbare Substanzen in vergaster Form handelt.

Wenn ein gasförmiges Ausgangsmaterial, das als eine aus Si-, C- und H-Atomen ausgewählte Atomart Si-Atome enthält, verwendet wird, kann beispielsweise eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-Atome enthält, einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das C-Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das H-Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden, oder es kann auch eine Mischung aus einem gasförmigen Aus­ gangsmaterial, das Si-Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das C- und H-Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Es ist auch möglich, eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-, C- und H-Atome enthält, einzusetzen.

Alternativ ist auch der Einsatz einer Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si- und H-Atome enthält, mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das C-Atome enthält, möglich.

Zu den gasförmigen Ausgangsmaterialien, die in wirksamer Weise für die Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht eingesetzt werden, können gasförmige Siliciumhydride, die Si- und H-Atome enthalten, beispielsweise Silane wie SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ und Si₄H₁₀, und Verbindungen, die C- und H-Atome enthalten, beispielsweise gesättigte Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, ethylenische Kohlen­ wasserstoffe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen und acetylenische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, gehören.

Im einzelnen können beispielsweise als gesättigte Kohlen­ wasserstoffe Methan (CH₄), Ethan (C₂H₆), Propan (C₃H₈), n-Butan (n-C₄H₁₀) und Pentan (C₅H₁₂), als ethylenische Kohlenwasserstoffe Ethylen (C₂H₄), Propylen (C₃H₆), Buten-1 (C₄H₈), Buten-2 (C₄H₈), Isobutylen (C₄H₈) und Penten (C₅H₁₀) und als acetylenische Kohlenwasserstoffe Acetylen (C₂H₂), Methylacetylen (C₃H₄) und Butin (C₄H₆) erwähnt werden. Als gasförmiges Ausgangsmaterial, das Si-, C- und H-Atome enthält, können beispielsweise Alkylsilane wie Si(CH₃)₄ und Si(C₂H₅)₄ erwähnt werden. Zusätzlich zu diesen gasförmigen Ausgangsmaterialien kann als wirksames, gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von H auch H₂ eingesetzt werden.

Für die Bildung der aus a-SiCH bestehenden, zweiten amorphen Siliciumschicht durch Zerstäubung wird eine mono­ kristalline- oder polykristalline Si-Scheibe oder C-Scheibe oder eine Scheibe, in der eine Mischung von Si und C enthalten ist, als Target eingesetzt und in einer Atmospähre aus verschiedenen Gasen einer Zerstäubung unterzogen.

Wenn als Target eine Si-Scheibe eingesetzt wird, wird beispielsweise ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von C und H, das, falls erwünscht, mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein kann, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet, um in der Abscheidungskammer ein Gasplasma zu bilden und eine Zerstäubung unter Verwendung dieser Si-Scheibe durchzuführen.

Alternativ können Si und C als getrennte Targets oder kann ein plattenförmiges, aus einer Mischung von Si und C bestehendes Target eingesetzt werden, und die Zerstäubung wird in einer Gasatmosphäre durchgeführt, die, falls erforderlich, mindestens Wasserstoffatome enthält.

Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von C oder H können auch im Falle der Zerstäubung die Ausgangsmaterialien eingesetzt werden, die im Zusammen­ hang mit der vorstehend beschriebenen Glimmentladung als wirksame, gasförmige Ausgangsmaterialien erwähnt wurden.

Für die Bildung der aus a-SiCX bestehenden, zweiten amorphen Siliciumschicht nach dem Glimmentladungsverfahren können gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung von a-SiCX, die gegebenenfalls in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis mit einem verdünnenden Gas vermischt sein können, in eine zur Vakuumbedampfung dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden, in die ein Träger hineingebracht wurde, und in der Abscheidungskammer wird eine Glimmentladung angeregt, um aus den eingeleiteten Gasen ein Gasplasma zu bilden und dadurch auf der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht, die bereits auf dem Träger gebildet wurde, a-SiCX abzuscheiden.

Als wirksame gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung von a-SiCX können die meisten Substanzen verwendet werden, die mindestens eine aus Si-, C- und X-Atomen ausgewählte Atomart enthalten und bei denen es sich um gasförmige Substanzen oder um leicht vergasbare Substanzen in vergaster Form handelt.

Wenn ein gasförmiges Ausgangsmaterial, das als eine aus Si-, C- und X-Atomen ausgewählte Atomart Si-Atome enthält, verwendet wird, kann beispielsweise eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-Atome enthält, einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das C-Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das X-Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden, oder es kann auch eine Mischung aus einem gasförmigen Aus­ gangsmaterial, das Si-Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das C- und X-Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis einge­ setzt werden. Es ist auch möglich, eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-, C- und X-Atome enthält, einzusetzen.

Alternativ ist auch der Einsatz einer Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si- und X-Atome enthält, mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das C-Atome enthält, möglich.

Bevorzugte Halogenatome (X), die in der zweiten amorphen Siliciumschicht enthalten sein sollen, sind F- und Cl-Atome.

Wenn die zweite amorphe Siliciumschicht des erfindungs­ gemäßen, elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials aus a-SiCX besteht, können in die zweite amorphe Siliciumschicht außerdem auch Wasserstoffatome eingebaut werden. In diesem Fall ist der Einbau von Wasserstoffatomen in die zweite amorphe Siliciumschicht unter dem Gesichts­ punkt der Fertigungskosten vorteilhaft, weil ein Teil der als Ausgangsmaterialien dienenden Gasarten bei der kontinuierlichen Bildung der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht und der zweiten amorphen Siliciumschicht gemeinsam eingesetzt werden kann.

Als gasförmige Ausgangsmaterialien, die in wirksamer Weise zur Bildung der aus a-SiCX oder a-SiC(H+X) bestehenden, zweiten amorphen Siliciumschicht eingesetzt werden, können zusätzlich zu den im Fall von a-SiCH erwähnten, gasförmigen Ausgangsmaterialien Substanzen wie Halogene, Halogenwasser­ stoffe, Interhalogenverbindungen, Siliciumhalogenide und halogensubstituierte Siliciumhydride erwähnt werden.

Im einzelnen können als Halogene gasförmige Halogene wie Fluor, Chlor, Brom und Jod, als Halogenwasserstoffe HF, HJ, HCl und HBr, als Inter­ halogenverbindungen BrF, ClF, ClF₃, ClF₅, BrF₅, BrF₃, JF₇, JF₅, JCl und JBr, als Siliciumhalogenide SiF₄, Si₂F₆, SiCl₄, SiCl₃Br, SiCl₂Br₂, SiClBr₃, SiCl₃J und SiBr₄ und als halogensubstituierte Siliciumhydride SiH₂F₂, SiH₂Cl₂, SiHCl₃, SiH₃Cl, SiH₃Br, SiH₂Br₂ und SiHBr₃ erwähnt werden.

Zusätzlich zu diesen Substanzen können auch halogen­ substituierte paraffinische Kohlenwasserstoffe wie CCl₄, CHF₃, CH₂F₂, CH₃F, CH₃Cl, CH₃Br, CH₃J und C₂H₅Cl, fluorierte Schwefelverbindungen wie SF₄ und SF₆ und halogenhaltige Alkylsilane wie SiCl(CH₃)₃, SiCl₂(CH₃)₂ und SiCl₃CH₃ als wirksame Ausgangsmaterialien eingesetzt werden.

Für die Bildung der aus a-SiCX oder a-SiC(H+X) bestehenden, zweiten amorphen Siliciumschicht nach dem Zerstäubungs­ verfahren wird eine monokristalline- oder polykristalline Si-Scheibe oder C-Scheibe oder eine Scheibe, in der eine Mischung von Si und C enthalten ist, als Target eingesetzt und in einer Atmosphäre aus verschiedenen Gasen, die Halogenatome und gegebenenfalls Wasserstoffatome enthalten, einer Zerstäubung unterzogen.

Wenn eine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, wird beispielsweise ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von C und X, das, falls erwünscht, mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein kann, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet, um in der Abscheidungskammer ein Gasplasma zu bilden und eine Zerstäubung mit der Si-Scheibe durchzuführen.

Alternativ können Si und C als getrennte Targets oder kann ein plattförmiges Target aus einer Mischung von Si und C eingesetzt werden, und die Zerstäubung wird in einer Gasatmosphäre durchgeführt, die minde­ stens Halogenatome enthält. Als gasförmiges Ausgangs­ material für die Einführung von C und X und gegebenen­ falls H können auch im Fall der Zerstäubung die Ausgangs­ materialien eingesetzt werden, die im Zusammenhang mit dem vorstehend beschriebenen Glimmentladungsver­ fahren als wirksame, gasförmige Ausgangsmaterialien, die für die Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht eingesetzt werden, erwähnt wurden.

Die Ausgangsmaterialien für die Bildung der vorstehend beschriebenen, zweiten amorphen Siliciumschicht können nach Wunsch ausgewählt und bei der Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht so eingesetzt werden, daß in der zu bildenden, zweiten amorphen Siliciumschicht Siliciumatome, Kohlenstoffatome und gegebenen­ falls Wasserstoffatome und/oder Halogenatome in einem vorbestimmten Zusammensetzungsverhältnis enthalten sind.

Beispielsweise können Si(CH₃)₄ als Ausgangsmaterial, mit dem auf einfache Weise Siliciumatome, Kohlenstoffatome und Wasserstoffatome eingebaut werden können und eine zweite amorphe Siliciumschicht mit erwünschten Eigenschaften gebildet werden kann, und SiHCl₃, SiCl₄, SiH₂Cl₂ oder SiH₃Cl als Ausgangsmaterial für den Einbau von Halogenatomen in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis vermischt und im gasförmigen Zustand in eine zur Bildung einer zweiten amorphen Siliciumschicht dienende Vorrichtung eingeleitet werden, worauf eine Glimmentladung angeregt wird, wodurch eine aus a-Si _x C_1-x : Cl : H bestehende, zweite amorphe Siliciumschicht gebildet werden kann.

Als verdünnendes Gas, das bei der Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht nach dem Glimmentladungsverfahren oder dem Zerstäubungsver­ fahren einzusetzen ist, können vorzugsweise Edelgase wie He, Ne oder Ar eingesetzt werden.

Das vorstehend erwähnte, amorphe Silicium, das die zweite amorphe Siliciumschicht bildet, kann in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen verschiedene Formen annehmen, deren elektrische Eigenschaften von den Eigenschaften eines Leiters über die Eigenschaften eines Halbleiters bis zu den Eigenschaften eines Isola­ tors und deren Fotoleitfähigkeitseigenschaften von den Eigenschaften einer fotoleitfähgien bis zu den Eigenschaften einer nichtfotoleitfähigen Substanz reichen. Die Herstellungsbedingungen werden infolgedessen in der gewünschten Weise genau ausgewählt, damit das vorstehend erwähnte, amorphe Silicium mit erwünschten, von dem Anwendungszweck abhängigen Eigenschaften gebildet werden kann.

Wenn die zweite amorphe Siliciumschicht beispielsweise hauptsächlich zur Verbesserung der Durchschlagfestig­ keit vorgesehen ist, wird das vorstehend erwähnte, amorphe Silicium so hergestellt, daß es unter den Anwendungsbedingungen ausgeprägte elektrische Isolier­ eigenschaften zeigt.

Wenn die zweite amorphe Siliciumschicht andererseits hauptsächlich zur Verbesserung der Eigenschaften bei der kontinuierlichen, wiederholten Anwendung oder der Eigenschaften bezüglich des Einflusses von Umgebungs­ bedingungen bei der Anwendung vorgesehen ist, kann das Ausmaß der vorstehend erwähnten, elektrischen Isoliereigenschaften in einem bestimmten Ausmaß vermindert werden, und das amorphe Silicium kann in einem bestimmten Ausmaß gegenüber dem Licht, mit dem bestrahlt wird, empfindlich sein.

Bei der Bildung der aus dem vorstehend erwähnten amorphen Silicium bestehenden zweiten amorphen Siliciumschicht auf der Oberfläche der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht ist die Trägertemperatur während der Schichtbildung eine wichtige Einflußgröße, die die Struktur und die Eigen­ schaften der zu bildenden zweiten amorphen Siliciumschicht beeinflußt, und die Trägertemperatur während der Schichtbildung wird geeigneterweise genau gesteuert, damit in der gewünschten Weise eine zweite amorphe Siliciumschicht, die die angestrebten Eigenschaften hat, herge­ stellt werden kann.

Für eine wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung kann die Trägertemperatur bei der Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht geeigneterweise in einem optimalen Temperaturbereich gemäß dem zur Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht angewandten Verfahren gewählt werden. Wenn die zweite amorphe Siliciumschicht aus a-SiC gebildet werden soll, kann die Trägertemperatur vorzugs­ weise 20 bis 300°C und insbesondere 20 bis 250°C betragen. Wenn die zweite amorphe Siliciumschicht aus anderen amorphen Siliciumarten gebildet werden soll, kann die Trägertemperatur vorzugsweise 100 bis 300°C und insbe­ sondere 150 bis 250°C betragen.

Für die Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht kann vorteilhafterweise das Zerstäubungsverfahren, das Glimmentladungsverfahren oder das Elektronenstrahl­ verfahren angewandt werden, weil in diesem Fall eine genaue Steuerung des Zusammensetzungsverhältnisses der die zweite amorphe Siliciumschicht bildenden Atome oder eine Steuerung der Schichtdicke auf relativ einfache Weise im Vergleich mit anderen Verfahren durchgeführt werden kann. Wenn die zweite amorphe Siliciumschicht nach diesen Schichtbil­ dungsverfahren gebildet wird, ist die Entladungsleistung während der Schichtbildung ähnlich wie die vorstehend erwähnte Trägertemperatur einer der wichtigen Einflußgrößen, die die Eigenschaften des herzustellenden, amorphen Siliciums, das vorstehend erwähnt wurde, beeinflussen. Für eine wirksame Herstellung des vorstehend erwähnten, amorphen Siliciums, das die für die Lösung der Aufgabe der Erfindung erforderlichen Eigenschaften hat, mit einer guten Produktivität kann die Entladungsleistung im Fall von a-SiC vorzugsweise 50 W bis 250 W und insbesondere 80 W bis 150 W betragen. Falls für die Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht andere amorphe Siliciumarten angewandt werden, kann die Entladungslei­ stung vorzugsweise 10 bis 300 W und insbesondere 20 bis 200 W betragen.

Bei der Herstellung der zweiten amorphen Siliciumschicht kann der Gasdruck in einer Abscheidungskammer im allgemeinen 0,013 bis 1,3 mbar und vorzugsweise 0,13 bis 0,67 mbar betragen.

Die vorstehend erwähnten, numerischen Bereiche können als bevorzugte numerische Bereiche für die Trägertemperatur und die Entladungsleistung bei der Herstellung der zweiten amorphen Siliciumschicht erwähnt werden. Diese Einflußgrößen für die Schichtbildung sollten jedoch nicht unabhängig voneinander getrennt festgelegt werden, sondern die optimalen Werte der Einflußgrößen für die Schichtbildung werden geeig­ neterweise auf der Grundlage einer organischen Beziehung zueinander festgelegt, damit eine zweite amorphe Siliciumschicht gebildet werden kann, die aus dem vorstehend erwähnten amorphen Silicium mit erwünschten Eigenschaften besteht.

Der Gehalt der Kohlenstoffatome, der Gehalt der Wasser­ stoffatome und der Gehalt der Halogenatome in dem amorphen Silicium, aus dem die zweite amorphe Siliciumschicht des erfindungsgemäßen, elektrofotografischen Aufzeich­ nungsmaterials besteht, sind ähnlich wie die Bedingungen für die Herstellung der zweiten amorphen Siliciumschicht wichtige Einflußgrößen für die Erzielung der gewünschten Eigenschaften, mit denen die Aufgabe der Erfindung gelöst wird.

Der Gehalt der einzelnen Atomarten in dem vorstehend beschriebenen, amorphen Silicium, das die zweite amorphe Siliciumschicht des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials bildet, kann im allgemeinen innerhalb der vorstehend angegebenen Bereiche liegen, jedoch können bessere Ergebnisse erzielt werden, wenn der Gehalt der einzelnen Atomarten innerhalb der nachstehend angegebenen Bereiche liegt:

Im Fall von Si _a C_1-a kann a geeigneterweise 0,4 bis 0,99999, vorzugsweise 0,5 bis 0,99 und insbesondere 0,5 bis 0,9 betragen. Im Fall von (Si _c C_1-b ) _c H_1-c kann b geeigneterweise 0,5 bis 0,99999, vorzugsweise 0,5 bis 0,99 und insbesondere 0,5 bis 0,9 betragen, während c geeigneterweise 0,6 bis 0,99, vorzugsweise 0,65 bis 0,98 und insbesondere 0,7 bis 0,95 betragen kann. Im Fall von (Si _d C_1-d ) _e X_1-e und (Si _f C_1-f ) _g (H+X)_1-g können d und f geeigneterweise 0,53 bis 0,99999, vorzugs­ weise 0,5 bis 0,99 und insbesondere 0,5 bis 0,9 betragen, während e und g geeigneterweise 0,8 bis 0,99, vorzugs­ weise 0,82 bis 0,99 und insbesondere 0,85 bis 0,98 betragen können.

Im Fall von (Si _f C_1-f ) _g (H+X)_1-g kann der auf die Gesamt­ menge bezogene Gehalt der Wasserstoffatome geeigneter­ weise 10 Atom-% oder weniger und vorzugsweise 13 Atom-% oder weniger betragen.

Der Bereich des numerischen Wertes der Schichtdicke der zweiten amorphen Siliciumschicht wird geeigneterweise in Abhängigkeit von der beabsichtigten Zweckbestimmung so festgelegt, daß die Aufgabe der Erfindung in wirksamer Weise gelöst wird.

Es ist auch erforderlich, daß die Schichtdicke der zweiten amorphen Siliciumschicht in geeigneter Weise unter gebührender Berücksichtigung der Beziehungen zu der Schichtdicke der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht sowie anderer organischer Beziehungen zu den für die einzelne Schicht erforderlichen Eigenschaften festgelegt wird. Außerdem werden geeigneterweise auch wirtschaft­ liche Gesichtspunkte wie die Produktivität oder die Möglichkeit einer Massenfertigung berücksichtigt.

Im Rahmen der Erfindung beträgt, die Schichtdicke der zweiten amorphen Siliciumschicht geeigneterweise 0,003 bis 30 µm, vorzugsweise 0,004 bis 20 µm und insbesondere 0,005 bis 10 µm.

Der Träger kann entweder elektrisch leitend oder isolierend sein. Als elektrisch leitendes Trägermaterial können Metalle wie NiCr, nicht­ rostender Stahl, Al, Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt und Pd oder Legierungen davon erwähnt werden.

Als isolierende Träger können üblicherweise Folien oder Platten aus Kunstharzen, wozu Polyester, Polyethylen, Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, Poly­ vinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol und Polyamid gehören, Gläser, keramische Stoffe, Papiere und andere Materialien eingesetzt werden. Diese isolie­ renden Träger werden geeigneterweise an mindestens einer ihrer Oberfläche einer Behandlung unterzogen, durch die sie elektrisch leitend gemacht werden, und andere Schichten werden auf der Seite des Trägers vorge­ sehen, die durch eine solche Behandlung elektrisch leitend gemacht wurde.

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 die Oberfläche einer Kunstharzfolie wie einer Polyesterfolie durch Vakuumaufdampfung, Elektronenstrahl- Abscheidung oder Zerstäubung 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, elektrofotografische Aufzeichnungs­ material 100 beispielsweise für die Anwendung in einem kontinuierlichen, mit hoher Geschwindigkeit durchgeführten Kopierverfahren vorgesehen ist, kann es geeigneterweise in Form eines endlosen Bandes oder eines Zylinders gestaltet werden. Der Träger kann eine Dicke haben, die so festgelegt wird, daß ein gewünschtes elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial gebildet werden kann. Wenn das elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial 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 Berücksichtigung seiner Herstellung und Handhabung sowie seiner mechanischen Festigkeit eine Dicke von 10 µm oder eine größere Dicke.

Fig. 2 zeigt die zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen, elektrofotografischen Aufzeichnungs­ materials.

Das in Fig. 2 gezeigte, elektrofotografische Aufzeichnungs­ material 200 unterscheidet sich in der Hinsicht von dem in Fig. 1 gezeigten, elektrofotografischen Aufzeichnungs­ material 100, daß zwischen der Gleichrichterschicht 203 und der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht 205 eine obere Grenzflächenschicht 204 angeordnet ist.

Das elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial 200 weist demnach einen Träger 201 und eine untere Grenzflächenschicht 202, eine Gleichrichterschicht 203, eine obere Grenz­ flächenschicht 204, eine erste, fotoleitfähige amorphe Siliciumschicht 205 und eine zweite amorphe Siliciumschicht 206, die nach­ einander auf den Träger 201 laminiert sind, auf, wobei die zweite amorphe Siliciumschicht 206 eine freie Oberfläche 207 hat. Die obere Grenzflächenschicht 204 hat die Funktion, die Haftung zwischen der Gleichrichterschicht 203 und der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht 205 zu verstärken und dadurch den elektrischen Kontakt an der Grenz­ fläche der beiden Schichten gleichmäßig zu machen, während sie gleichzeitig der Gleichrichterschicht 203 eine feste Schichtqualität verleiht, indem sie direkt auf der Gleichrichterschicht 203 ausgebildet wird.

Die untere Grenzflächenschicht 202 und die obere Grenz­ flächenschicht 204 des in Fig. 2 gezeigten, elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials 200 bestehen aus dem gleichen amorphen Silicium wie die am Aufbau des in Fig. 1 gezeigten, elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials 100 beteiligte Grenzflächenschicht 102 und können nach dem gleichen Herstellungsverfahren unter den gleichen Bedingungen gebildet werden, so daß diesen Grenzflächenschichten ähnliche Eigenschaften verliehen werden können. Auch die Gleichrichterschicht 203, die erste, fotoleitfähige amorphe Siliciumschicht 205 und die zweite amorphe Siliciumschicht 206 haben die gleichen Eigenschaften und die gleichen Funktionen wie die Gleichrichterschicht 103, die erste, fotoleitfähige amorphe Siliciumschicht 104 bzw. die zweite amorphe Siliciumschicht 105 und können nach dem gleichen Schichtbildungsverfahren unter den gleichen Bedingungen wie im Fall des in Fig. 1 gezeigten, elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials 100 gebildet werden.

Als nächstes wird das Verfahren zur Herstellung des nach dem Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren gebildeten, elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials unter Bezug­ nahme auf Fig. 3 erläutert.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung für die Herstellung eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials.

In den Gasbomben 302 bis 306 sind luftdicht abgeschlossene, gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung der einzelnen Schichten des erfindungsgemäßen Aufzeich­ nungsmaterials enthalten. Zum Beispiel ist 302 eine Bombe, die mit He verdünntes SiH₄-Gas (Reinheit: 99,999%; nachstehend als SiH₄/He bezeichnet) enthält, ist 303 eine Bombe, die mit He verdünntes B₂H₆-Gas (Reinheit: 99,999%; nachstehend als B₂H₆/He bezeichnet) enthält, ist 304 eine Bombe, die N₂-Gas (Reinheit: 99,99%) oder NH₃-Gas (Reinheit: 99,99%) enthält, ist 305 eine Bombe, die Ar-Gas enthält, und ist 306 eine Bombe, die mit He verdünntes SiF₄-Gas (Reinheit: 99,999%; nachstehend als SiF₄/He bezeichnet) enthält.

Um diese Gase in eine Reaktionskammer 301 hineinströmen zu lassen, wird zuerst ein Hauptventil 334 geöffnet, um die Reaktionskammer 301 und die Gas-Rohrleitungen zu evakuieren, nachdem bestätigt wurde, daß die Ventile 322 bis 326 der Gasbomben 302 bis 306 und ein Belüftungs­ ventil 335 geschlossen und die Einströmventile 312 bis 316, die Ausströmventile 317 bis 321 und das Hilfsventil 332 geöffnet sind.

Als nächster Schritt werden das Hilfsventil 332, die Einströmventile 312 bis 316 und die Ausströmventile 317 bis 321 geschlossen, wenn der an einer Vakuummeß­ vorrichtung 336 abgelesene Druck 6,7 nbar erreicht hat.

Dann werden die Ventile der Gas-Rohrleitungen, die mit den Bomben der in die Reaktionskammer einzuleitenden Gase verbunden sind, zur Einleitung der gewünschten Gase in die Reaktionskammer 301 in der festgelegten Weise betätigt.

Nachstehend wird ein Beispiel des Verfahrens zur Herstellung eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials mit dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau kurz beschrieben.

Um auf einem Träger 337 zuerst eine Grenzflächenschicht nach dem Zerstäubungsverfahren zu bilden, wird zuerst eine Blende 342 geöffnet. Alle Gaszuführungsventile werden einmal geschlossen, und die Reaktionskammer 301 wird durch vollständige Öffnung des Hauptventils 334 evakuiert. Auf der Elektrode 341, an die eine Hoch­ spannung angelegt werden kann, sind eine hochreine Silicium-Scheibe 342-1 und eine hochreine Siliciumnitrid- Scheibe 342-2 mit einem gewünschten Zerstäubungsflächen­ verhältnis als Targets vorgesehen.

Ar-Gas aus der Bombe 305 und, falls notwendig, N₂-Gas aus der Gasbombe 304 werden durch Betätigung der be­ treffenden Ventile in die Reaktionskammer 301 einge­ leitet, und die Öffnung des Hauptventils 334 wird so eingestellt, daß der Innendruck in der Reaktionskammer 301 0,067 bis 1,3 mbar erreicht. Die Hochspannungs- Stromquelle 340 wird eingeschaltet, um gleichzeitig eine Zerstäubung der Silicium-Scheibe 342-1 und der Siliciumnitrid-Scheibe 342-2 durchzuführen, wodurch auf dem Träger 337 eine Grenzflächenschicht, die aus einem Stickstoffatome enthaltenden, armorphen Silicium besteht, gebildet werden kann.

Der Gehalt der Stickstoffatome in der Grenzflächen­ schicht kann in der gewünschten Weise gesteuert werden, indem das Zerstäubungsflächenverhältnis der Silicium- Scheibe zu der Siliciumnitrid-Scheibe gesteuert wird oder indem im Fall der Einleitung von N₂-Gas oder NH₃- Gas die Durchflußgeschwindigkeit des N₂-Gases oder des NH₃-Gases reguliert wird. Der Gehalt der Stickstoff­ atome in der Grenzflächenschicht kann auch gesteuert werden, indem während der Bildung des Targets das Mischungsverhältnis des Siliciumpulvers zu dem Si₃N₄- Pulver variiert wird.

Während des Verfahrens zur Bildung der Grenzflächenschicht wird der Träger 337 durch eine Heizvorrichtung 338 auf eine gewünschte Temperatur erhitzt.

Auf einer Grenzflächenschicht kann eine Gleichrichterschicht beispielsweise gemäß dem nachstehend beschriebenen Verfahren hergestellt werden.

Nachdem die Bildung einer Grenzflächenschicht beendet ist, wird die Stromquelle 340 zur Unterbrechung der Entladung abgeschaltet, und in dem ganzen System werden die Ventile der zur Einleitung der Gase in die Vorrichtung dienenden Rohrleitungen einmal geschlossen, um die in der Reaktionskammer 301 verbliebenen Gase aus der Reaktionskammer 301 abzuziehen und dadurch die Kammer bis zur Erzielung eines vorbestimmten Vakuums zu evakuieren.

Dann werden bei geschlossener Blende 342 die Ventile 322 und 323 für SiH₄/He-Gas aus der Gasbombe 302 bzw. für B₂H₆/He-Gas aus der Gasbombe 303 geöffnet, wobei die an den Auslaßmanometern 327 und 328 abgelesenen Drücke jeweils auf einen Wert von 0,98 bar eingestellt werden. Dann werden die Einströmventile 312 und 313 allmählich geöffnet, um die Gase in die Durchflußreguliervorrichtung 307 bzw. 308 hineinströmen zu lassen. Anschließend werden die einzelnen Gase durch allmähliche Öffnung der Ausströmventile 317 und 318 und des Hilfsventils 332 in die Reaktionskammer 301 hineinströmen gelassen. Dabei werden die Ausströmventile 317 und 318 so eingestellt, daß das Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeit des SiH₄/He-Gases zu der Durchflußgeschwindigkeit des B₂H₆/He-Gases einen gewünschten Wert erreicht, und auch die Öffnung des Hauptventils 334 wird unter Beobachtung des an der Vakuummeßvorrichtung 336 abgelesenen Wertes so eingestellt, daß der Druck in der Reaktionskammer einen gewünschten Wert erreicht.

Nachdem bestätigt ist, daß die Temperatur des Trägers 337 durch die Heizvorrichtung 338 auf einen innerhalb des Bereichs von 50 bis 400°C liegenden Wert eingestellt wurde, wird die Leistung aus der Stromquelle 340 auf einen gewünschten Wert eingestellt, um in der Reaktionskammer eine Glimmentladung anzuregen und dadurch auf der Grenzflächenschicht eine Gleichrichterschicht mit einer gewünschten Schichtdicke zu bilden.

Eine erste, fotoleitfähige amorphe Siliciumschicht, die auf der in der vorstehend beschriebenen Weise gebildeten Gleichrichterschicht vorzusehen ist, kann nach dem gleichen Verfahren, wie es im Fall der vorstehend erwähnten Gleichrichterschicht beschrieben wurde, beispielsweise unter Verwendung von SiH₄/He-Gas, das in die Bombe 302 eingefüllt ist, gebildet werden.

Als gasförmiges Ausgangsmaterial, das für die Bildung einer ersten fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht einzusetzen ist, kann außer SiH₄/He-Gas zur Verbesserung der Schichtbildungsgeschwindigkeit in besonders wirksamer Weise Si₂H₆/He-Gas eingesetzt werden.

Falls in die erste fotoleitfähige amorphe Siliciumschicht Halogenatome eingebaut werden sollen, kann zu den vorstehend erwähnten Gasen vor der Einleitung in die Reaktionskammer 301 zusätzlich beispielsweise SiF₄/He-Gas zugegeben werden.

Auf einer ersten fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht kann eine zweite amorphe Siliciumschicht beispielsweise nach dem folgenden Verfahren gebildet werden. Zuerst wird die Blende 342 geöffnet. Alle Gaszuführungsventile werden einmal ge­ schlossen, und die Reaktionskammer 301 wird durch voll­ ständige Öffnung des Hauptventils 334 evakuiert.

Auf der Elektrode 341, an die eine Hochspannung angelegt werden kann, werden eine Silicium-Scheibe 342-1 hoher Reinheit und eine Graphit-Scheibe 342-2 hoher Reinheit mit einem gewünschten Zerstäubungsflächenverhältnis als Targets vorgesehen. Ar-Gas aus der Bombe 305 wird in die Reaktionskammer 301 eingeleitet, und die Öffnung des Hauptventils 334 wird so eingestellt, daß der Innen­ druck in der Reaktionskammer 0,067 bis 1,3 mbar erreicht. Die Hochspannungs-Stromquelle 340 wird eingeschaltet, um mit den Targets eine Zerstäubung durchzuführen, wodurch auf der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht eine zweite amorphe Siliciumschicht gebildet werden kann.

Der Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten amorphen Siliciumschicht kann in der gewünschten Weise gesteuert werden, indem das Zerstäubungsflächenverhältnis der Silicium-Scheibe zu der Graphit-Scheibe oder das Mischungsverhältnis des Siliciumpulvers zu dem Graphit­ pulver während der Bildung des Targets gesteuert wird.

Das erfindungsgemäße, elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial, das so gestaltet ist, daß es den vorstehend be­ schriebenen Schichtaufbau hat, kann alle Probleme, die vorstehend beschrieben wurden, lösen und zeigt hervorragende elektrische, optische und Fotoleitfähig­ keitseigenschaften, eine sehr gute Durchschlagsfestigkeit und gute Eigenschaften in bezug auf den Einfluß von Umgebungsbedingungen bei der Anwendung.

Besonders im Fall der Anwendung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials als elektrofotografisches Bilderzeugungsmaterial wird die Bilderzeugung in keiner Weise durch Restpotentiale beeinflußt, sind die elektrischen Eigenschaften stabil, die Empfindlich­ keit, das S/N-Verhältnis und die Beständigkeit gegenüber der Licht-Ermüdung hoch und die Eigenschaft bei der wiederholten Anwendung hervorragend und können in stabiler Weise wiederholt sichtbare Bilder mit einer hohen Qualität, die eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und eine hohe Auflösung haben, erhalten werden.

Außerdem weist das erfindungsgemäße, elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial auf dem Träger gebildete, amorphe Siliciumschichten auf, die selbst fest sind und eine hervorragende Haftung an dem Träger zeigen, wodurch über eine lange Zeit eine wiederholte, kontinuierliche Anwendung mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird.

Beispiel 1

Mittels der in Fig. 3 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden unter den folgenden Bedingungen auf einem Träger aus Aluminium-Schichten gebildet.

Tabelle I

Das auf diese Weise erhaltene elektrofotografische Aufzeichungs­ material wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung hineingebracht, 0,2 s lang einer Koronaladung mit +5 kV unterzogen und unmittelbar danach mit einem Lichtbild bestrahlt. Als Lichtquelle wurde eine Wolfram­ lampe verwendet, und die Bestrahlung wurde mit 1,0 lx · s unter Anwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte durchgeführt.

Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials auftreffen gelassen, wodurch auf dieser Oberfläche ein gutes Toner­ bild erhalten wurde.

Das auf diese Weise erhaltene Tonerbild wurde einmal mit einem Kautschukrakel gereinigt. Dann wurden die vorstehend beschriebenen Bilderzeugungs- und Reinigungs­ schritte wiederholt. Auch nach 150 000maliger oder öfterer Wiederholung dieser Schritte kam keine Ablösung der Schichten von dem Träger vor und wurde keine Verschlechterung der Bilder beobachtet.

Beispiel 2

Mittels der in Fig. 3 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden unter den folgenden Bedingungen Schichten auf einem Träger aus Aluminium gebildet.

Tabelle II

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1.

Das auf diese Weise erhaltene elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung hineingebracht, 0,2 s lang einer Koranaladung mit +5 kV unterzogen und unmittelbar danach mit einem Lichtbild bestrahlt. Als Lichtquelle wurde eine Wolfram­ lampe verwendet, und die Bestrahlung wurde mit 1,0 lx · s unter Anwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte durchgeführt.

Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials auftreffen gelassen, wodurch auf dieser Oberfläche ein gutes Toner­ bild erhalten wurde.

Das auf diese Weise erhaltene Tonerbild wurde einmal mit einem Kautschukrakel gereinigt, und dann wurden die vorstehend erwähnten Bilderzeugungs- und Reinigungs­ schritte wiederholt. Auch nach 100 000maliger oder öfterer Wiederholung dieser Schritte wurde keine Ver­ schlechterung der Bilder beobachtet.

Beispiel 3

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial wurde nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten amorphen Siliciumschicht verändert wurde, indem das Flächenverhältnis der Silicium-Scheibe zu dem Graphit während der Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht verändert wurde. Bei dem auf diese Weise erhaltenen Aufzeichnungs­ material wurde nach 50 000maliger Wiederholung der Bilder­ zeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsschritte eine Bewertung der Bildqualität durchgeführt, wobei die in Tabelle III gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle III

Beispiel 4

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch die Schichtdicke der zweiten amorphen Siliciumschicht variiert wurde. Bei Wiederholung der in Beispiel 1 beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reini­ gungsschritte wurden die folgenden Ergebnisse erhalten.
Dicke der zweiten amorphenErgebnis Siliciumschicht (µm)

0,001Neigung zum Auftreten von fehlerhaften Bildern 0,02Keine fehlerhaften Bilder während 20 000 Wiederholungen 0,05Stabil während 50 000 oder mehr Wiederholungen 1Stabil während 200 000 oder mehr Wiederholungen

Beispiel 5

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial wurde nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch die Schichtbildungsverfahren mit Ausnahme des Verfahrens zur Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht in der in Tabelle V gezeigten Weise abgeändert wurden. Eine Bewertung wurde ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle V

Beispiel 6

Mittels der in Fig. 3 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden unter den folgenden Bedingungen Schichten auf einem Träger aus Aluminium gebildet.

Tabelle VI

Das auf diese Weise erhaltene elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial wurde in eine Kopiervorrichtung hineingebracht, 0,2 s lang einer Koronaladung mit +5 kV unterzogen und mit einem Lichtbild bestrahlt. Als Lichtquelle wurde eine Wolframlampe mit 1,0 lx · s verwendet. Das erhaltene Ladungsbild wurde mit einem negativ geladenen Entwickler, der Toner und Tonträger enthielt, entwickelt und auf ein gewöhnliches bzw. unbeschichtetes Papier übertragen. Es wurde festgestellt, daß das übertragene Bild sehr gut war. Vor dem nächsten Kopierzyklus wurde das elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial zur Entfernung von nicht übertragenem Toner, der darauf zurückgeblieben war, mit einem Kautschukrakel gereinigt. Nach 150 000maliger oder öfterer Wiederholung dieser Bilderzeugungs- und Reini­ gungsschritte trat keine Ablösung der Schichten von dem Träger auf und wurde keine Verschlechterung der Bilder beobachtet.

Beispiel 7

Mittels der in Fig. 3 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden unter den nachstehend gezeigten Bedingungen Schichten auf einem Träger aus Aluminium gebildet.

Tabelle VII

Beispiel 8

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial wurde nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 6 hergestellt, wobei jedoch das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten amorphen Siliciumschicht variiert wurde, indem das Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeit des SiH₄-Gases zu der Durchfluß­ geschwindigkeit des C₂H₄-Gases während der Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht variiert wurde. Bei dem auf diese Weise erhaltenen Aufzeichnungsmaterial wurde nach 50 000maliger Wiederholung der Schritte des in Beispiel 6 beschriebenen Verfahrens bis zur Übertragung eine Bewertung der Bildqualität durchgeführt, wobei die in Tabelle VIII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle VIII

Beispiel 9

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 6 hergestellt, wobei jedoch die Schichtdicke der zweiten amorphen Siliciumschicht in der in Tabelle IX gezeigten Weise variiert wurde. Die Ergebnisse der Bewertung der Bildqualität werden ebenfalls in Tabelle IX gezeigt.
Dicke der zweiten amorphenErgebnis Siliciumschicht (µm)

0,001Neigung zum Auftreten von fehlerhaften Bildern 0,02Keine fehlerhaften Bilder während 20 000 Wiederholungen 0,05Keine fehlerhaften Bilder während 50 000 Wiederholungen 2Stabil während 200 000 oder mehr Wiederholungen

Beispiel 10

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 6 hergestellt, wobei jedoch die Schichtbildungsverfahren mit Ausnahme des Verfahrens zur Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht in der in Tabelle X gezeigten Weise abgeändert wurden, und eine Bewertung wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 6 durchgeführt, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle X

Beispiel 11

Mittels der in Fig. 3 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden unter den folgenden Bedingungen Schichten auf einem Träger aus Aluminium gebildet.

Tabelle XI

Das auf diese Weise erhaltene elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung hineingebracht, 0,2 s lang einer Koronaladung mit +5 kV unterzogen und unmittelbar danach mit einem Lichtbild belichtet. Als Lichtquelle wurde eine Wolfram­ lampe verwendet, und die Bestrahlung wurde mit 1,0 lx · s unter Anwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte durchgeführt.

Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials auftreffen gelassen, wobei auf dieser Oberfläche ein gutes Tonerbild erhalten wurde.

Das auf diese Weise erhaltene Tonerbild wurde einmal mit einer Kautschukrakel gereinigt. Die vorstehend beschriebenen Bilderzeugungs- und Reinigungsschritte wurden wiederholt. Auch nach 150 000maliger oder öfterer Wiederholung dieser Schritte wurde keine Verschlechterung der Bilder beobachtet.

Beispiel 12

Mittels der in Fig. 3 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden unter den folgenden Bedingungen Schichten auf einem Träger aus Aluminium gebildet.

Tabelle XII

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 11.

Das auf diese Weise erhaltene elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung hineingebracht, 0,2 s lang einer Koronaladung mit +5 kV unterzogen und unmittelbar danach mit einem Lichtbild bestrahlt. Als Lichtquelle wurde eine Wolfram­ lampe verwendet, und die Bestrahlung wurde mit 1,0 lx · s unter Anwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte durchgeführt.

Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler, der Toner und Tonträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials auftreffen gelassen, wobei auf dieser Oberfläche ein gutes Tonerbild erzeugt wurde.

Das auf diese Weise erhaltene Tonerbild wurde einmal mit einer Kautschukrakel gereinigt, und die vorstehend beschriebenen Bilderzeugungs- und Reinigungsschritte wurden wiederholt. Auch nach 100 000maliger oder öfterer Wiederholung dieser Schritte wurde keine Verschlechte­ rung der Bilder beobachtet.

Beispiel 13

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial wurde nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 11 hergestellt, wobei jedoch das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten amorphen Siliciumschicht variiert wurde, indem das Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeit von SiH₄-Gas : SiF₄-Gas : C₂H₄-Gas während der Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht variiert wurde. Bei dem auf diese Weise erhaltenen Aufzeichnungsmaterial wurde nach 50 000maliger Wieder­ holung der gleichen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsschritte, wie sie in Beispiel 11 beschrieben wurden, eine Bewertung der Bildqualität durchgeführt, wobei die in Tabelle XIII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle XIII

Beispiel 14

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 11 hergestellt, wobei jedoch die Schichtdicke der zweiten amorphen Siliciumschicht variiert wurde. Bei der Wiederholung der in Beispiel 11 beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsschritte wurden die folgenden Ergebnisse erhalten.
Dicke der zweiten amorphenErgebnis Siliciumschicht (µm)

0,001Neigung zum Auftreten von fehlerhaften Bildern 0,02Keine fehlerhaften Bilder während 20 000 Wiederholungen 0,05Stabil während 50 000 oder mehr Wiederholungen 1Stabil während 200 000 oder mehr Wiederholungen

Beispiel 15

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 11 hergestellt, wobei jedoch die Schichtbildungsverfahren mit Ausnahme des Verfahrens zur Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht in der in Tabelle XV gezeigten Weise abgeändert wurden, und die Bewertung der Bildqualität wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 11 durchgeführt, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle XV

Beispiel 16

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 11 hergestellt, wobei jedoch die Schichtbildungsverfahren mit Ausnahme des Verfahrens zur Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht in der in Tabelle XVI gezeigten Weise abgeändert wurden, und eine Bewertung der Bildqualität wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 11 beschrieben durchgeführt, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle XVI

Beispiel 17

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 13 hergestellt, wobei jedoch die zweite amorphe Siliciumschicht durch Zerstäubung unter den nachstehend gezeigten Bedingungen gebildet wurde, und es wurde eine ähnliche Bewertung der Bildqualität wie in Beispiel 13 durchgeführt, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle XVII

Beispiel 18

Mittels der in Fig. 3 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden unter den in Tabelle XVIII gezeigten Bedingungen Schichten auf einem Träger aus Aluminium gebildet.

Tabelle XVIII

Das auf diese Weise erhaltene elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung hineingebracht, 0,2 s lang einer Koronaladung mit -5 kV unterzogen und unmittelbar danach mit einem Lichtbild bestrahlt. Als Lichtquelle wurde eine Wolfram­ lampe verwendet, und die Bestrahlung wurde mit 1,0 lx · s unter Anwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte durchgeführt.

Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler, der Toner und Tronerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials auf­ treffen gelassen, wobei auf dieser Oberfläche ein gutes Tonerbild erzeugt wurde.

Das auf diese Weise erhaltene Tonerbild wurde 1mal mit einer Kautschukrakel gereinigt, und die vorstehend beschriebenen Bilderzeugungs- und Reinigungsschritte wurden wiederholt. Auch nach 150 000maliger oder öfterer Wiederholung dieser Schritte trat keine Ablösung der Schichten von dem Träger auf und wurde keine Ver­ schlechterung der Bilder beobachtet.

Beispiel 19

Mittels der in Fig. 3 gezeigten Herstellungvorrichtung wurden unter den folgenden Bedingungen Schichten auf einem Träger aus Aluminium gebildet.

Tabelle XIX

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 18.

Das auf diese Weise erhaltene elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung hineingebracht, 0,2 s lang einer Koronaladung mit -5 kV unterzogen und unmittelbar danach mit einem Lichtbild bestrahlt. Als Lichtquelle wurde eine Wolfram­ lampe verwendet, und die Bestrahlung wurde mit 1,0 lx · s unter Anwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte durchgeführt.

Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials auftreffen gelassen, wobei auf dieser Oberfläche ein gutes Tonerbild erhalten wurde.

Das auf diese Weise erhaltene Tonerbild wurde einmal mit einer Kautschukrakel gereinigt, und die vorstehend beschriebenen Bilderzeugungs- und Reinigungsschritte wurden wiederholt. Auch nach 100 000maliger oder öfterer Wiederholung dieser Schritte wurde keine Verschlechte­ rung der Bilder beobachtet.

Beispiel 20

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 18 hergestellt, wobei jedoch das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten amorphen Siliciumschicht variiert wurde, indem das Flächenverhältnis der Silicium-Scheibe zu dem Graphit während der Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht variiert wurde. Bei den auf diese Weise erhaltenen Aufzeichnungsmate­ rialien wur 13906 00070 552 001000280000000200012000285911379500040 0002003305091 00004 13787de nach 50 000maliger Wiederholung der gleichen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungs­ schritte, wie sie in Beispiel 18 beschrieben wurden, eine Bewertung der Bildqualität durchgeführt, wobei die in Tabelle XX gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle XX

Beispiel 21

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 18 hergestellt, wobei jedoch die Schichtdicke der zweiten amorphen Siliciumschicht variiert wurde. Bei der Wiederholung der in Beispiel 18 beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsschritte wurden die in Tabelle XXI gezeigten Ergebnisse erhalten.
Dicke der zweiten amorphenErgebnis Siliciumschicht (µm)

0,001Neigung zum Auftreten von fehlerhaften Bildern 0,02Keine fehlerhaften Bilder während 20 000 Wiederholungen 0,05Stabil während 50 000 oder mehr Wiederholungen 1Stabil während 200 000 oder mehr Wiederholungen

Beispiel 22

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 18 hergestellt, wobei jedoch die Schichtbildungsverfahren mit Ausnahme des Verfahrens zur Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht in der in Tabelle XXII gezeigten Weise abgeändert wurden, und eine Bewertung der Bildqualität wurde ähnlich wie in Beispiel 18 durchgeführt, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle XXII

Beispiel 23

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien wurden nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in den Beispielen 18, 19 und 22 hergestellt, wobei jedoch die ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschichten in den einzelnen Beispielen unter den in Tabelle XXIII gezeigten Bedingungen gebildet wurden, und eine Bewertung der Bildqualität, die ähnlich wie in den Beispielen 18, 19 und 22 durchgeführt wurde, erbrachte gute Ergebnisse.

Tabelle XXIII

Beispiel 24

Mittels der in Fig. 3 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden unter den in Tabelle XXIV gezeigten Bedingungen Schichten auf einem Träger aus Aluminium gebildet.

Tabelle XXIV

Das auf diese Weise erhaltene elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial wurde in eine Kopiervorrichtung hineingebracht, 0,2 s lang einer Koronaladung mit -5 kV unterzogen und mit einem Lichtbild bestrahlt. Als Lichtquelle wurde eine Wolframlampe mit 1,0 lx · s verwendet. Das erhaltene Ladungsbild wurde mit einem positiv geladenen Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, entwickelt und auf ein gewöhnliches bzw. unbeschichtetes Papier übertragen. Es wurde festgestellt, daß das übertragene Bild sehr gut war. Vor der Durch­ führung des nächsten Kopierzyklus wurde das elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial zur Entfernung von nicht übertragenem Toner, der darauf zurückge­ blieben war, mit einer Kautschukrakel gereinigt. Nach 150 000maliger öfterer Wiederholung dieser Bilder­ zeugungs- und Reinigungsschritte trat keine Ablösung der Schichten von dem Träger auf und wurde keine Verschlechterung der Bilder beobachtet.

Beispiel 25

Mittels der in Fig. 3 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden unter den in Tabelle XXV gezeigten Bedingungen Schichten auf einem Träger aus Aluminium gebildet. Bei dem auf diese Weise erhaltenen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial wurde die Bewertung der Bildqualität ähnlich wie in Beispiel 24 durchgeführt, wobei etwa die gleichen Ergeb­ nisse erhalten wurden.

Tabelle XXV

Beispiel 26

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial wurde nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 24 hergestellt, wobei jedoch das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten amorphen Siliciumschicht variiert wurde, indem das Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeit des SiH₄-Gases zu der Durch­ flußgeschwindigkeit des C₂H₄-Gases während der Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht variiert wurde. Bei dem auf diese Weise erhaltenen Aufzeichnungsmaterial wurde nach 50 000maliger Wiederholung der nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 24 durchgeführten Schritte bis zur Übertragung eine Bewertung der Bild­ qualität durchgeführt, wobei die in Tabelle XXVI gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle XXVI

Beispiel 27

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 24 hergestellt, wobei jedoch die Schichtdicke der zweiten amorphen Siliciumschicht in der in Tabelle XXVII gezeigten Weise variiert wurde. Die Ergebnisse der Bewertung der Bildqualität werden ebenfalls in Tabelle XXVII gezeigt.
Dicke der zweiten amorphenErgebnis Siliciumschicht (µm)

0,001Neigung zum Auftreten von fehlerhaften Bildern 0,02Keine fehlerhaften Bilder während 20 000 Wiederholungen 0,05Stabil während 50 000 oder mehr Wiederholungen 1Stabil während 200 000 oder mehr Wiederholungen

Beispiel 28

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 24 hergestellt, wobei jedoch die Schichtbildungsverfahren mit Ausnahme des Verfahrens zur Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht in der in Tabelle XXVIII gezeigten Weise abgeändert wurden, und eine Bewertung der Bildqualität wurde ähnlich wie in Beispiel 24 durchgeführt, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle XXVIII

Beispiel 29

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien wurden nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in den Beispielen 24, 25 und 28 hergestellt, wobei jedoch die ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschichten in den einzelnen Beispielen unter den in Tabelle XXIX gezeigten Bedingungen gebildet wurden, und die Bewertung der Bildqualität wurde ähnlich wie in den Beispielen 24, 25 und 28 durchgeführt, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle XXIX

Beispiel 30

Mittels der in Fig. 3 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden unter den in Tabelle XXX gezeigten Bedingungen Schichten auf einem Träger aus Aluminium gebildet.

Das auf diese Weise erhaltene elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung hineingebracht, 0,2 s lang einer Koronaladung mit -5 kV unterzogen und unmittelbar danach mit einem Lichtbild bestrahlt. Als Lichtquelle wurde eine Wolfram­ lampe verwendet, und die Bestrahlung wurde mit 1,0 lx · s unter Anwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte durchgeführt.

Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials auftreffen gelassen, wobei auf dieser Oberfläche ein gutes Toner­ bild erzeugt wurde.

Das auf diese Weise erhaltene Tonerbild wurde einmal mit einer Kautschukrakel gereinigt, und die vorstehend beschriebenen Bilderzeugungs- und Reinigungsschritte wurden wiederholt. Auch nach 150 000maliger oder öfterer Wiederholung dieser Schritte wurde keine Verschlechterung der Bilder beobachtet.

Tabelle XXX

Beispiel 31

Mittels der in Fig. 3 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden unter den in Tabelle XXXI gezeigten Bedingungen Schichten auf einem Träger aus Aluminium gebildet.

Tabelle XXXI

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 30.

Das auf diese Weise erhaltene elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung hineingebracht, 0,2 s lang einer Koronaladung mit -5 kV unterzogen und unmittelbar danach mit einem Lichtbild bestrahlt. Als Lichtquelle wurde eine Wolfram­ lampe verwendet, und die Bestrahlung wurde mit 1,0 lx · s unter Anwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte durchgeführt.

Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials auftreffen gelassen, wobei auf dieser Oberfläche ein gutes Toner­ bild erhalten wurde.

Das auf diese Weise erhaltene Tonerbild wurde einmal mit einer Kautschukrakel gereinigt, und die vorstehend beschriebenen Bilderzeugungs- und Reinigungsschritte wurden wiederholt. Auch nach 100 000maliger oder öfterer Wiederholung dieser Schritte wurde keine Verschlechte­ rung der Bilder beobachtet.

Beispiel 32

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 30 hergestellt, wobei jedoch das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten amorphen Siliciumschicht variiert wurde, indem das Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeiten von SiH₄-Gas : SiF₄-Gas : C₂H₄-Gas während der Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht variiert wurde. Bei den auf diese Weise erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien wurde nach 50 000maliger Wieder­ holung der in Beispiel 30 beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsschritte eine Bewertung der Bildqualität durchgeführt, wobei die in Tabelle XXXII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle XXXII

Beispiel 33

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien wurden nach genau dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 30 hergestellt, wobei jedoch die Schichtdicke der zweiten amorphen Siliciumschicht in der in Tabelle XXXIII gezeigten Weise variiert wurde. Bei der Wiederholung der in Beispiel 30 beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsschritte wurden die folgenden Ergebnisse erhalten.
Dicke der zweiten amorphenErgebnis Siliciumschicht (µm)

0,001Neigung zum Auftreten von fehlerhaften Bildern 0,02Keine fehlerhaften Bilder während 20 000 Wiederholungen 0,05Stabil während 50 000 oder mehr Wiederholungen 1Stabil während 200 000 oder mehr Wiederholungen

Beispiel 34

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 30 hergestellt, wobei jedoch ein Schichtbildungsverfahren mit Ausnahme des Verfahrens zur Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht in der in Tabelle XXXIV gezeigten Weise abgeändert wurden, und eine Bewertung der Bildqualität wurde ähnlich wie in Beispiel 30 durchgeführt, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle XXXIV

Beispiel 35

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 30 hergestellt, wobei jedoch die Schichtbildungsverfahren mit Ausnahme des Verfahrens zur Bildung der zweiten amorphen Siliciumschicht in der in Tabelle XXXV gezeigten Weise abgeändert wurden, und eine Bewertung der Bildqualität wurde ähnlich wie in Beispiel 30 durchgeführt, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle XXXV

Beispiel 36

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 32 beschrieben hergestellt, wobei jedoch die zweite amorphe Siliciumschicht nach dem Zerstäu­ bungsverfahren unter den in Tabelle XXXVI gezeigten Bedingungen hergestellt wurde, und die Bildqualität wurde ähnlich wie in Beispiel 32 bewertet, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle XXXVI

Beispiel 37

Die Beispiel 30, 31, 34 und 35 wurden wiederholt, wobei jedoch die Bedingungen für die Bildung der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht in der in Tabelle XXXVII gezeigten Weise abgeändert wurden, und die Bildqualität, die mit den auf diese Weise hergestellten elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien erhalten wurde, wurde ähnlich wie in den Beispielen 30, 31, 34 und 35 bewertet, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle XXXVII

Claims (13)

1. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Träger, auf dem sich eine Gleichrichterschicht und eine fotoleitfähige amorphe Siliciumschicht, die ggf. Wasserstoff­ atome enthält, befinden dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger eine Grenzflächenschicht, die aus einem amorphen Silicium besteht, das Stickstoffatome enthält, eine Gleichrich­ terschicht, die aus einem amorphen Silicium besteht, das zu der Gruppe III oder der Gruppe V des Periodensystems gehö­ rende Atome enthält, eine erste, fotoleitfähige amorphe Siliciumschicht, die aus einem amorphen Silicium besteht, das Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthält, und eine zweite amorphe Siliciumschicht, die aus einem amorphen Sili­ cium besteht, das durch eine der nachstehenden Formeln wie­ dergegeben wird: Si _a C_1-a (0,4<a<1) (1)
(Si _b C_1-b ) _c H_1-c (0,5<b<1; 0,6≦c<1) (2)
(Si _d C_1-d ) _e X_1-e (0,47<d<1; 0,8≦e<1) (3)
(Si _f C_1-f ) _g (H+X)_1-g (0,47<f<1; 0,8≦g<1) (4)worin X ein Halogenatom bedeutet, vorgesehen sind.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das amorphe Silicium, aus dem die Grenzflächen­ schicht besteht, außerdem Wasserstoffatome enthält.

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das amorphe Silicium, aus dem die Grenzflächen­ schicht besteht, außerdem Halogenatome enthält.

4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das amorphe Silicium, aus dem die Grenzflächen­ schicht besteht, außerdem Wasserstoffatome und Halogen­ atome enthält.

5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es außerdem zwischen der Gleichrichterschicht und der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht eine zweite Grenzflächenschicht aufweist, die aus einem amor­ phen Silicium besteht, das Stickstoffatome enthält.

6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Grenzflächenschicht eine Dicke von 3,0 nm bis 2 µm hat.

7. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gleichrichterschicht eine Dicke von 0,3 bis 5 µm hat.

8. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste, fotoleitfähige amorphe Silicium­ schicht eine Dicke von 1 bis 100 µm hat.

9. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite amorphe Siliciumschicht eine Dicke von 0,003 bis 30 µm hat.

10. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gehalt der zu der Gruppe III oder der Gruppe V des Periodensystems gehörenden Atome in der Gleichrichter­ schicht 1×10² bis 1×10⁵ Atom-ppm beträgt.

11. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gehalt der Wasserstoffatome in der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht 1 bis 40 Atom-% be­ trägt.

12. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gehalt der Halogenatome in der ersten, fotoleitfähigen amorphen Siliciumschicht 1 bis 40-% be­ trägt.

13. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gesamtgehalt der Wasserstoffatome und Halogenatome in der ersten, fotoleitfähigen amorphen Silicium­ schicht 1 bis 40 Atom-% beträgt.