JPH0145992B2 - - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
本発明は、光(ここでは広義の光で、紫外光
線、可視光線、赤外光線、X線、γ線等を指す)
の様な電磁波に感受性のある光導電部材に関す
る。
固体撮像装置、或いは像形成分野における電子
写真用像形成部材や原稿読取装置における光導電
層を形成する光導電材料としては、高感度で、
SN比〔光電流(Ip)/暗電流(Id)〕が高く、照
射する電磁波のスペクトル特性にマツチングした
吸収スペクトル特性を有すること、光応答性が速
く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時におい
て人体に対して無害であること、更には固体撮像
装置においては、残像を所定時間内に容易に処理
することができること等の特性が要求される。殊
に、事務機としてオフイスで使用される電子写真
装置内に組込まれる電子写真用像形成部材の場合
には、上記の使用時における無害性は重要な点で
ある。
この様な点に立脚して最近注目されている光導
電部材にアモルフアスシリコン(以後a―Siと表
記す)があり、例えば、独国公開第2746967号公
報、同第2855718号公報には電子写真用像形成部
材として、独国公開第2933411号公報には光電変
換読取装置への応用が記載されている。
而乍ら、従来のa―Siで構成された光導電層を
有する光導電部材は、暗抵抗値、光感度、光応答
性等の電気的、光学的、光導電的特性、及び耐湿
性等の使用環境特性の点、更には経時的安定性の
点において、総合的な特性向上を計るためには更
に改良される可き点が存するのが実情である。
例えば、電子写真用像形成部材に使用した場合
に、高光感度化、高暗抵抗化を同時に計ろうとす
ると、従来においては、その使用時において残留
電位が残る場合が度々観測され、この種の光導電
部材は長時間繰返し使用し続けると、繰返し使用
による疲労の蓄積が起つて、残像が生ずる所謂ゴ
ースト現象を発する様になる、或いは、高速で繰
返し使用すると応答性が次第に低下する、等の不
都合な点が生ずる場合が少なくなかつた。
更には、a―Siは可視光領域の短波長側に較べ
て、長波長側の波長領域よりも長い波長領域の吸
収係数が比較的小さく、現在実用化されている半
導体レーザとのマツチングに於いて、又は、通常
使用されているハロゲンランプや螢光灯を光源と
する場合に長波長側の光を有効に使用し得ないと
いう点に於て、夫々改良される余地が残つてい
る。又、別には、照射される光が光導電層中に於
いて充分吸収されずに支持体に到達する光の量が
多くなると、支持体自体が光導電層を透過して来
る光に対する反射率が高い場合には、光導電層内
に於て多重反射による干渉が起つて、画像の「ボ
ケ」が生ずる一要因となる。
この影響は、解像度を上げる為に照射スポツト
を小さくする程大きくなり、殊に半導体レーザを
光源とする場合には大きな問題となつている。
更に、a―Si材料で光導電層を構成する場合に
は、その電気的、光導電的特性の改良を計るため
に水素原子或いは弗素原子や塩素原子等のハロゲ
ン原子、及び電気伝導型の制御のために硼素原子
や燐原子等、或いはその他の特性改良のために他
の原子が、各々構成原子として光導電層中に含有
されるが、これ等の構成原子の含有の仕方如何に
よつては、形成した層の電気的或いは光導電的特
性に問題が生ずる場合がある。
即ち、例えば、形成した光導電層中に光照射に
よつて発生したフオトキヤリヤの該層中での寿命
が充分でないこと、或いは暗部において支持体側
よりの電荷の注入の阻止が充分でないこと等が生
ずる場合が少なくない。
更には、層厚が十数μ以上になると層形成用の
真空堆積室より取り出した後、空気中での放置時
間の経過と共に、支持体表面からの層の浮きや剥
離、或いは層に亀裂が生ずる等の現象を引起し勝
ちであつた。この現象は、殊に支持体が通常、電
子写真分野に於いて使用されているドラム状支持
体の場合に多く起るもので、経時的安定性の向上
を図る上で解決される可き点である。
従つて、a―Si材料そのものの特性改良が計ら
れる一方で、光導電部材を設計する際に上記した
様な問題の総てが解決される様に工夫される必要
がある。
本発明は上記の諸点に鑑み成されたもので、a
―Siに就て電子写真用像形成部材や固体撮像装
置、読取装置等に使用される光導電部材としての
利用性とその応用性という観点から総括的に鋭意
研究検討を続けた結果、シリコン原子(Si)とゲ
ルマニウム原子(Ge)とを母体とし、水素原子
(H)又はハロゲン原子(X)のいずれか一方を少な
くとも含有するアモルフアス材料、所謂水素化ア
モルフアスシリコンゲルマニウム、ハロゲン化ア
モルフアスシリコンゲルマニウム、或いはハロゲ
ン含有水素化アモルフアスシリコンゲルマニウム
〔以後これ等の総称的表記として「a―SiGe(H,
X)」を使用する〕から構成される光導電性を示
す光受容層を有する光導電部材であつて以後に説
明される様に特定的に設計されて作成された光導
電部材は、実用上著しく優れた特性を示すばかり
でなく、従来の光導電部材をあらゆる点において
凌駕していること、殊に電子写真用の光導電部材
として著しく優れた特性を有していること及び長
波長側に於ける吸収スペクトル特性に優れている
ことを見出した点に基いている。
本発明は、電気的、光学的、光導電的特性が常
時安定していて、殆んど使用環境に制限を受けな
い全環境型であり、長波長側の光感度特性に優れ
ると共に耐光疲労に著しく長け、繰返し使用に際
しても劣化現象を起さず、残留電位が全く又は殆
んど観測されない光導電部材を提供することを主
たる目的とする。
本発明の別の目的は、全可視光域に於いて光感
度が高く、殊に半導体レーザとのマツチングに優
れ、且つ光応答の速い光導電部材を提供すること
である。
本発明の他の目的は、支持体上に設けられる層
と支持体との間および積層される層の各層間の密
着性に優れ、構造配列的に緻密で安定的であり、
層品質の高い光導電部材を提供することである。
本発明の他の目的は、電子写真用の像形成部材
として適用させる場合、通常の電子写真法が極め
て有効に適用され得る程度に、静電像形成の為の
帯電処理の際の電荷保持能が充分あり、且つ多湿
雰囲気中でもその特性の低下が殆んど観測されな
い優れた電子写真特性を有する光導電部材を提供
することである。
本発明の更に他の目的は、濃度が高く、ハーフ
トーンが鮮明に出て且つ解像度の高い、高品質画
像を得る事が容易に出来る電子写真用の光導電部
材を提供することである。
本発明の更にもう1つの目的は、高光感度性、
高SN比特性及び支持体との間に良好な電気的接
触性を有する光導電部材を提供することでもあ
る。
本発明の光導電部材は、光導電部材用の支持体
と、シリコン原子とゲルマニウム原子とを母体と
する非晶質材料で構成された光導電性を示す光受
容層とを有し、該光受容層中には伝導性を支配す
る物質と炭素原子とが含有され、且つ該光受容層
におけるゲルマニウム原子の分布濃度が前記支持
体側から該支持体側とは反対側に向かつて減少し
ている事を特徴とする。
上記した様な層構成を取る様にして設計された
本発明の光導電部材は、前記した諸問題の総てを
解決し得、極めて優れた電気的、光学的、光導電
的特性、電気的耐圧性及び使用環境特性を示す。
殊に、電子写真用像形成部材として使用した場
合には、画像形成への残留電位の影響が全くな
く、その電気的特性が安定しており高感度で、高
SN比を有するものであつて、耐光疲労、繰返し
使用特性に長け、濃度が高く、ハーフトーンが鮮
明に出て、且つ解像度の高い、高品質の画像を安
定して繰返し得ることができる。
又、本発明の光導電部材は、支持体上に形成さ
れる光受容層自体が強靭であつて、且つ支持体と
の密着性に著しく優れており、高速で長時間連続
的に繰返し使用することができる。
更に、本発明の光導電部材は、全可視光域に於
いて光感度が高く、殊に半導体レーザとのマツチ
ングに優れ、且つ光応答が速い。
以下、図面に従つて、本発明の光導電部材に就
て詳細に説明する。
第1図は、本発明の第1の実施態様例の光導電
部材の層構成を説明するための模式的構成図であ
る。
第1図に示す光導電部材100は、光導電部材
用としての支持体101の上に、a―SiGe(H,
X)から成り、炭素原子を含有し、光導電性を有
する光受容層102とを有する。光受容層102
中に含有されるゲルマニウム原子は、該光受容層
102の層厚方向には連続的であつて、且つ前記
支持体101の設けられてある側とは反対の側
(光受容層102の自由表面側)の方よりも前記
支持体側(光受容層102の支持体101との界
面側)の方に多く分布した状態となる様に、前記
光受容層102中に含有される。
本発明の光導電部材においては、光受容層中に
含有されるゲルマニウム原子の分布状態は、層厚
方向においては前記の様な分布状態を取り、支持
体の表面と平行な面内方向には均一な分布状態と
されるのが望ましいものである。
第2図乃至第10図には、本発明における光導
電部材の光受容層中に含有されるゲルマニウム原
子の層厚方向の分布状態の典型的例が示される。
第2図乃至第10図において、横軸はゲルマニ
ウム原子の含有量Cを、縦軸は、光導電性を示す
光受容層の層厚を示し、tBは支持体側の光受容層
の表面の位置を、tTは支持体側とは反対側の光受
容層の表面の位置を示す。即ち、ゲルマニウム原
子の含有される光受容層はtB側よりtT側に向つて
層形成がなされる。
第2図には、光受容層中に含有されるゲルマニ
ウム原子の層厚方向の分布状態の第1の典型例が
示される。
第2図に示される例では、ゲルマニウム原子の
含有される光受容層が形成される支持体表面と該
光受容層の表面とが接する界面位置tBよりt1の位
置までは、ゲルマニウム原子の分布濃度CがC1
なる一定の値を取り乍らゲルマニウム原子が、形
成される光受容層に含有され、位置t1よりは界面
位置tTに至るまで分布濃度C2より徐々に連続的に
減少されている。界面位置tTにおいてはゲルマニ
ウム原子の分布濃度CはC3とされる。
第3図に示される例においては、含有されるゲ
ルマニウム原子の分布濃度Cは位置tBより位置tT
に至るまで濃度C4から徐々に連続的に減少して
位置tTにおいて濃度C5となる様な分布状態を形成
している。
第4図の場合には、位置tBより位置t2まではゲ
ルマニウム原子の分布濃度Cは濃度C6と一定値
とされ、位置t2と位置tTとの間において、徐々に
連続的に減少され、位置tTにおいて、分布濃度C
は実質的に零とされている(ここで実質的に零と
は検出限界量未満の場合である)。
第5図の場合には、ゲルマニウム原子の分布濃
度Cは位置tBより位置tTに至るまで、濃度C8より
連続的に徐々に減少され、位置tTにおいて実質的
に零とされている。
第6図に示す例においては、ゲルマニウム原子
の分布濃度Cは、位置tBと位置t3間においては、
濃度C9なる一定値であり、位置tTにおいては濃度
C10とされる。位置t3と位置tTとの間では、分布濃
度Cは一次関数的に位置t3より位置tTに至るまで
減少されている。
第7図に示される例においては、分布濃度Cは
位置tBより位置t4までは濃度C11の一定値を取り、
位置t4より位置tTまでは濃度C12より濃度C13まで
一次関数的に減少する分布状態とされている。
第8図に示す例においては、位置tBより位置tT
に至るまで、ゲルマニウム原子の分布濃度Cは濃
度C14より実質的に零に至る様に一次関数的に減
少している。
第9図においては、位置tBより位置t5に至るま
ではゲルマニウム原子の分布濃度Cは、濃度C15
より濃度C16まで一次関数的に減少され、位置t5
と位置tTとの間においては、濃度C16の一定値と
された例が示されている。
第10図に示される例においては、ゲルマニウ
ム原子の分布濃度Cは位置tBにおいて濃度C17で
あり、位置t6に至るまではこの濃度C17から初め
はゆつくりと減少され、t6の位置付近においては
急激に減少されて、位置t6では濃度C18とされる。
位置t6と位置t7との間においては、初め急激に
減少されて、その後は、緩かに徐々に減少されて
位置t7で濃度C19となり、位置t7と位置t8との間で
は、極めてゆつくりと徐々に減少され、位置t8に
おいて、濃度C20に至る。位置t8と位置tTの間にお
いては、濃度C20より実質的に零になる様に図に
示す如き形状の曲線に従つて減少されている。
以上、第2図乃至第10図により、光受容層中
に含有されるゲルマニウム原子の層厚方向の分布
状態の典型例の幾つかを説明した様に、本発明に
おいては、支持体側において、ゲルマニウム原子
の分布濃度Cの高い部分を有し、界面tT側におい
ては、前記分布濃度Cは支持体側に較べて可成り
低くされた部分を有するゲルマニウム原子の分布
状態が光受容層に設けられている。
本発明に於ける光導電部材を構成する光受容層
は、好ましくは、上記した様に支持体側の方にゲ
ルマニウム原子が比較的高濃度で含有されている
局在領域(A)を有するのが望ましい。
本発明に於いては局在領域(A)は、第2図乃至第
10図に示す記号を用いて説明すれば、界面位置
tBより5μ以内に設けられるのが望ましいものであ
る。
本発明においては、上記局在領域(A)は、界面位
置tBより5μ厚までの全層領域(LT)とされる場合
もあるし、又、層領域(LT)の一部とされる場
合もある。
局在領域(A)を層領域(LT)の一部とするか又
は全部とするかは、形成される光受容層に要求さ
れる特性に従つて適宜決められる。
局在領域(A)はその中に含有されるゲルマニウム
原子の層厚方向の分布状態として、ゲルマニウム
原子の分布濃度Cの最大値Cnaxがシリコン原子と
の和に対して、好ましくは1000atomic ppm以
上、より好適には5000atomic ppm以上、最適に
は1×104atomic ppm以上とされる様な分布状
態となり得る様に層形成される。
即ち、本発明においては、ゲルマニウム原子の
含有される光受容層は、支持体側からの層厚で
5μ以内(tBから5μ厚の層領域)に分布濃度Cの最
大値Cnaxが存在する様に形成されるのが好ましい
ものである。
本発明において、光受容層中に含有されるゲル
マニウム原子の含有量は、本発明の目的が効果的
に達成される様に所望に従つて適宜決められる
が、シリコン原子との和に対して、好ましくは1
〜9.5×105atomic ppm、より好ましくは100〜8
×105atomic ppm、最適には、500〜7×
105atomic ppmとされる。
本発明の光導電部材に於いては、光受容層中に
於けるゲルマニウム原子の分布状態は、全層領域
にゲルマニウム原子が連続的に分布し、ゲルマニ
ウム原子の層厚方向の分布濃度Cが支持体側より
光受容層の自由表面側に向つて減少する変化が与
えられているので、分布濃度Cの変化率曲線を所
望に従つて任意に設計することによつて、要求さ
れる特性を持つた光受容層を所望通りに実現する
ことが出来る。例えば、光受容層中に於けるゲル
マニウムの分布濃度Cを支持体側に於いては充分
高め、光受容層の自由表面側に於いては極力低め
る様な、分布濃度Cの変化を、ゲルマニウム原子
の分布濃度曲線に与えることによつて、可視光領
域を含む、比較的短波長から比較的長波長迄の全
領域の波長の光に対して光感度化を計ることが出
来る。
又、後述される様に、光受容層の支持体側端部
に於いてゲルマニウム原子の分布濃度Cを極端に
大きくすることにより、半導体レーザを使用した
場合の、光受容層のレーザ照射面側に於いて充分
吸収し切れない長波長側の光を光受容層の支持体
側端部層領域に於いて、実質的に完全に吸収する
ことが出来、支持体面からの反対による干渉を効
果的に防止することが出来る。
本発明の光導電部材に於いては、高光感度化と
高暗抵抗化、更には、支持体と光受容層との間の
密着性の改良を計る目的の為に、光受容層中には
炭素原子が含有される。光受容層中に含有される
炭素原子は、光受容層の全層領域に万偏なく含有
されても良いし、或いは光受容層の一部の層領域
のみに含有させて偏在させても良い。
又、炭素原子の分布状態は、分布濃度C(C)が光
受容層の層厚方向に均一であつてもよいし、又は
第2図乃至第10図を用いて説明したゲルマニウ
ム原子の分布状態と同様に、層厚方向に不均一で
あつても良い。
詰り、炭素原子の分布濃度C(C)が層厚方向に不
均一である場合の炭素原子の分布状態は、第2図
乃至第10図を用いてゲルマニウム原子の場合と
同様に説明され得る。
本発明に於いて、光受容層に設けられる炭素原
子の含有されている層領域(C)は、光感度と暗抵抗
の向上を主たる目的とする場合には、光受容層の
全層領域を占める様に設けられ、支持体と光受容
層との間の密着性の強化を計るのを主たる目的と
する場合には、光受容層の支持体側端部層領域を
占める様に設けられる。
前者の場合、層領域(C)中に含有される炭素原子
の含有量は、高光感度を維持する為に比較的少な
くされ、後者の場合には、支持体との密着性の強
化を確実にする為に比較的多くされるのが望まし
い。
又、前者と後者の両方を同時に達成する目的の
為には、支持体側に於いて比較的高濃度に分布さ
せ、光受容層の自由表面側に於いて比較的低濃度
に分布させるか、或いは光受容層の自由表面側の
表層領域には、炭素原子を積極的には含有させな
い様な炭素原子の分布状態を層領域(C)中に形成す
れば良い。
本発明に於いて、光受容層に設けられる層領域
(C)に含有される炭素原子の含有量は、層領域(C)自
体に要求される特性、或いは、該層領域(C)が支持
体に直に接触して設けられる場合には、該支持体
との接触界面に於ける特性との関係等、有機的関
連性に於いて、適宜選択することが出来る。
又、前記層領域(C)に直に接触して他の層領域が
設けられる場合には、該他の層領域の特性や、該
他の層領域との接触界面に於ける特性との関係も
考慮されて、酸素原子の含有量が適宜選択され
る。
層領域(C)中に含有される炭素原子の量は、形成
される光導電部材に要求される特性に応じて所望
に従つて適宜決められるが、好ましくは、0.001
〜50atomic%、より好ましくは、0.002〜
40atomic%、最適には0.003〜30atomic%とされ
る。
本発明に於いて、層領域(C)が光受容層の全域を
占めるか、或いは光受容層の全域を占めなくと
も、層領域(C)の層厚T0に光受容層の層厚Tに占
める割合が充分多い場合には、層領域(C)に含有さ
れる炭素原子の含有量の上限は、前記の値より充
分少なくされるのが望ましい。
本発明の場合には、層領域(C)の層厚T0が光受
容層の層厚Tに対して占める割合が5分の2以上
となる様な場合には、層領域(C)中に含有される炭
素原子の量の上限は、好ましくは、30atomic%
以下、より好ましくは20atomic%以下、最適に
は10atomic%以下とされる。
本発明において、光受容層を構成する炭素原子
の含有される層領域(C)は、上記した様に支持体側
の方に炭素原子が比較的高濃度で含有されている
局在領域(B)を有するものとして設けられるのが望
ましく、この場合には、支持体と光受容層との間
の密着性をより一層向上させることが出来る。
上記局在領域(B)は、第2図乃至第10図に示す
記号を用いて説明すれば、界面位置tBより5μ以内
に設けられるのが望ましい。
本発明においては、上記局在領域(B)は、界面位
置Bより5μ厚までの全層領域(LT)とされる場合
もあるし、又、層領域(LT)の一部とされる場
合もある。
局在領域(B)を層領域(LT)の一部とするか又
は全部とするかは、形成される光受容層に要求さ
れる特性に従つて適宜決められる。
局在領域(B)は、その中に含有される炭素原子の
層厚方向の分布状態として炭素原子の分布濃度C
(C)最大値Cnaxが、好ましくは500atomic ppm以
上、より好適には800atomic ppm以上、最適に
は1000atomic ppm以上とされる様な分布状態と
なり得る様に層形成される。
即ち、本発明においては、炭素原子の含有され
る層領域(C)は、支持体側からの層厚で5μ以内(tB
から5μ厚の層領域)に分布濃度C(C)の最大値Cnax
が存在する様に形成されるのが望ましい。
本発明の光導電部材に於いては、ゲルマニウム
原子の含有される光受容層中には、伝導特性を支
配する物質(C)を含有させることにより、光受容層
の伝導特性を所望に従つて任意に制御することが
出来る。
この様な物質(C)としては、所謂、半導体分野で
言われる不純物を挙げることが出来、本発明に於
いては、形成される光受容層を構成するa―
SiGe(H,X)に対して、p型伝導特性を与える
p型不純物及びn型伝導特性を与えるn型不純物
を挙げることが出来る。
具体的には、p型不純物としては周期律表第
族に属する原子(第族原子)、例えば、B(硼
素)、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)、In(イ
ンジウム)、Tl(タリウム)等があり、殊に好適
に用いられるのはB,Geである。
n型不純物としては、周期律表第族に属する
原子(第族原子)、例えばP(燐)、As(砒素)、
Sb(アンチモン)、Bi(ビスマス)等であり、殊
に、好適に用いられるのはP,Asである。
本発明に於いて、光受容層中に含有される伝導
特性を制御する物質(C)の含有量は、該光受容層に
要求される伝導特性、或いは該光受容層が直に接
触して設けられる支持体との接触界面に於ける特
性との関係等、有機的関連性に於いて、適宜選択
することが出来る。
又、前記の伝導特性を制御する物質を光受容層
中に含有させるのに、該光受容層の所望される層
領域に局在的に含有させる場合、殊に、光受容層
の支持体側端部層領域(E)に含有させる場合には、
該層領域に直に接触して設けられる他の層領域の
特性や、該他の層領域との接触界面に於ける特性
との関係も考慮されて、伝導特性を制御する物質
の含有量が適宜選択される。
本発明に於いて、光受容層中に含有される伝導
特性を制御する物質(C)の含有量は、好ましくは、
0.01〜5×104atomic ppm、より好適には0.5〜
1×104atomic ppm、最適には1〜5×
103atomic ppmとされる。
本発明に於いて、伝導特性を支配する物質(C)が
含有される層領域に於ける該物質の含有量が、好
ましくは30atomic ppm以上、好適には50atomic
ppm以上、最適には、100atomic ppm以上の場
合には、前記物質(C)は、光受容層の一部の層領域
に局所的に含有させるのが望ましく、殊に光受容
層の支持体側端部層領域(E)に偏在させるのが望ま
しい。
上記の中、光受容層の支持体側端部層領域(E)に
前記の数値以上の含有量となる様に前記の伝導特
性を支配する物質を含有させることによつて、例
えば該含有させる物質(C)が前記のp型不純物の場
合には、光受容層の自由表面が極性に帯電処理
を受けた際に支持体側からの光受容層中への電子
の注入を効果的に阻止することが出来、又、前記
含有させる物質が前記のn型不純物の場合には、
光受容層の自由表面が極性に帯電処理を受けた
際に、支持体側から光受容層中への正孔の注入を
効果的に阻止することが出来る。
この様に、前記端部層領域(E)に一方の極性の伝
導特性を支配する物質を含有させる場合には、光
受容層の残りの層領域、即ち、前記端部層領域(E)
を除いた部分の層領域(Z)には、他の極性の伝
導特性を支配する物質を含有させても良いし、或
いは、同極性の伝導特性を支配する物質を、端部
層領域(E)に含有される実際の量よりも一段と少な
い量にして含有させても良い。
この様な場合、前記層領域(Z)中に含有され
る前記伝導特性を支配する物質の含有量は、端部
層領域(E)に含有される前記物質の極性や含有量に
応じて所望に従つて適宜決定されるものである
が、好ましくは0.001〜1000atomic ppm、好適に
は0.05〜500atomic ppm、最適には0.1〜
200atomic ppmとされる。
本発明に於いて、端部層領域(E)及び層領域
(Z)に同種の伝導性を支配する物質を含有させ
る場合には、層領域(Z)に於ける含有量は、
30atomic ppm以下とするのが望ましい。上記し
た場合の他に、本発明に於いては、光受容層中
に、一方の極性を有する伝導性を支配する物質を
含有させた層領域と、他方の極性を有する伝導性
を支配する物質を含有させた層領域とを直に接触
する様に設けて、該接触領域に所謂空乏層を設け
ることも出来る。詰り、例えば、光受容層中に、
前記のp型不純物を含有する層領域と前記のn型
不純物を含有する層領域とを直に接触する様に設
けて所謂p―n接合を形成して、空乏層を設ける
ことが出来る。
本発明において、必要に応じて、光受容層中に
含有されるハロゲン原子(X)としては、具体的
にはフツ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、殊
にフツ素、塩素を好適なものとして挙げることが
出来る。
本発明において、a―SiGe(H,X)で構成さ
れる光受容層を形成するには例えばグロー放電
法、スパツタリング法、或いはイオンプレーテイ
ング法等の放電現象を利用する真空堆積法によつ
て成される。例えばグロー放電法によつて、a―
SiGe(H,X)で構成される光受容層を形成する
には、基本的にはシリコン原子(Si)を供給し得
るSi供給用の原料ガスと、ゲルマニウム原子
(Ge)を供給し得る(Ge)供給用の原料ガスと、
必要に応じて水素原子(H)導入用の原料ガス又は/
及びハロゲン原子(X)導入用の原料ガスとを、
内部が減圧にし得る堆積室内に所望のガス圧状態
で導入して、該堆積室内にグロー放電を生起さ
せ、予め所定位置に設置されてある所定の支持体
表面上に含有されるゲルマニウム原子の分布濃度
を所望の変化率曲線に従つて制御し乍らa―
SiGe(H,X)からなる層を形成させれば良い。
又、スパツタリング法で形成する場合には、例え
ばAr,He等の不活性ガス又はこれ等のガスをベ
ースとした混合ガスの雰囲気中でSiで構成された
ターゲツト、或いは、該ターゲツトとGeで構成
されたターゲツトの二枚を使用して、又は、Siと
Geの混合されたターゲツトを使用して、必要に
応じてHe,Ar等の稀釈ガスで稀釈されたGe供給
用の原料ガスを、および必要に応じて水素原子(H)
又は/及びハロゲン原子(X)導入用のガスを、
スパツタリング用の堆積室に導入し、所望のガス
のプラズマ雰囲気を形成すると共に、前記Ge供
給用の原料ガスのガス流量を所望の変化率曲線に
従つて制御し乍ら、前記のターゲツトをスパツタ
リングしてやれば良い。
イオンプレーテイング法の場合には、例えば多
結晶シリコン又は単結晶シリコンと多結晶ゲルマ
ニウム又は単結晶ゲルマニウムとを、夫々蒸発源
として蒸着ボートに収容し、この蒸発源を抵抗加
熱法、或いは、エレクトロンビーム法(EB法)
等によつて加熱蒸発させ、飛翔蒸発物を所望のガ
スプラズマ雰囲気中を通過させる以外は、スパツ
タリング法の場合と同様にする事で行うことが出
来る。
本発明において使用されるSi供給用の原料ガス
となり得る物質としては、SiH4,Si2H6,Si3H8,
Si4H10等のガス状態の又はガス化し得る水素化硅
素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙
げられ、殊に、層作成作業時の取扱い易さ、Si供
給効率の良さ等の点でSiH4,Si2H6が好ましいも
のとして挙げられる。Ge供給用の原料ガスと成
り得る物質としては、GeH4,Ge2H6,Ge3H8,
Ge4H10,Ge5H12,Ge6H14,Ge7H16,Ge8H18,
Ge9H20等のガス状態の又はガス化し得る水素化
ゲルマニウムが有効に使用されるものとして挙げ
られ、殊に、層作成作業時の取扱い易さ、Ge供
給効率の良さ等の点で、GeH4,Ge2H6,Ge3H8
が好ましいものとして挙げられる。
本発明において使用されるハロゲン原子導入用
の原料ガスとして有効なのは、多くのハロゲン化
合物であり、例えばハロゲンガス、ハロゲン化合
物、ハロゲン間化合物で置換されたシラン誘導体
等のガス状態の又はガス化し得るハロゲン化合物
が好ましいものとして挙げられる。
又、更には、シリコン原子とハロゲン原子とを
構成要素とするガス状態の又はガス化し得る、ハ
ロゲン原子を含む水素化硅素化合物も有効なもの
として本発明においては挙げることが出来る。
本発明において好適に使用し得るハロゲン化合
物としては、具体的には、フツ素、塩素、臭素、
ヨウ素のハロゲンガス、BrF,ClF,ClF3,
BrF5,BrF3,IF3,IF7,ICl,IBr等のハロゲン
間化合物を挙げることが出来る。
ハロゲン原子を含む硅素化合物、所謂、ハロゲ
ン原子で置換されたシラン誘導体としては、具体
的には例えばSiF4,Si2F6,SiCl4,SiBr4等のハ
ロゲン化硅素が好ましいものとして挙げることが
出来る。
この様なハロゲン原子を含む硅素化合物を採用
してグロー放電法によつて本発明の特徴的な光導
電部材を形成する場合には、Ge供給用の原料ガ
スと共にSiを供給し得る原料ガスとしての水素化
硅素ガスを使用しなくとも、所望の支持体上にハ
ロゲン原子を含むa―SiGeから成る光受容層を
形成する事が出来る。
グロー放電法に従つてハロゲン原子を含む光受
容層を製造する場合、基本的には、例えばSi供給
用の原料ガスとなるハロゲン化硅素と、Ge供給
用の原料ガスとなる水素化ゲルマニウムと、Ar,
H2,He等のガス等とを所定の混合比およびガス
流量になる様にして光受容層を形成する堆積室に
導入し、グロー放電を生起してこれ等のガスのプ
ラズマ雰囲気を形成することによつて、所望の支
持体上に光受容層を形成し得るものであるが、水
素原子の導入割合の制御を一層容易になる様にす
る為にこれ等のガスに更に水素ガス又は水素原子
を含む硅素化合物のガスを所望量混合して層形成
しても良い。
又、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で
複数種混合して使用しても差支えない。
スパツタリング法、イオンプレーテイング法の
何れの場合にも形成される層中にハロゲン原子を
導入するには、前記のハロゲン化合物又は前記の
ハロゲン原子を含む硅素化合物のガスを堆積室中
に導入して該ガスのプラズマ雰囲気を形成してや
れば良いものである。
又、水素原子を導入する場合には、水素原子導
入用の原料ガス、例えば、H2或いは前記したシ
ラン類又は/及び水素化ゲルマニウム等のガス類
をスパツタリング用の堆積室中に導入して該ガス
類のプラズマ雰囲気を形成してやれば良い。
本発明においては、ハロゲン原子導入用の原料
ガスとして上記されたハロゲン化合物或いはハロ
ゲンを含む硅素化合物が有効なものとして使用さ
れるものであるが、その他に、HF,HCl,
HBr,HI等のハロゲン化水素、SiH2F2,
SiH2I2,SiH2Cl2,SiHCl3,SiH2Br2,SiHBr3等
のハロゲン置換水素化硅素、及びGeHF3,
GeH2F2,GeH3F,GeHCl3,GeH2Cl2,
GeH3Cl,GeHBr3,GeH2Br2,GeH3Br,
GeHI3,GeH2I2,GeH3I等の水素化ハロゲン化
ゲルマニウム、等の水素原子を構成要素の1つと
するハロゲン化合物GeF4,GeCl4,GeBr4,
GeI4,GeF2,GeCl2,GeBr2,GeI2等のハロゲン
化ゲルマニウム、等々のガス状態の或いはガス化
し得る物質も有効な光受容層形成用の出発物質と
して挙げる事が出来る。
これ等の物質の中、水素原子を含むハロゲン化
物は、光受容層形成の際に層中にハロゲン原子の
導入と同時に電気的或いは光電的特性の制御に極
めて有効な水素原子も導入されるので、本発明に
おいては好適なハロゲン導入用の原料として使用
される。
水素原子を光受容層中に構造的に導入するに
は、上記の他にH2、或いはSiH4,Si2H6,
Si3H8,Si4H10等の水素化硅素と、Geを供給する
為のゲルマニウム化合物と、或いは、GeH4,
Ge2H6,Ge3H8,Ge4H10,Ge5H12,Ge6H14,
Ge7H16,Ge8H18,Ge9H20等の水素化ゲルマニウ
ムと、Siを供給する為のシリコン又はシリコン化
合物と、を堆積室中に共存させて放電を生起させ
る事でも行う事が出来る。
本発明の好ましい例において、形成される光導
部材の光受容層中に含有される水素原子(H)の量、
又はハロゲン原子(X)の量、又は水素原子とハ
ロゲン原子の量の和(H+X)は、好ましくは
0.01〜40atomic%、より好適には0.05〜30atomic
%、最適には0.1〜25atomic%とされる。
光受容層中に含有される水素原子(H)又は/及び
ハロゲン原子(X)の量を制御するには、例えば
支持体温度又は/及び水素原子(H)、或いはハロゲ
ン原子(X)を含有させる為に使用される出発物
質の堆積装置系内へ導入する量、放電電力等を制
御してやれば良い。
本発明に於いて、光受容層に炭素原子の含有さ
れた層領域(C)を設けるには、光受容層の形成の際
に炭素原子導入用の出発物質を前記した光受容層
形成用の出発物質と共に使用して、形成される層
中にその量を制御し乍ら含有してやれば良い。
層領域(C)を形成するのにグロー放電法を用いる
場合には、前記した光受容層形成用の出発物質の
中から所望に従つて選択されたものに炭素原子導
入用の出発物質が加えられる。その様な炭素原子
導入用の出発物質としては、少なくとも炭素原子
を構成原子とするガス状の物質又はガス化し得る
物質をガス化したものの中の大概のものが使用さ
れ得る。
例えばシリコン原子(Si)を構成原子とする原
料ガスと、炭素原子(C)を構成原子とする原料ガス
と、必要に応じて水素原子(H)又は及びハロゲン原
子(X)を構成原子とする原料ガスとを所望の混
合比で混合して使用するか、又は、シリコン原子
(Si)を構成原子とする原料ガスと、炭素原子(C)
及び水素原子(H)を構成原子とする。原料ガスと
を、これも又所望の混合比で混合するか、或い
は、シリコン原子(Si)を構成原子とする原料ガ
スと、シリコン原子(Si)、炭素原子(C)及び水素
原子(H)の3つを構成原子とする原料ガスとを混合
して使用することが出来る。
又、別には、シリコン原子(Si)と水素原子(H)
とを構成原子とする原料ガスに炭素原子(C)を構成
原子とする原料ガスを混合して使用しても良い。
CとGとを構成原子とするものとしては、例え
ば炭素数1〜5の飽和炭化水素、炭素数2〜5の
エチレン系炭化水素、炭素数2〜4のアセチレン
系炭化水素等が挙げられる。
具体的には、飽和炭化水素としては、メタン
(CH4)、エタン(C2H6)、プロパン(C3H8)、n
―ブタン(n―C4H10)、ペンタン(C5H12)、エ
チレン系炭化水素としては、エチレン(C2H4)、
プロピレン(C3H6)、ブテン―1(C4H8)、ブテ
ン―2(C4H8)イソブチレン(C4H8)、ペンテン
(C5H10)、アセチレン系炭化水素としては、アセ
チレン(C2H2)、メチルアセチレン(C3H4)、ブ
チン(C4H6)等が挙げられる。
これ等の他にSiとCとHとを構成原子とする原
料ガスとして、Si(CH3)4,Si(C2H4)4等のケイ化
アルキルを挙げることが出来る。
本発明に於いては、層領域(C)中には炭素原子で
得られる効果を更に助長させる為に、炭素原子に
加えて、更に酸素原子又は/及び窒素原子を含有
することが出来る。
酸素原子を層領域(C)に導入する為の酸素原子導
入用の原料ガスとしては、例えば酸素(O2)、オ
ゾン(O3)、一酸化窒素(NO)、二酸化窒素
(NO2)、一二酸化窒素(N2O)、三二酸化窒素
(N2O3)、四三酸化窒素(N2O4)、五二酸化窒素
(N2O5)、三酸化窒素(NO3)、シリコン原子
(Si)と酸素原子(O)と水素原子(H)とを構成原
子とする。例えば、ジシロキサン
(H3SiOSiH3)、トリシロキサン
(H3SiOSiH2OSiH3)等の低級シロキサン等を挙
げることが出来る。
層領域(C)中に窒素を導入するに使用される窒素
原子(N)導入用の原料ガスになり得るものとし
て有効なものは、Nを構成原子とする或いはNと
Hとを構成原子とする例えば窒素(N2)、アンモ
ニア(NH3)、ヒドラジン(H2NNH2)、アジ化
水素(HN3)、アジ化アンモニウム(NH4N3)
等のガス状の又はガス化し得る窒素、窒化物及び
アジ化合物等の窒素化合物を挙げることが出来
る。この他に、窒素原子(N)の導入に加えて、
ハロゲン原子(X)の導入も行えるという点か
ら、三弗化窒素(F3N)、四弗化窒素(F4N2)等
のハロゲン化窒素化合物を挙げることが出来る。
スパツタリング法によつて、炭素原子を含有す
る層領域(C)を形成するには、単結晶又は多結晶の
Siウレーハー又はCウエーハー、又はSiとCが混
合されて含有されているウエーハーをターゲツト
として、これ等を種々のガス雰囲気中でスパツタ
リングすることによつて行えば良い。
例えば、Siウエーハーをターゲツトとして使用
すれば、炭素原子と必要に応じて水素原子又は/
及びハロゲン原子を導入する為の原料ガスを、必
要に応じて稀釈ガスで稀釈して、スパツター用の
堆積室中に導入し、これ等のガスのガスプラズマ
を形成して前記Siウエーハーをスパツタリングす
れば良い。
又、別には、SiとCとは別々のターゲツトとし
て、又はSiとCの混合した一枚のターゲツトを使
用することによつて、スパツタ用のガスとしての
稀釈ガスの雰囲気中で又は少なくとも水素原子(H)
又は/及びハロゲン原子(X)を構成原子として
含有するガス雰囲気中でスパツタリングすること
によつて成される。炭素原子導入用の原料ガスと
しては、先述したグロー放電の例で示した原料ガ
スの中の炭素原子導入用の原料ガスが、スパツタ
リングの場合にも有効なガスとして使用され得
る。
本発明に於て、光受容層の形成の際に、炭素原
子の含有される層領域(C)を設ける場合、該層領域
(C)に含有される炭素原子の分布濃度C(C)を層厚方
向に変化させて、所望の層厚方向の分布状態
(depth profile)を有する層領域色を形成するに
は、グロー放電の場合には、分布濃度C(C)を変化
させるべく炭素原子導入用の出発物質のガスを、
そのガス流量を所望の変化率曲線に従つて適宜変
化させ乍ら、堆積室内に導入することによつて成
される。例えば手動あるいは外部駆動モータ等の
通常用いられている何らかの手段により、ガス流
路系の途中に設けられた所定のニードルバルブの
開口を漸次変化させる操作を行えば良い。このと
き、流量の変化率は線型である必要はなく、例え
ばマイコン等を用いて、あらかじめ設計された変
化率曲線に流量を制御し、所望の含有率曲線を得
ることもできる。
層領域(C)をスパツタリング法によつて形成する
場合、炭素原子の層厚方向の分布濃度C(C)を層厚
方向で変化させて、炭素原子の層厚方向の所望の
分布状態(depth profile)を形成するには、第
一には、グロー放電法による場合と同様に、炭素
原子導入用の出発物質をガス状態で使用し、該ガ
スを堆積室中へ導入する際のガス流量を所望に従
つて適宜変化させることによつて成される。
第二には、スパツタリング用のターゲツトを、
例えばSiとCとの混合されたターゲツトを使用す
るのであれば、SiとCとの混合比をターゲツトの
層厚方向に於いて、予め変化させておくことによ
つて成される。
光受容層中に、伝導特性を制御する物質、例え
ば、第族原子或いは第族原子を構造的に導入
するには、層形成の際に、第族原子導入用の出
発物質或いは第族原子導入用の出発物質をガス
状態で堆積室中に、光受容層を形成する為の他の
出発物質と共に、導入してやれば良い。この様な
第族原子導入用の出発物質となり得るものとし
ては、常温常圧でガス状の又は少なくとも層形成
条件下で容易にガス化し得るものが採用されるの
が望ましい。その様な第族原子導入用の出発物
質として、具体的には、硼素原子導入用として
は、B2H6,B4H10,B5H9,B5H11,B6H10,
B6H12,B6H14等の水素化硼素、BF3,BCl3,
BBr3等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この
他、AlCl3,GaCl3,Ga(CH3)3,InCl3,TlCl3等
も挙げることが出来る。
第族原子導入用の出発物質として、本発明に
おいて有効に使用されるのは、燐原子導入用とし
ては、PH3,P2H4等の水素化燐、PH4I,PF3,
PF5,PCl3,PCl5,PBr3,PBr5,PI3等のハロゲ
ン化燐が挙げられる。この他、AsH3,AsF3,
AsCl3,AsBr3,AsF5,SbH3,SbF3,SbF5,
SbCl3,SbCl5,BiH3,BiCl3,BiBr3等も第族
原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げる
ことが出来る。
本発明の光導電部材に於ける光受容層の層厚
は、光受容層中で発生されるフオトキヤリアが効
率良く輸送される様に所望に従つて適宜決めら
れ、好ましくは、1〜100μ、より好適には1〜
80μ、最適には2〜50μとされる。
本発明において使用される支持体は導電性でも
電気絶縁性であつても良い。導電性支持体として
は、例えば、NiCr、ステンレス、Al,Cr,Mo,
Au,Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pd等の金属又はこ
れ等の合金が挙げられる。
電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポ
リエチレン、ポリカーボネート、セルローズ、ア
セテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド等
の合成樹脂のフイルム又はシート、ガラス、セラ
ミツク、紙等が通常使用される。これ等の電気絶
縁性支持体は、少なくともその一方の表面を導電
処理され、該導電処理された表面側に他の層が設
けられるのが望ましい。
例えばガラスであれば、その表面にNiCr,Al,
Cr,Mo,Au,Ir,Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pd,
In2O3,SnO2,ITO(In2O3+SnO2)等から成る
薄膜を設けることによつて導電性が付与され、或
いはポリエステルフイルム等の合成樹脂フイルム
であれば、NiCr,Al,Ag,Pb,Zn,Ni,Au,
Cr,Mo,Ir,Nb,Ta,V,Ti,Pt等の金属の
薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタリン
グ等でその表面に設け、又は前記金属でその表面
をラミネート処理して、その表面に導電性が付与
される。支持体の形状は、円筒状、ベルト状、板
状等任意の形状として得、所望によつて、その形
状は決定されるが、例えば、第1図の光導電部材
100を電子写真用像形成部材として使用するの
であれば、連続高速複写の場合には、無端ベルト
状又は円筒状とするのが望ましい。支持体の厚さ
は、所望通りの光導電部材が形成される様に適宜
決定されるが、光導電部材として可橈性が要求さ
れる場合には、支持体としての機能が充分発揮さ
れる範囲内であれば可能な限り薄くされる。而乍
ら、この様な場合支持体の製造上及び取扱い上、
機械的強度等の点から、好ましくは、10μ以上と
される。
次に本発明の光導電部材の製造方法の一例の概
略について説明する。
第11図に本発明の光導電部材を製造する装置
の一例を示す。
図中の1102〜1106のガスボンベには、
本発明の光導電部材を形成するための原料ガスが
密封されており、その1例としてたとえば110
2は、Heで稀釈されたSiH4ガス(純度99.999%、
以下SiH4/Heと略す。)ボンベ、1103はHe
で稀釈されたGeH4ガス(純度99.999%、以下
GeH4/Heと略す。)ボンベ、1104はHeで稀
釈されたB2H6ガス(純度99.99%、以下B2H6/
Heと略す。)ボンベ、1105はC2H4ガス(純
度99.999%)ボンベ、1106はH2ガス(純度
99.999%)ボンベである。
これらのガスを反応室1101に流入させるに
はガスボンベ1102〜1106のバルブ112
2〜1126、リークバルブ1135が閉じられ
ていることを確認し、又、流入バルブ1112〜
1116、流出バルブ1117〜1121、補助
バルブ1132,1133が開かれていることを
確認して、先ずメインバルブ1134を開いて反
応室1101、及び各ガス配管内を排気する。次
に真空計1136の読みが約5×10-6torrになつ
た時点で補助バルブ1132,1133、流出バ
ルブ1117〜1121を閉じる。
次にシリンダー状基体1137上に光受容層を
形成する場合の1例をあげると、ガスボンベ11
02よりSiH4/Heガス、ガスボンベ1103よ
りGeH4/Heガス、ガスボンベ1104より
B2H6/Heガス、ガスボンベ1105よりC2H4
ガスを、バルブ1122〜1125を開いて出口
圧ゲージ1127〜1130の圧を1Kg/cm2に調
整し、流入バルブ1112〜1115を徐々に開
けて、マスフロコントローラ1107〜1110
内に夫々流入させる。引き続いて流出バルブ11
17〜1120、補助バルブ1132を徐々に開
いて夫々のガスを反応室1101に流入させる。
このときのSiH4/Heガス流量とGeH4/Heガス
流量とB2H6/Heガス流量とC2H4ガス流量との
比が所望の値になるように流出バルブ1117〜
1120を調整し、又、反応室1101内の圧力
が所望の値になるように真空計1136の読みを
見ながらメインバルブ1134の開口を調整す
る。そして基体1137の温度が加熱ヒーター1
138により50〜400℃の範囲の温度に設定され
ていることを確認した後、電源1140を所望の
電力に設定して反応室1101内にグロー放電を
生起させ、同時にあらかじめ設計された変化率曲
線に従つてGeH4/Heガス流量を手動あるいは外
部駆動モータ等の手段によつてバルブ1118の
開口を漸次変化させる操作を行なうことにより制
御して、形成される層中に含有されるゲルマニウ
ム原子の分布濃度を制御する。
この様にして、基体1137上に硼素原子(B)と
炭素原子(C)とが含有され、前記の変化率曲線に従
つてゲルマニウム原子の分布状態が形成されてい
る、a―SiGe(H,X)で構成された層領域
(B,C)が所望の層厚に形成される。
層領域(B,C)が所望層厚に形成された段階
に於いて、流出バルブ1119,1120を夫々
を完全に閉じること、及び必要に応じて放電条件
を変えること以外は、同様な条件と手順に従つ
て、所望時間グロー放電を維持することで前記層
領域(B,C)上に、硼素原子(B)も炭素原子(C)も
含有されていないが、前記の変化率曲線に従つた
ゲルマニウム原子の分布状態が形成されている、
a―SiGe(H,X)で構成された上部層領域が形
成されて、光受容層の形成が終了される。
上記の光受容層の形成の際に、該層形成開始
後、所望の時間が経過した段階で、堆積室への
B2H6/Heガス或いはC2H4ガスの流入を止める
ことによつて、硼素原子の含有された層領域(B)及
び炭素原子の含有された層領域(C)の各層厚を任意
に制御することが出来る。
又、所望の変化率曲線に従つて、堆積室110
1へのC2H4ガスのガス流量を制御することによ
つて、層領域(C)中に含有される炭素原子の分布状
態を所望通りに形成することが出来る。
層形成を行つている間は層形成の均一化を計る
ため基体1137はモータ1139により一定速
度で回転させてやるのが望ましい。
実施例 1
第11図に示した製造装置により、シリンダー
状のAl基体上に第1表に示す条件で第12図に
示すガス流量比の変化率曲線に従つてGeH4/He
ガスとSiH4/Heガスのガス流量比を層作成経過
時間と共に変化させて層形成を行つて電子写真用
像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験
装置に設置し5.0kVで0.3sec間コロナ帯電を行
い、直ちに光像を照射した。光像照射はタングス
テンランプ光源を用い、2lux・secの光量を透過
型のテストチヤートを通して照射させた。
その後直ちに、荷電性の現像剤(トナーとキ
ヤリアを含む)を像形成部材表面にカスケードす
ることによつて、像形成部材表面上に良好なトナ
ー画像を得た。像形成部材上のトナー画像を、
5.0kVのコロナ帯電で転写紙上に転写した所、解
像力に優れ、階調再現性のよい鮮明な高濃度の画
像が得られた。
実施例 2
第11図に示した製造装置により、第2表に示
す条件で第13図に示すガス流量比の変化率曲線
に従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガ
ス流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その
他の条件は実施例1と同様にして、層形成を行つ
て電子写真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。
実施例 3
第11図に示した製造装置により、第3表に示
す条件で第14図に示すガス流量比の変化率曲線
に従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガ
ス流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その
他の条件は実施例1と同様にして層形成を行つて
電子写真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。
実施例 4
第11図に示した製造装置により、第4表に示
す条件で第15図に示すガス流量比の変化率曲線
に従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガ
ス流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その
他の条件は実施例1と同様にして層形成を行つて
電子写真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。
実施例 5
第11図に示した製造装置により、第5表に示
す条件で第16図に示すガス流量比の変化率曲線
に従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガ
ス流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その
他の条件は実施例1と同様にして層形成を行つて
電子写真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。
実施例 6
第11図に示した製造装置により、第6表に示
す条件で第17図に示すガス流量比の変化率曲線
に従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガ
ス流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その
他の条件は実施例1と同様にして層形成を行つて
電子写真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。
実施例 7
第11図に示した製造装置により、第7表に示
す条件で第18図に示すガス流量比の変化率曲線
に従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガ
ス流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その
他の条件は実施例1と同様にして、層形成を行つ
て電子写真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。
実施例 8
実施例1に於ける第1表の条件を第8表乃至第
10表に示す各条件にした以外は、実施例1と同様
の条件にして層形成を行つて電子写真用像形成部
材の夫々(試料No.801〜803)を得た。
こうして得られた像形成部材の夫々に就いて、
実施例1と同様の条件及び手順で転写紙上に画像
を形成したところ極めて鮮明な画質が得られた。
実施例 9
第11図に示した製造装置により、シリンダー
状のAl基体上に第11表に示す条件で第12図に
示すガス流量比の変化率曲線に従つて、GeH4/
HeガスとSiH4/Heガスのガス流量比を層作成経
過時間と共に変化させて層形成を行つて電子写真
用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験
装置に設置し5.0kVで0.3sec間コロナ帯電を行
い、直ちに光像を照射した。光像照射はタングス
テンランプ光源を用い、2lux・secの光量を透過
型のテストチヤートを通して照射させた。
その後直ちに、荷電性の現像剤(トナーとキ
ヤリアを含む)を像形成部材表面にカスケードす
ることによつて、像形成部材表面上に良好なトナ
ー画像を得た。像形成部材上のトナー画像を、
5.0kVのコロナ帯電で転写紙上に転写した所、解
像力に優れ、階調再現性のよい鮮明な高濃度の画
像が得られた。
実施例 10
第11図に示した製造装置により、シリンダー
状のAl基体上に第12表に示す条件で第12図に
示すガス流量比の変化率曲線に従つて、GeH4/
HeガスとSiH4/Heガスのガス流量比を層作成経
過時間と共に変化させて層形成を行つて電子写真
用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験
装置に設置し5.0kVで0.3sec間コロナ帯電を行
い、直ちに光像を照射した。光像照射はタングス
テンランプ光源を用い、2lux・secの光量を透過
型のテストチヤートを通して照射させた。
その後直ちに、荷電性の現像剤(トナーとキ
ヤリアを含む)を像形成部材表面にカスケードす
ることによつて、像形成部材表面上に良好なトナ
ー画像を得た。像形成部材上のトナー画像を、
5.0kVのコロナ帯電で転写紙上に転写した所、解
像力に優れ、階調再現性のよい鮮明な高濃度の画
像が得られた。
実施例 11
第11図に示した製造装置により、第13表に示
す条件で第13図に示すガス流量比の変化率曲線
に従つてGeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガス
流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その他
の条件は実施例10と同様にして、層形成を行つて
電子写真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
10と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。
実施例 12
第11図に示した製造装置により、第14表に示
す条件で第14図に示すガス流量比の変化率曲線
に従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガス、
C2H4ガスとSiH4/Heガスのガス流量比を層作成
経過時間と共に変化させ、その他の条件は実施例
10と同様にして、層形成を行つて電子写真用像形
成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
10と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。
実施例 13
第11図に示した製造装置により、第15表に示
す条件で第15図に示すガス流量比の変化率曲線
に従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガス、
C2H4ガスとSiH4/Heガスのガス流量比を層作成
経過時間と共に変化させ、その他の条件は実施例
10と同様にして層形成を行つて電子写真用像形成
部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
10と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。
実施例 14
第11図に示した製造装置により、第16表に示
す条件で第16図に示すガス流量比の変化率曲線
に従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガ
ス流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その
他の条件は実施例10と同様にして、層形成を行つ
て電子写真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
10と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。
実施例 15
第11図に示した製造装置により、第17表に示
す条件で第17図に示すガス流量比の変化率曲線
に従つてGeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガス
流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その他
の条件は実施例10と同様にして、層形成を行つて
電子写真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
10と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。
実施例 16
第11図に示した製造装置により、第18表に示
す条件で第18図に示すガス流量比の変化率曲線
に従つて、GeH4/HeガスとSiH4/Heガスのガ
ス流量比を層作成経過時間と共に変化させ、その
他の条件は実施例10と同様にして、層形成を行つ
て電子写真用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
10と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。
実施例 17
実施例10に於ける第12表の条件を第19表乃至第
21表に示す各条件にした以外は、実施例10と同様
の条件にして層形成を行つて電子写真用像形成部
材の夫々(試料No.1901〜1903)を得た。
こうして得られた像形成部材に就いて、実施例
10と同様の条件及び手順で転写紙上に画像を形成
したところ極めて鮮明な画質が得られた。
実施例 18
第11図に示した製造装置により、シリンダー
状のAl基体上に第22表に示す条件で第12図に
示すガス流量比の変化率曲線に従つて、GeH4/
HeガスとSiH4/Heガスのガス流量比を層作成経
過時間と共に変化させて層形成を行つて電子写真
用像形成部材を得た。
こうして得られた像形成部材を、帯電露光実験
装置に設置し5.0kVで0.3sec間コロナ帯電を行
い、直ちに光像を照射した。光像照射はタングス
テンランプ光源を用い、2lux・secの光量を透過
型のテストチヤートを通して照射させた。
その後直ちに、荷電性の現像剤(トナーとキ
ヤリアを含む)を像形成部材表面にカスケードす
ることによつて、像形成部材表面上に良好なトナ
ー画像を得た。像形成部材上のトナー画像を
5.0kVのコロナ帯電で転写紙上に転写した所、解
像力に優れ、階調再現性のよい鮮明な高濃度の画
像が得られた。
実施例 19
実施例1及び10に於いて光源をタングステンラ
ンプの代りに810nmのGaAs系半導体レーザ
(10mW)を用いて、静電像の形成を行つた以外
は、実施例1及び10と同様のトナー画像形成条件
にして、実施例1及び10と同様の条件で作成した
電子写真用像形成部材に就いてトナー転写画像の
画質評価を行つたところ、解像力に優れ、階再現
性の良い鮮明な高品位の画像が得られた。
The present invention relates to light (here, light in a broad sense refers to ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, X-rays, γ-rays, etc.)
It relates to photoconductive members sensitive to electromagnetic waves such as. As a photoconductive material for forming a photoconductive layer in a solid-state imaging device, an electrophotographic image forming member in the image forming field, or a document reading device, it is highly sensitive,
Must have a high signal-to-noise ratio [photocurrent (Ip)/dark current (Id)], have absorption spectral characteristics that match the spectral characteristics of the irradiated electromagnetic waves, have fast photoresponsiveness, and have the desired dark resistance value. In some cases, solid-state imaging devices are required to have characteristics such as being harmless to the human body and being able to easily process afterimages within a predetermined time. In particular, in the case of an electrophotographic image forming member incorporated into an electrophotographic apparatus used in an office as a business machine, the above-mentioned harmlessness during use is an important point. Based on these points, amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) is a photoconductive material that has recently attracted attention. As a photographic image forming member, application to a photoelectric conversion/reading device is described in DE 2933411. However, conventional photoconductive members having a photoconductive layer composed of a-Si have poor electrical, optical, and photoconductive properties such as dark resistance, photosensitivity, and photoresponsiveness, as well as moisture resistance. The reality is that there are points that can be further improved in terms of usage environment characteristics and stability over time in order to improve overall characteristics. For example, when using an image forming member for electrophotography, when attempting to achieve high photosensitivity and high dark resistance at the same time, in the past, it has often been observed that residual potential remains during use, and this type of When a conductive member is used repeatedly for a long period of time, fatigue accumulates due to repeated use, resulting in a so-called ghost phenomenon that causes an afterimage, or when used repeatedly at high speed, the response gradually decreases, etc. There were many cases where problems occurred. Furthermore, a-Si has a relatively smaller absorption coefficient in the long wavelength region than in the short wavelength region of the visible light region, which makes it difficult to match with semiconductor lasers currently in practical use. However, there is still room for improvement in that when a commonly used halogen lamp or fluorescent lamp is used as a light source, it is not possible to effectively use light on the longer wavelength side. In addition, if the amount of irradiated light that reaches the support increases without being sufficiently absorbed in the photoconductive layer, the reflectance of the support itself to the light that passes through the photoconductive layer will decrease. When the value is high, interference due to multiple reflections occurs within the photoconductive layer, which is one of the causes of "blurring" of images. This effect becomes greater as the irradiation spot is made smaller in order to increase the resolution, and is a major problem especially when a semiconductor laser is used as the light source. Furthermore, when forming a photoconductive layer with an a-Si material, in order to improve its electrical and photoconductive properties, hydrogen atoms, halogen atoms such as fluorine atoms, chlorine atoms, etc., and control of electrical conductivity are added. For this reason, boron atoms, phosphorus atoms, etc., or other atoms for improving properties, are contained in the photoconductive layer as constituent atoms, but the manner in which these constituent atoms are contained depends on the may cause problems in the electrical or photoconductive properties of the formed layer. That is, for example, the lifetime of the photocarrier generated by light irradiation in the formed photoconductive layer may not be sufficient, or the injection of charge from the support side in a dark area may not be sufficiently prevented. There are many cases. Furthermore, if the layer thickness exceeds 10 microns or more, the layer may lift or peel off from the surface of the support, or cracks may develop as the time passes for the layer to stand in the air after being removed from the vacuum deposition chamber for layer formation. It was a victory because it brought about phenomena such as this. This phenomenon often occurs especially when the support is a drum-shaped support commonly used in the field of electrophotography, and it is an issue that should be solved in order to improve stability over time. It is. Therefore, while efforts are being made to improve the properties of the a-Si material itself, it is necessary to take measures to solve all of the above-mentioned problems when designing photoconductive members. The present invention has been made in view of the above points, and includes a
-As a result of comprehensive research and consideration of Si from the viewpoint of its usability and applicability as a photoconductive member used in electrophotographic image forming members, solid-state imaging devices, reading devices, etc., we have discovered that silicon atoms (Si) and germanium atom (Ge) as a matrix, and a hydrogen atom
(H) or a halogen atom (X), so-called hydrogenated amorphous silicon germanium, halogenated amorphous silicon germanium, or halogen-containing hydrogenated amorphous silicon germanium [hereinafter collectively referred to as these] As a notation, “a-SiGe(H,
A photoconductive member having a photoreceptive layer exhibiting photoconductivity consisting of " Not only does it exhibit extremely excellent properties, but it also surpasses conventional photoconductive materials in every respect, especially as a photoconductive material for electrophotography, and it also has outstanding properties on the long wavelength side. This is based on the discovery that it has excellent absorption spectrum characteristics. The present invention has stable electrical, optical, and photoconductive properties at all times, is suitable for all environments with almost no restrictions on usage environments, and has excellent photosensitivity on the long wavelength side and is resistant to light fatigue. The main object of the present invention is to provide a photoconductive member that is extremely durable, does not exhibit any deterioration phenomenon even after repeated use, and has no or almost no residual potential observed. Another object of the present invention is to provide a photoconductive member that has high photosensitivity in the entire visible light range, has excellent matching with semiconductor lasers in particular, and has fast photoresponse. Another object of the present invention is to provide excellent adhesion between a layer provided on a support and the support and between each layer of laminated layers, and to have a dense and stable structural arrangement;
An object of the present invention is to provide a photoconductive member with high layer quality. Another object of the present invention is to have charge retention ability during charging treatment for electrostatic image formation to such an extent that ordinary electrophotography can be applied very effectively when applied as an image forming member for electrophotography. It is an object of the present invention to provide a photoconductive member which has excellent electrophotographic properties with sufficient electrophotographic properties and whose properties hardly deteriorate even in a humid atmosphere. Still another object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography that can easily produce high-quality images with high density, clear halftones, and high resolution. Yet another object of the present invention is high photosensitivity,
It is also an object to provide a photoconductive member having high signal-to-noise ratio characteristics and good electrical contact with the support. The photoconductive member of the present invention includes a support for the photoconductive member and a photoreceptive layer showing photoconductivity and made of an amorphous material containing silicon atoms and germanium atoms as a matrix, The receptor layer contains a substance that controls conductivity and carbon atoms, and the distribution concentration of germanium atoms in the photoreceptor layer decreases from the support side to the opposite side from the support side. It is characterized by The photoconductive member of the present invention designed to have the above-described layer structure can solve all of the problems described above, and has extremely excellent electrical, optical, and photoconductive properties. Indicates pressure resistance and usage environment characteristics. In particular, when used as an image forming member for electrophotography, there is no influence of residual potential on image formation, its electrical characteristics are stable, it is highly sensitive, and it is highly sensitive.
It has a high signal-to-noise ratio, has excellent light fatigue resistance and repeated use characteristics, and can stably and repeatedly produce high-quality images with high density, clear halftones, and high resolution. In addition, the photoconductive member of the present invention has a strong photoreceptive layer itself formed on the support and excellent adhesion to the support, and can be repeatedly used continuously at high speed for a long time. be able to. Further, the photoconductive member of the present invention has high photosensitivity in the entire visible light range, is particularly excellent in matching with semiconductor lasers, and has fast photoresponse. Hereinafter, the photoconductive member of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the layer configuration of a photoconductive member according to a first embodiment of the present invention. The photoconductive member 100 shown in FIG. 1 is made of a-SiGe (H,
X), contains carbon atoms, and has a photoreceptive layer 102 having photoconductivity. Photoreceptive layer 102
The germanium atoms contained therein are continuous in the layer thickness direction of the photoreceptive layer 102 and on the side opposite to the side where the support 101 is provided (the free surface of the photoreceptor layer 102). It is contained in the photoreceptive layer 102 so that it is more distributed on the support side (the interface side of the photoreceptive layer 102 with the support 101) than on the side). In the photoconductive member of the present invention, the distribution state of germanium atoms contained in the photoreceptive layer is as described above in the layer thickness direction, and in the in-plane direction parallel to the surface of the support. A uniform distribution is desirable. 2 to 10 show typical examples of the distribution state of germanium atoms contained in the photoreceptive layer of the photoconductive member of the present invention in the layer thickness direction. In FIGS. 2 to 10, the horizontal axis represents the content C of germanium atoms, the vertical axis represents the layer thickness of the photoreceptive layer exhibiting photoconductivity, and tB represents the surface of the photoreceptive layer on the support side. t T indicates the position on the surface of the photoreceptive layer opposite to the support side. That is, the photoreceptive layer containing germanium atoms is formed from the t B side toward the t T side. FIG. 2 shows a first typical example of the distribution state of germanium atoms contained in the photoreceptive layer in the layer thickness direction. In the example shown in FIG. 2, from the interface position t B where the surface of the support where the photoreceptive layer containing germanium atoms is formed and the surface of the photoreceptive layer contact, the germanium atoms are Distribution concentration C is C 1
Germanium atoms are contained in the formed photoreceptive layer while maintaining a constant value, and the distribution concentration C 2 is gradually and continuously decreased from the position t 1 to the interface position t T . At the interface position tT , the distribution concentration C of germanium atoms is C3 . In the example shown in FIG. 3, the distribution concentration C of the germanium atoms contained is from the position t B to the position t T
A distribution state is formed in which the concentration gradually and continuously decreases from C 4 until reaching C 5 at position t T . In the case of Fig. 4, the distribution concentration C of germanium atoms is constant at a concentration C6 from position t B to position t 2 , and gradually and continuously between position t 2 and position t T. reduced, and at position t T , the distribution concentration C
is substantially zero (substantially zero here means less than the detection limit amount). In the case of Fig. 5, the distribution concentration C of germanium atoms is gradually decreased continuously from the concentration C 8 from position t B to position t T , and becomes substantially zero at position t T. . In the example shown in FIG. 6, the distribution concentration C of germanium atoms between position t B and position t 3 is as follows:
The concentration C is a constant value of 9 , and at the position t T the concentration is
It is said to be C 10 . Between the position t 3 and the position t T , the distribution concentration C is linearly decreased from the position t 3 to the position t T . In the example shown in FIG. 7, the distribution concentration C takes a constant value of concentration C 11 from position t B to position t 4 ,
From position t4 to position tT , the distribution state is such that the concentration decreases linearly from C12 to C13 . In the example shown in FIG. 8, from position t B to position t T
Up to , the distribution concentration C of germanium atoms decreases linearly from the concentration C 14 to substantially zero. In FIG. 9, the distribution concentration C of germanium atoms from position t B to position t 5 is the concentration C 15
The concentration C is linearly decreased to 16 , and the position t 5
An example is shown in which the concentration C 16 is kept at a constant value between and the position t T . In the example shown in FIG. 10, the distribution concentration C of germanium atoms is a concentration C 17 at the position t B , and from this concentration C 17 it gradually decreases until reaching the position t 6 , and then at t 6 . It decreases rapidly near the position, and becomes the concentration C18 at the position t6 . Between position t 6 and position t 7 , the concentration is decreased rapidly at first, then slowly and gradually decreased to reach C 19 at position t 7 , and then between position t 7 and position t 8 Then, it is gradually reduced very slowly, reaching the concentration C 20 at position t 8 . Between position t8 and position tT , the concentration is reduced from C20 to substantially zero according to a curve shaped as shown in the figure. As described above with reference to FIGS. 2 to 10, some typical examples of the distribution state of germanium atoms contained in the photoreceptive layer in the layer thickness direction, in the present invention, germanium atoms are The light-receiving layer is provided with a distribution state of germanium atoms having a portion where the distribution concentration C of atoms is high, and a portion where the distribution concentration C is considerably lower on the interface tT side than on the support side. There is. The photoreceptive layer constituting the photoconductive member of the present invention preferably has a localized region (A) containing germanium atoms at a relatively high concentration on the support side as described above. desirable. In the present invention, the localized region (A) can be explained using the symbols shown in FIGS. 2 to 10, and can be defined as the interface position.
It is desirable that it be provided within 5μ from tB . In the present invention, the localized region (A) may be the entire layer region (L T ) up to 5μ thick from the interface position t B , or may be a part of the layer region (L T ). In some cases, it may be done. Whether the localized region (A) is a part or all of the layer region (L T ) is appropriately determined according to the characteristics required of the photoreceptive layer to be formed. The localized region (A) has a distribution state of germanium atoms contained therein in the layer thickness direction, and the maximum value C nax of the distribution concentration C of germanium atoms is preferably 1000 atomic ppm or more with respect to the sum with silicon atoms. , more preferably 5000 atomic ppm or more, optimally 1×10 4 atomic ppm or more. That is, in the present invention, the photoreceptive layer containing germanium atoms has a layer thickness from the support side.
It is preferable to form the layer so that the maximum value C nax of the distribution concentration C exists within 5 μm (a layer region with a thickness of 5 μm from t B ). In the present invention, the content of germanium atoms contained in the photoreceptive layer is appropriately determined as desired so as to effectively achieve the object of the present invention, but the content of germanium atoms contained in the photoreceptive layer is Preferably 1
~9.5× 105 atomic ppm, more preferably 100-8
×10 5 atomic ppm, optimally 500 to 7×
10 5 atomic ppm. In the photoconductive member of the present invention, the distribution state of germanium atoms in the photoreceptive layer is such that germanium atoms are continuously distributed in the entire layer region, and the distribution concentration C of germanium atoms in the layer thickness direction is supported. Since the change decreases from the body side toward the free surface side of the photoreceptive layer, it is possible to obtain the required characteristics by arbitrarily designing the rate of change curve of the distribution concentration C as desired. The photoreceptive layer can be realized as desired. For example, the distribution concentration C of germanium atoms in the photoreceptive layer can be changed so that the distribution concentration C of germanium is sufficiently increased on the support side and as low as possible on the free surface side of the photoreceptor layer. By providing a distribution density curve, photosensitization can be achieved for light of wavelengths in the entire range from relatively short wavelengths to relatively long wavelengths, including the visible light region. In addition, as will be described later, by extremely increasing the distribution concentration C of germanium atoms at the end of the photoreceptive layer on the support side, when a semiconductor laser is used, the laser irradiation side of the photoreceptor layer is Light on the long wavelength side that is not fully absorbed can be substantially completely absorbed in the support side end layer region of the photoreceptive layer, effectively preventing interference due to opposition from the support surface. You can. In the photoconductive member of the present invention, for the purpose of increasing photosensitivity and dark resistance, and further improving the adhesion between the support and the photoreceptive layer, the photoreceptive layer contains Contains carbon atoms. The carbon atoms contained in the photoreceptive layer may be uniformly contained in the entire layer area of the photoreceptive layer, or may be contained in only some layer areas of the photoreceptive layer and unevenly distributed. . Further, the distribution state of carbon atoms may be such that the distribution concentration C (C) is uniform in the layer thickness direction of the photoreceptive layer, or the distribution state of germanium atoms as explained using FIGS. 2 to 10. Similarly, it may be non-uniform in the layer thickness direction. The distribution state of carbon atoms when the distribution concentration C (C) of carbon atoms is non-uniform in the layer thickness direction can be explained in the same way as the case of germanium atoms using FIGS. 2 to 10. In the present invention, when the main purpose of the layer region (C) containing carbon atoms provided in the photoreceptive layer is to improve photosensitivity and dark resistance, the entire layer region of the photoreceptive layer is When the main purpose is to strengthen the adhesion between the support and the light-receiving layer, the light-receiving layer is provided so as to occupy the support-side end layer region of the light-receiving layer. In the former case, the content of carbon atoms in the layer region (C) is kept relatively low in order to maintain high photosensitivity, while in the latter case, it ensures enhanced adhesion with the support. Therefore, it is desirable to have a relatively large amount. In addition, in order to achieve both the former and the latter at the same time, it is necessary to distribute it at a relatively high concentration on the support side and at a relatively low concentration on the free surface side of the photoreceptive layer, or In the surface layer region on the free surface side of the light-receiving layer, a distribution state of carbon atoms may be formed in the layer region (C) such that carbon atoms are not actively contained therein. In the present invention, the layer region provided in the photoreceptive layer
The content of carbon atoms contained in (C) depends on the characteristics required for the layer region (C) itself, or when the layer region (C) is provided in direct contact with the support. It can be selected as appropriate based on the organic relationship, such as the relationship with the properties at the contact interface with the support. In addition, when another layer region is provided in direct contact with the layer region (C), the relationship with the characteristics of the other layer region and the characteristics at the contact interface with the other layer region. The content of oxygen atoms is appropriately selected taking into account the following. The amount of carbon atoms contained in the layer region (C) is determined as desired depending on the properties required of the photoconductive member to be formed, but is preferably 0.001.
~50atomic%, more preferably 0.002~
40 atomic%, optimally 0.003 to 30 atomic%. In the present invention, whether the layer region (C) occupies the entire area of the photoreceptive layer or does not occupy the entire area of the photoreceptor layer, the layer thickness T 0 of the layer area (C) is equal to the layer thickness T of the photoreceptor layer. When the proportion of carbon atoms in the layer region (C) is sufficiently large, it is desirable that the upper limit of the content of carbon atoms contained in the layer region (C) is sufficiently smaller than the above value. In the case of the present invention, if the layer thickness T 0 of the layer region (C) accounts for two-fifths or more of the layer thickness T of the photoreceptive layer, The upper limit of the amount of carbon atoms contained in is preferably 30 atomic%
Hereinafter, it is more preferably 20 atomic % or less, optimally 10 atomic % or less. In the present invention, the layer region (C) containing carbon atoms constituting the photoreceptive layer is the localized region (B) containing carbon atoms at a relatively high concentration on the support side as described above. It is desirable that the support be provided as having the following properties, and in this case, the adhesion between the support and the light-receiving layer can be further improved. The localized region (B) is desirably provided within 5 μm from the interface position tB , if explained using the symbols shown in FIGS. 2 to 10. In the present invention, the localized region (B) may be the entire layer region (L T ) up to 5μ thick from the interface position B , or it may be a part of the layer region (L T ). In some cases. Whether the localized region (B) is a part or all of the layer region (L T ) is appropriately determined depending on the characteristics required of the photoreceptive layer to be formed. The localized region (B) has a distribution concentration C of carbon atoms as the distribution state of the carbon atoms contained therein in the layer thickness direction.
(C) The layer is formed so that a distribution state can be obtained in which the maximum value C nax is preferably 500 atomic ppm or more, more preferably 800 atomic ppm or more, and optimally 1000 atomic ppm or more. That is, in the present invention, the layer region (C) containing carbon atoms has a layer thickness of 5 μm or less from the support side (t B
The maximum value C nax of the distribution concentration C (C) in the layer region with a thickness of 5μ from
It is desirable that the structure be formed in such a way that it exists. In the photoconductive member of the present invention, the photoreceptive layer containing germanium atoms contains a substance (C) that controls the conduction characteristics, so that the conduction characteristics of the photoreceptor layer can be controlled as desired. It can be controlled arbitrarily. Such substances (C) include so-called impurities in the semiconductor field, and in the present invention, a-
For SiGe (H, Specifically, p-type impurities include atoms belonging to a group of the periodic table (group atoms), such as B (boron), Al (aluminum), Ga (gallium), In (indium), and Tl (thallium). Among them, B and Ge are particularly preferably used. As n-type impurities, atoms belonging to the group of the periodic table (group atoms), such as P (phosphorus), As (arsenic),
Sb (antimony), Bi (bismuth), etc. are used, and P and As are particularly preferably used. In the present invention, the content of the substance (C) that controls the conduction properties contained in the photoreceptive layer is determined based on the conduction properties required for the photoreceptor layer, or the content of the substance (C) that controls the conduction properties contained in the photoreceptor layer. It can be appropriately selected depending on the organic relationship, such as the relationship with the characteristics at the contact interface with the support provided. In addition, when the substance for controlling the conduction properties is contained in the photoreceptive layer locally in a desired layer region of the photoreceptor layer, particularly at the edge of the photoreceptor layer on the side of the support. When containing in the substratum region (E),
The content of the substance that controls the conduction properties is determined by taking into account the characteristics of other layer regions provided in direct contact with the layer region and the relationship with the characteristics at the contact interface with the other layer regions. Selected appropriately. In the present invention, the content of the substance (C) that controls conduction properties contained in the photoreceptive layer is preferably as follows:
0.01~5× 104 atomic ppm, more preferably 0.5~
1×10 4 atomic ppm, optimally 1-5×
10 3 atomic ppm. In the present invention, the content of the substance (C) that controls conduction characteristics in the layer region containing the substance is preferably 30 atomic ppm or more, preferably 50 atomic ppm or more.
ppm or more, optimally 100 atomic ppm or more, the substance (C) is preferably contained locally in some layer regions of the photoreceptive layer, especially at the edge of the support side of the photoreceptive layer. It is desirable to have it unevenly distributed in the substratum region (E). Among the above, by containing a substance that controls the conduction characteristics in the support side end layer region (E) of the photoreceptive layer in a content that is equal to or more than the above value, for example, the substance to be contained can be When (C) is the above-mentioned p-type impurity, it effectively prevents injection of electrons from the support side into the photoreceptive layer when the free surface of the photoreceptive layer is subjected to polar charging treatment. and when the substance to be contained is the n-type impurity,
When the free surface of the photoreceptive layer is polarized, injection of holes from the support side into the photoreceptor layer can be effectively prevented. In this way, when the end layer region (E) contains a substance that controls conductivity of one polarity, the remaining layer region of the photoreceptive layer, that is, the end layer region (E)
The layer region (Z) excluding the part may contain a substance that controls the conduction characteristics of the other polarity, or the material that controls the conduction characteristics of the same polarity may be added to the end layer region (Z). ) may be contained in an amount much smaller than the actual amount contained in (). In such a case, the content of the substance controlling the conduction properties contained in the layer region (Z) can be determined as desired depending on the polarity and content of the substance contained in the end layer region (E). Although it is determined appropriately according to the
It is estimated to be 200 atomic ppm. In the present invention, when the end layer region (E) and the layer region (Z) contain the same type of substance governing conductivity, the content in the layer region (Z) is as follows:
It is desirable to set it to 30 atomic ppm or less. In addition to the above-mentioned cases, in the present invention, the photoreceptive layer contains a layer region containing a substance controlling conductivity having one polarity, and a substance controlling conductivity having the other polarity. It is also possible to provide a so-called depletion layer in the contact region by directly contacting a layer region containing . clogging, e.g. in the photoreceptive layer;
A depletion layer can be provided by providing the layer region containing the p-type impurity and the layer region containing the n-type impurity in direct contact to form a so-called pn junction. In the present invention, specific examples of the halogen atom (X) contained in the light-receiving layer as required include fluorine, chlorine, bromine, and iodine, with fluorine and chlorine being particularly preferred. It can be mentioned as such. In the present invention, the photoreceptive layer composed of a-SiGe (H, will be accomplished. For example, by the glow discharge method, a-
To form a photoreceptive layer composed of SiGe (H, Ge) raw material gas for supply,
Raw material gas or / for introducing hydrogen atoms (H) as necessary
and a raw material gas for introducing halogen atoms (X),
The distribution of germanium atoms contained on the surface of a predetermined support that has been placed at a predetermined position in advance by introducing a gas at a desired pressure into a deposition chamber whose interior can be reduced in pressure to generate a glow discharge within the deposition chamber. While controlling the concentration according to the desired rate of change curve, a-
A layer made of SiGe(H,X) may be formed.
In addition, when forming by a sputtering method, for example, a target made of Si, or a target made of Si and Ge in an atmosphere of an inert gas such as Ar or He, or a mixed gas based on these gases. Using two targets, or with Si
Using a Ge mixed target, source gas for Ge supply diluted with diluent gas such as He or Ar as necessary, and hydrogen atoms (H) as necessary.
Or/and a gas for introducing halogen atoms (X),
The target is sputtered while introducing it into a deposition chamber for sputtering and forming a plasma atmosphere of a desired gas, and controlling the gas flow rate of the raw material gas for supplying Ge according to a desired rate of change curve. Good. In the case of the ion plating method, for example, polycrystalline silicon or single crystal silicon and polycrystalline germanium or single crystal germanium are housed in a deposition boat as evaporation sources, and the evaporation sources are heated using a resistance heating method or an electron beam. Law (EB Law)
This can be carried out in the same manner as in the sputtering method, except that the evaporated material is heated and evaporated by a method such as the above method, and the flying evaporated material is passed through a desired gas plasma atmosphere. Substances that can be used as raw material gas for supplying Si used in the present invention include SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 ,
Gaseous or gasifiable silicon hydride (silanes) such as Si 4 H 10 can be effectively used, especially because of its ease of handling during layer creation work and good Si supply efficiency. In this respect, SiH 4 and Si 2 H 6 are preferred. Substances that can be used as raw material gas for supplying Ge include GeH 4 , Ge 2 H 6 , Ge 3 H 8 ,
Ge 4 H 10 , Ge 5 H 12 , Ge 6 H 14 , Ge 7 H 16 , Ge 8 H 18 ,
Germanium hydride in a gaseous state or that can be gasified, such as Ge 9 H 20 , can be effectively used. In particular, GeH 4 , Ge2H6 , Ge3H8
are listed as preferred. Many halogen compounds are effective as the raw material gas for introducing halogen atoms used in the present invention, such as halogen gas, halogen compounds, and gaseous or gasifiable halogens such as silane derivatives substituted with interhalogen compounds. Compounds are mentioned as preferred. Further, a silicon hydride compound containing a halogen atom, which is in a gaseous state or can be gasified and whose constituent elements are a silicon atom and a halogen atom, can also be mentioned as an effective compound in the present invention. Specifically, halogen compounds that can be suitably used in the present invention include fluorine, chlorine, bromine,
Iodine halogen gas, BrF, ClF, ClF 3 ,
Examples include interhalogen compounds such as BrF 5 , BrF 3 , IF 3 , IF 7 , ICl, and IBr. Preferred examples of silicon compounds containing halogen atoms, so-called silane derivatives substituted with halogen atoms, include silicon halides such as SiF 4 , Si 2 F 6 , SiCl 4 , and SiBr 4 . I can do it. When forming the characteristic photoconductive member of the present invention using a glow discharge method using such a silicon compound containing a halogen atom, the material gas that can supply Si together with the material gas for supplying Ge is used. A light-receiving layer made of a-SiGe containing halogen atoms can be formed on a desired support without using silicon hydride gas. When manufacturing a light-receiving layer containing halogen atoms according to the glow discharge method, basically, for example, silicon halide is used as a raw material gas for supplying Si, germanium hydride is used as a raw material gas for supplying Ge, Ar,
Gases such as H 2 and He are introduced at a predetermined mixing ratio and gas flow rate into the deposition chamber where the photoreceptive layer is formed, and a glow discharge is generated to form a plasma atmosphere of these gases. In particular, it is possible to form a light-receiving layer on a desired support, but in order to make it easier to control the ratio of hydrogen atoms introduced, hydrogen gas or hydrogen may be added to these gases. A layer may be formed by mixing a desired amount of silicon compound gas containing atoms. Moreover, each gas may be used not only as a single species but also as a mixture of multiple species at a predetermined mixing ratio. In order to introduce halogen atoms into the layer formed by either the sputtering method or the ion plating method, a gas of the above-mentioned halogen compound or a silicon compound containing the above-mentioned halogen atoms is introduced into the deposition chamber. It is sufficient to form a plasma atmosphere of the gas. In addition, when introducing hydrogen atoms, a raw material gas for introducing hydrogen atoms, such as H 2 or the above-mentioned silanes and/or germanium hydride, is introduced into the deposition chamber for sputtering. It is sufficient to form a gaseous plasma atmosphere. In the present invention, the above-mentioned halogen compounds or halogen-containing silicon compounds are effectively used as raw material gases for introducing halogen atoms, but in addition, HF, HCl,
Hydrogen halides such as HBr, HI, SiH 2 F 2 ,
Halogen-substituted silicon hydrides such as SiH 2 I 2 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiH 2 Br 2 , SiHBr 3 , and GeHF 3 ,
GeH 2 F 2 , GeH 3 F, GeHCl 3 , GeH 2 Cl 2 ,
GeH 3 Cl, GeHBr 3 , GeH 2 Br 2 , GeH 3 Br,
Hydrogenated germanium halides such as GeHI 3 , GeH 2 I 2 , GeH 3 I, etc. Halogen compounds containing hydrogen atoms as one of their constituents GeF 4 , GeCl 4 , GeBr 4 ,
Germanium halides such as GeI 4 , GeF 2 , GeCl 2 , GeBr 2 , GeI 2 and other gaseous or gasifiable substances can also be mentioned as effective starting materials for forming the photoreceptor layer. Among these substances, halides containing hydrogen atoms introduce hydrogen atoms, which are extremely effective in controlling electrical or photoelectric properties, at the same time as halogen atoms are introduced into the layer when forming the photoreceptive layer. , is used as a suitable raw material for introducing halogen in the present invention. In order to structurally introduce hydrogen atoms into the photoreceptive layer, in addition to the above, H 2 , SiH 4 , Si 2 H 6 ,
Silicon hydride such as Si 3 H 8 , Si 4 H 10 and a germanium compound for supplying Ge, or GeH 4 ,
Ge 2 H 6 , Ge 3 H 8 , Ge 4 H 10 , Ge 5 H 12 , Ge 6 H 14 ,
This can also be done by coexisting germanium hydride such as Ge 7 H 16 , Ge 8 H 18 , Ge 9 H 20 , and silicon or a silicon compound for supplying Si in the deposition chamber to generate a discharge. I can do it. In a preferred example of the present invention, the amount of hydrogen atoms (H) contained in the light receiving layer of the light guide member to be formed,
Or the amount of halogen atoms (X) or the sum of the amounts of hydrogen atoms and halogen atoms (H+X) is preferably
0.01-40atomic%, more preferably 0.05-30atomic%
%, optimally 0.1 to 25 atomic%. In order to control the amount of hydrogen atoms (H) and/or halogen atoms (X) contained in the photoreceptive layer, for example, the support temperature or/and the amount of hydrogen atoms (H) or halogen atoms (X) contained What is necessary is to control the amount of starting material used for this purpose introduced into the deposition system, the discharge power, etc. In the present invention, in order to provide the layer region (C) containing carbon atoms in the photoreceptive layer, when forming the photoreceptive layer, the starting material for introducing carbon atoms is added to the above-mentioned starting material for forming the photoreceptive layer. It may be used together with the starting material and contained in the formed layer while controlling its amount. When a glow discharge method is used to form the layer region (C), a starting material for introducing carbon atoms is added to a material selected as desired from among the starting materials for forming the photoreceptive layer described above. It will be done. As the starting material for introducing carbon atoms, most of the gaseous substances having at least carbon atoms as a constituent atom or the gasified substances that can be gasified can be used. For example, a raw material gas containing silicon atoms (Si), a raw material gas containing carbon atoms (C), and hydrogen atoms (H) or halogen atoms (X) as necessary. Either a raw material gas is mixed at a desired mixing ratio, or a raw material gas containing silicon atoms (Si) and carbon atoms (C) is used.
and hydrogen atoms (H) as constituent atoms. The raw material gas is also mixed at a desired mixing ratio, or the raw material gas whose constituent atoms are silicon atoms (Si), carbon atoms (C), and hydrogen atoms (H) are mixed. It is possible to mix and use a raw material gas having three constituent atoms. Also, separately, silicon atoms (Si) and hydrogen atoms (H)
A raw material gas containing carbon atoms (C) as constituent atoms may be mixed with a raw material gas containing carbon atoms (C) as constituent atoms. Examples of those having C and G as constituent atoms include saturated hydrocarbons having 1 to 5 carbon atoms, ethylene hydrocarbons having 2 to 5 carbon atoms, acetylene hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms, and the like. Specifically, saturated hydrocarbons include methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), propane (C 3 H 8 ), n
-Butane (n-C 4 H 10 ), pentane (C 5 H 12 ), ethylene hydrocarbons include ethylene (C 2 H 4 ),
Propylene (C 3 H 6 ), 1-butene (C 4 H 8 ), 2-butene (C 4 H 8 ), isobutylene (C 4 H 8 ), pentene (C 5 H 10 ), and acetylenic hydrocarbons include: Examples include acetylene (C 2 H 2 ), methylacetylene (C 3 H 4 ), butyne (C 4 H 6 ), and the like. In addition to these, alkyl silicides such as Si(CH 3 ) 4 and Si(C 2 H 4 ) 4 can be cited as raw material gases containing Si, C, and H as constituent atoms. In the present invention, the layer region (C) may further contain oxygen atoms and/or nitrogen atoms in addition to carbon atoms in order to further enhance the effects obtained by carbon atoms. Examples of raw material gases for introducing oxygen atoms into the layer region (C) include oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), nitrogen monoxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), Nitrogen monoxide (N 2 O), nitrogen sesquioxide (N 2 O 3 ), trinitrogen tetraoxide (N 2 O 4 ), nitrogen pentoxide (N 2 O 5 ), nitrogen trioxide (NO 3 ), silicon atoms The constituent atoms are (Si), oxygen atom (O), and hydrogen atom (H). Examples include lower siloxanes such as disiloxane (H 3 SiOSiH 3 ) and trisiloxane (H 3 SiOSiH 2 OSiH 3 ). Effective raw material gases for introducing nitrogen atoms (N) used to introduce nitrogen into the layer region (C) include those containing N as a constituent atom or containing N and H as constituent atoms. For example, nitrogen (N 2 ), ammonia (NH 3 ), hydrazine (H 2 NNH 2 ), hydrogen azide (HN 3 ), ammonium azide (NH 4 N 3 )
Nitrogen compounds such as gaseous or gasifiable nitrogen, nitrides and azide compounds can be mentioned. In addition to this, in addition to introducing nitrogen atoms (N),
Nitrogen halides such as nitrogen trifluoride (F 3 N) and nitrogen tetrafluoride (F 4 N 2 ) can be used since they can also introduce halogen atoms (X). To form a layer region (C) containing carbon atoms by sputtering, a single crystal or polycrystalline
This can be carried out by sputtering a Si wafer, a C wafer, or a wafer containing a mixture of Si and C in various gas atmospheres. For example, if a Si wafer is used as a target, carbon atoms and optionally hydrogen atoms or/
The raw material gas for introducing halogen atoms is diluted with a diluting gas as necessary and introduced into a sputtering deposition chamber, and a gas plasma of these gases is formed to sputter the Si wafer. Good. Alternatively, by using Si and C as separate targets or by using a single mixed target of Si and C, at least hydrogen atoms can be formed in an atmosphere of diluted gas as sputtering gas or at least hydrogen atoms. (H)
Or/and by sputtering in a gas atmosphere containing halogen atoms (X) as constituent atoms. As the raw material gas for carbon atom introduction, the raw material gas for carbon atom introduction among the raw material gases shown in the glow discharge example described above can be used as an effective gas also in the case of sputtering. In the present invention, when a layer region (C) containing carbon atoms is provided when forming a photoreceptive layer, the layer region (C)
In order to change the distribution concentration C(C) of carbon atoms contained in (C) in the layer thickness direction and form a layer region color having a desired depth profile in the layer thickness direction, glow discharge is required. In this case, in order to change the distribution concentration C(C), the starting material gas for introducing carbon atoms is
This is accomplished by introducing the gas into the deposition chamber while appropriately changing the gas flow rate according to a desired rate of change curve. For example, the opening of a predetermined needle valve provided in the middle of the gas flow path system may be gradually changed by some commonly used means such as manually or by an externally driven motor. At this time, the rate of change in the flow rate does not need to be linear; for example, a microcomputer or the like may be used to control the flow rate to a rate-of-change curve designed in advance to obtain a desired content rate curve. When forming the layer region (C) by the sputtering method, the distribution concentration C (C) of carbon atoms in the layer thickness direction is changed in the layer thickness direction to obtain a desired distribution state (depth) of carbon atoms in the layer thickness direction. First, as in the glow discharge method, the starting material for introducing carbon atoms is used in a gaseous state, and the gas flow rate when introducing the gas into the deposition chamber is controlled. This can be done by appropriately changing it as desired. Second, the target for sputtering,
For example, if a target containing a mixture of Si and C is used, this can be done by changing the mixing ratio of Si and C in advance in the direction of the layer thickness of the target. In order to structurally introduce a substance that controls conduction properties, such as a group atom or a group atom, into the photoreceptive layer, a starting material for introducing a group atom or a group atom is introduced during layer formation. The starting materials for forming the photoreceptor layer may be introduced in gaseous form into the deposition chamber together with other starting materials for forming the photoreceptor layer. As a starting material for introducing such group atoms, it is desirable to employ a material that is gaseous at room temperature and pressure, or that can be easily gasified at least under layer-forming conditions. As starting materials for introducing such group atom, specifically, for introducing boron atom, B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 9 , B 5 H 11 , B 6 H 10 ,
Boron hydride such as B 6 H 12 , B 6 H 14 , BF 3 , BCl 3 ,
Examples include boron halides such as BBr 3 . Other examples include AlCl 3 , GaCl 3 , Ga(CH 3 ) 3 , InCl 3 and TlCl 3 . In the present invention, effective starting materials for introducing group atoms include hydrogenated phosphorus such as PH 3 , P 2 H 4 , PH 4 I, PF 3 ,
Examples include phosphorus halides such as PF5 , PCl3 , PCl5 , PBr3 , PBr5 , PI3 . In addition, AsH 3 , AsF 3 ,
AsCl 3 , AsBr 3 , AsF 5 , SbH 3 , SbF 3 , SbF 5 ,
SbCl 3 , SbCl 5 , BiH 3 , BiCl 3 , BiBr 3 and the like can also be mentioned as effective starting materials for introducing group atoms. The layer thickness of the photoreceptive layer in the photoconductive member of the present invention is appropriately determined as desired so that photocarriers generated in the photoreceptor layer are efficiently transported, and is preferably 1 to 100 μm. More preferably 1~
80μ, optimally 2 to 50μ. The support used in the present invention may be electrically conductive or electrically insulating. Examples of the conductive support include NiCr, stainless steel, Al, Cr, Mo,
Examples include metals such as Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, and Pd, and alloys thereof. As the electrically insulating support, films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose, acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, glass, ceramic, paper, etc. are usually used. Ru. It is desirable that at least one surface of these electrically insulating supports is subjected to a conductive treatment, and another layer is provided on the conductive treated surface side. For example, if it is glass, its surface may include NiCr, Al, etc.
Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd,
Conductivity can be imparted by providing a thin film made of In 2 O 3 , SnO 2 , ITO (In 2 O 3 +SnO 2 ), etc., or if it is a synthetic resin film such as polyester film, NiCr, Al, Ag , Pb, Zn, Ni, Au,
A thin film of metal such as Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, etc. is provided on the surface by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, etc., or the surface is laminated with the above metal. conductivity is imparted to the The shape of the support may be any shape such as a cylinder, a belt, or a plate, and the shape is determined as desired. For example, the photoconductive member 100 shown in FIG. If used as a member, in the case of continuous high-speed copying, it is desirable to have an endless belt shape or a cylindrical shape. The thickness of the support is determined appropriately so that the desired photoconductive member is formed, but if flexibility is required as a photoconductive member, the support can sufficiently function as a support. It is made as thin as possible within this range. However, in such cases, in manufacturing and handling of the support,
From the viewpoint of mechanical strength, etc., the thickness is preferably 10μ or more. Next, an outline of an example of the method for manufacturing a photoconductive member of the present invention will be explained. FIG. 11 shows an example of an apparatus for manufacturing the photoconductive member of the present invention. Gas cylinders 1102 to 1106 in the diagram include
The raw material gas for forming the photoconductive member of the present invention is sealed, for example, 110
2 is SiH 4 gas diluted with He (99.999% purity,
Hereinafter, it will be abbreviated as SiH 4 /He. ) cylinder, 1103 is He
GeH4 gas diluted with (purity 99.999% or less)
Abbreviated as GeH 4 /He. ) cylinder, 1104 is B 2 H 6 gas diluted with He (purity 99.99%, hereinafter referred to as B 2 H 6 /
Abbreviated as He. ) cylinder, 1105 is C 2 H 4 gas (purity 99.999%) cylinder, 1106 is H 2 gas (purity
99.999%) cylinder. In order to flow these gases into the reaction chamber 1101, valves 112 of gas cylinders 1102 to 1106 are used.
2-1126, confirm that the leak valve 1135 is closed, and also check that the inflow valve 1112-1126 is closed.
After confirming that the outflow valves 1117 to 1121 and the auxiliary valves 1132 and 1133 are open, the main valve 1134 is first opened to exhaust the reaction chamber 1101 and each gas pipe. Next, when the reading on the vacuum gauge 1136 reaches approximately 5×10 -6 torr, the auxiliary valves 1132 and 1133 and the outflow valves 1117 to 1121 are closed. Next, to give an example of forming a light-receiving layer on the cylindrical substrate 1137, the gas cylinder 11
SiH 4 /He gas from 02, GeH 4 /He gas from gas cylinder 1103, GeH 4 /He gas from gas cylinder 1104
B 2 H 6 /He gas, C 2 H 4 from gas cylinder 1105
Gas is supplied to the mass flow controllers 1107 to 1110 by opening the valves 1122 to 1125 to adjust the pressure of the outlet pressure gauges 1127 to 1130 to 1 Kg/cm 2 and gradually opening the inflow valves 1112 to 1115.
Let them flow into each other. Subsequently, the outflow valve 11
17 to 1120, the auxiliary valve 1132 is gradually opened to allow each gas to flow into the reaction chamber 1101.
At this time , the outflow valves 1117 ~
1120 and the opening of the main valve 1134 while checking the reading on the vacuum gauge 1136 so that the pressure inside the reaction chamber 1101 reaches the desired value. Then, the temperature of the base 1137 becomes higher than that of the heating heater 1.
After confirming that the temperature is set in the range of 50 to 400 °C by 138, the power supply 1140 is set to the desired power to generate a glow discharge in the reaction chamber 1101, while at the same time generating a pre-designed rate of change curve. Therefore, the GeH 4 /He gas flow rate is controlled by gradually changing the opening of the valve 1118 manually or by means such as an externally driven motor, so that the germanium atoms contained in the formed layer are controlled. Control distribution concentration. In this way, a-SiGe (H, A layer region (B, C) composed of X) is formed to a desired layer thickness. At the stage when the layer regions (B, C) have been formed to the desired layer thickness, the same conditions are applied except that the outflow valves 1119 and 1120 are completely closed, respectively, and the discharge conditions are changed as necessary. By maintaining the glow discharge for a desired time according to the procedure, the layer regions (B, C) contain neither boron atoms (B) nor carbon atoms (C), but according to the rate of change curve described above. A distribution state of germanium atoms is formed.
An upper layer region composed of a-SiGe (H,X) is formed to complete the formation of the photoreceptive layer. When forming the above-mentioned photoreceptive layer, after a desired period of time has elapsed after the start of the layer formation, the deposition chamber is
By stopping the flow of B 2 H 6 /He gas or C 2 H 4 gas, the layer thicknesses of the layer region containing boron atoms (B) and the layer region containing carbon atoms (C) can be adjusted as desired. can be controlled. Also, according to a desired rate of change curve, the deposition chamber 110
By controlling the gas flow rate of C 2 H 4 gas to the layer region (C), the distribution state of carbon atoms contained in the layer region (C) can be formed as desired. During layer formation, the base 1137 is preferably rotated at a constant speed by a motor 1139 in order to ensure uniform layer formation. Example 1 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, GeH 4 /He was deposited on a cylindrical Al substrate under the conditions shown in Table 1 and according to the rate of change curve of the gas flow rate ratio shown in FIG.
An image forming member for electrophotography was obtained by forming a layer by changing the gas flow rate ratio of gas and SiH 4 /He gas with the elapsed time of layer formation. The image forming member thus obtained was placed in a charging exposure experimental device, corona charged at 5.0 kV for 0.3 seconds, and immediately irradiated with a light image. A tungsten lamp light source was used to irradiate the optical image, and a light intensity of 2lux·sec was irradiated through a transmission type test chart. Immediately thereafter, a good toner image was obtained on the imaging member surface by cascading a chargeable developer (including toner and carrier) onto the imaging member surface. the toner image on the imaging member;
When transferred onto transfer paper using 5.0kV corona charging, a clear, high-density image with excellent resolution and good gradation reproducibility was obtained. Example 2 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, the gas flow rates of GeH 4 /He gas and SiH 4 /He gas were adjusted according to the rate of change curve of the gas flow rate ratio shown in FIG. 13 under the conditions shown in Table 2. Layers were formed under the same conditions as in Example 1 except that the ratio was changed with the elapsed time of layer formation to obtain an electrophotographic image forming member. When an image was formed on a transfer paper using the image forming member thus obtained under the same conditions and procedures as in Example 1, an extremely clear image quality was obtained. Example 3 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, the gas flow rates of GeH 4 /He gas and SiH 4 /He gas were adjusted according to the change rate curve of the gas flow rate ratio shown in FIG. 14 under the conditions shown in Table 3. Layer formation was carried out in the same manner as in Example 1, except that the ratio was changed with the elapsed time of layer formation, and an electrophotographic image forming member was obtained. When an image was formed on a transfer paper using the image forming member thus obtained under the same conditions and procedures as in Example 1, an extremely clear image quality was obtained. Example 4 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, the gas flow rates of GeH 4 /He gas and SiH 4 /He gas were adjusted according to the rate of change curve of the gas flow rate ratio shown in FIG. 15 under the conditions shown in Table 4. Layer formation was carried out in the same manner as in Example 1, except that the ratio was changed with the elapsed time of layer formation, and an electrophotographic image forming member was obtained. When an image was formed on a transfer paper using the image forming member thus obtained under the same conditions and procedures as in Example 1, an extremely clear image quality was obtained. Example 5 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, the gas flow rates of GeH 4 /He gas and SiH 4 /He gas were adjusted according to the change rate curve of the gas flow rate ratio shown in FIG. 16 under the conditions shown in Table 5. Layer formation was carried out in the same manner as in Example 1, except that the ratio was changed with the elapsed time of layer formation, and an electrophotographic image forming member was obtained. When an image was formed on a transfer paper using the image forming member thus obtained under the same conditions and procedures as in Example 1, an extremely clear image quality was obtained. Example 6 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, the gas flow rates of GeH 4 /He gas and SiH 4 /He gas were adjusted according to the rate of change curve of the gas flow rate ratio shown in FIG. 17 under the conditions shown in Table 6. Layer formation was carried out in the same manner as in Example 1, except that the ratio was changed with the elapsed time of layer formation, and an electrophotographic image forming member was obtained. When an image was formed on a transfer paper using the image forming member thus obtained under the same conditions and procedures as in Example 1, an extremely clear image quality was obtained. Example 7 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, the gas flow rates of GeH 4 /He gas and SiH 4 /He gas were adjusted according to the rate of change curve of the gas flow rate ratio shown in FIG. 18 under the conditions shown in Table 7. Layers were formed under the same conditions as in Example 1 except that the ratio was changed with the elapsed time of layer formation to obtain an electrophotographic image forming member. When an image was formed on a transfer paper using the image forming member thus obtained under the same conditions and procedures as in Example 1, an extremely clear image quality was obtained. Example 8 The conditions in Table 1 in Example 1 were changed from Table 8 to
Layer formation was carried out under the same conditions as in Example 1, except that the conditions shown in Table 10 were used to obtain electrophotographic image forming members (Samples Nos. 801 to 803). For each of the image forming members thus obtained,
When an image was formed on a transfer paper under the same conditions and procedures as in Example 1, an extremely clear image quality was obtained. Example 9 Using the production apparatus shown in FIG. 11, GeH 4 /GeH 4 /
An electrophotographic image forming member was obtained by forming layers while changing the gas flow rate ratio of He gas and SiH 4 /He gas with the elapsed time of layer formation. The image forming member thus obtained was placed in a charging exposure experimental device, corona charged at 5.0 kV for 0.3 seconds, and immediately irradiated with a light image. A tungsten lamp light source was used to irradiate the optical image, and a light intensity of 2lux·sec was irradiated through a transmission type test chart. Immediately thereafter, a good toner image was obtained on the imaging member surface by cascading a chargeable developer (including toner and carrier) onto the imaging member surface. the toner image on the imaging member;
When transferred onto transfer paper using 5.0kV corona charging, a clear, high-density image with excellent resolution and good gradation reproducibility was obtained. Example 10 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, GeH 4 /GeH 4 /
An electrophotographic image forming member was obtained by forming layers while changing the gas flow rate ratio of He gas and SiH 4 /He gas with the elapsed time of layer formation. The image forming member thus obtained was placed in a charging exposure experimental device, corona charged at 5.0 kV for 0.3 seconds, and immediately irradiated with a light image. A tungsten lamp light source was used to irradiate the optical image, and a light intensity of 2lux·sec was irradiated through a transmission type test chart. Immediately thereafter, a good toner image was obtained on the imaging member surface by cascading a chargeable developer (including toner and carrier) onto the imaging member surface. the toner image on the imaging member;
When transferred onto transfer paper using 5.0kV corona charging, a clear, high-density image with excellent resolution and good gradation reproducibility was obtained. Example 11 Using the production apparatus shown in FIG. 11, the gas flow rate ratio of GeH 4 /He gas and SiH 4 /He gas was adjusted according to the rate of change curve of gas flow rate ratio shown in FIG. 13 under the conditions shown in Table 13. An electrophotographic image forming member was obtained by forming layers in the same manner as in Example 10, with the other conditions being the same as in Example 10, while changing the layer formation time. Examples of the image forming member thus obtained
When an image was formed on transfer paper under the same conditions and procedures as in Example 10, an extremely clear image quality was obtained. Example 12 GeH 4 /He gas, SiH 4 /He gas,
The gas flow rate ratio of C 2 H 4 gas and SiH 4 /He gas was changed with the elapsed layer formation time, and other conditions were as in the example.
Layer formation was carried out in the same manner as in 10 to obtain an electrophotographic image forming member. Examples of the image forming member thus obtained
When an image was formed on transfer paper under the same conditions and procedures as in Example 10, an extremely clear image quality was obtained. Example 13 GeH 4 /He gas, SiH 4 /He gas,
The gas flow rate ratio of C 2 H 4 gas and SiH 4 /He gas was changed with the elapsed layer formation time, and other conditions were as in the example.
Layer formation was carried out in the same manner as in 10 to obtain an electrophotographic image forming member. Examples of the image forming member thus obtained
When an image was formed on transfer paper under the same conditions and procedures as in Example 10, an extremely clear image quality was obtained. Example 14 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, the gas flow rates of GeH 4 /He gas and SiH 4 /He gas were adjusted according to the rate of change curve of the gas flow rate ratio shown in FIG. 16 under the conditions shown in Table 16. Layers were formed under the same conditions as in Example 10, except that the ratio was changed with the elapsed time of layer formation, to obtain an electrophotographic image forming member. Examples of the image forming member thus obtained
When an image was formed on transfer paper under the same conditions and procedures as in Example 10, an extremely clear image quality was obtained. Example 15 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, the gas flow rate ratio of GeH 4 /He gas and SiH 4 /He gas was adjusted according to the change rate curve of the gas flow rate ratio shown in FIG. 17 under the conditions shown in Table 17. An electrophotographic image forming member was obtained by forming layers in the same manner as in Example 10, with the other conditions being the same as in Example 10, while changing the layer formation time. Examples of the image forming member thus obtained
When an image was formed on transfer paper under the same conditions and procedures as in Example 10, an extremely clear image quality was obtained. Example 16 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, the gas flow rates of GeH 4 /He gas and SiH 4 /He gas were adjusted according to the rate of change curve of the gas flow rate ratio shown in FIG. 18 under the conditions shown in Table 18. Layers were formed under the same conditions as in Example 10, except that the ratio was changed with the elapsed time of layer formation, to obtain an electrophotographic image forming member. Examples of the image forming member thus obtained
When an image was formed on transfer paper under the same conditions and procedures as in Example 10, an extremely clear image quality was obtained. Example 17 The conditions in Table 12 in Example 10 were changed from Table 19 to Table 19.
Layer formation was carried out under the same conditions as in Example 10, except that the conditions shown in Table 21 were used to obtain electrophotographic image forming members (sample Nos. 1901 to 1903). Examples of the image forming member thus obtained
When an image was formed on transfer paper under the same conditions and procedures as in Example 10, an extremely clear image quality was obtained. Example 18 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, GeH 4 /GeH 4 /
An electrophotographic image forming member was obtained by forming layers while changing the gas flow rate ratio of He gas and SiH 4 /He gas with the elapsed time of layer formation. The image forming member thus obtained was placed in a charging exposure experimental device, corona charged at 5.0 kV for 0.3 seconds, and immediately irradiated with a light image. A tungsten lamp light source was used to irradiate the optical image, and a light intensity of 2lux·sec was irradiated through a transmission type test chart. Immediately thereafter, a good toner image was obtained on the imaging member surface by cascading a chargeable developer (including toner and carrier) onto the imaging member surface. The toner image on the imaging member
When transferred onto transfer paper using 5.0kV corona charging, a clear, high-density image with excellent resolution and good gradation reproducibility was obtained. Example 19 The same procedure as in Examples 1 and 10 was carried out, except that an 810 nm GaAs semiconductor laser (10 mW) was used instead of the tungsten lamp as the light source to form an electrostatic image. When we evaluated the image quality of toner transfer images on electrophotographic image forming members prepared under the same toner image forming conditions as in Examples 1 and 10, we found that they were clear, with excellent resolution and good gradation reproducibility. High quality images were obtained.
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以上の本発明の実施例に於ける共通の層作成条
件を以下に示す。
基体温度:ゲルマニウム原子(Ge)含有層…
約200℃放電周波数:13.56MHz
反応時反応室内圧:0.3Torr[Table] Common layer forming conditions in the above embodiments of the present invention are shown below. Substrate temperature: germanium atom (Ge) containing layer...
Approximately 200℃ discharge frequency: 13.56MHz Reaction chamber pressure during reaction: 0.3Torr
第1図は、本発明の光導電部材の層構成を説明
する為の模式図、第2図乃至第10図は夫々光受
容層中のゲルマニウム原子の分布状態を説明図、
第11図は、本発明の光導電部材の製作に使用さ
れた装置の模式的説明図、第12図乃至第18図
は夫々本発明の実施例に於けるガス流量比の変化
率曲線を示す説明図である。
100……光導電部材、101……支持体、1
02……光受容層。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the layer structure of the photoconductive member of the present invention, and FIGS. 2 to 10 are diagrams for explaining the distribution state of germanium atoms in the photoreceptive layer, respectively.
FIG. 11 is a schematic explanatory diagram of the apparatus used for manufacturing the photoconductive member of the present invention, and FIGS. 12 to 18 respectively show rate of change curves of the gas flow rate ratio in the embodiments of the present invention. It is an explanatory diagram. 100...Photoconductive member, 101...Support, 1
02...Photoreceptive layer.
Claims (1)
ルマニウム原子とを母体とする非晶質材料で構成
された光導電性を示す光受容層とを有し、該光受
容層中には伝導性を支配する物質と炭素原子とが
含有され、且つ該光受容層におけるゲルマニウム
原子の分布濃度が前記支持体側から該支持体側と
は反対側に向かつて減少している事を特徴とする
光導電部材。 2 前記光受容層に水素原子が含有されている特
許請求の範囲第1項に記載の光導電部材。 3 前記光受容層にハロゲン原子が含有されてい
る特許請求の範囲第1項に記載の光導電部材。 4 前記光受容層に水素原子とハロゲン原子とが
含有されている特許請求の範囲第1項に記載の光
導電部材。 5 前記伝導性を支配する物質が周期律表第族
に属する原子である特許請求の範囲第1項に記載
の光導電部材。 6 前記伝導性を支配する物質が周期律表第族
に属する原子である特許請求の範囲第1項に記載
の光導電部材。 7 前記光受容層中に含有される水素原子の量が
0.01〜40atomic%である特許請求の範囲第2項に
記載の光導電部材。 8 前記光受容層中に含有されるハロゲン原子の
量が0.01〜40atomic%である特許請求の範囲第3
項に記載の光導電部材。 9 前記光受容層中に含有される水素原子とハロ
ゲン原子の量の和が0.01〜40atomic%である特許
請求の範囲第3項に記載の光導電部材。 10 前記第1の層領域中に含有されるゲルマニ
ウム原子の量が1〜9.5×105atomic ppmである
特許請求の範囲第1項に記載の光導電部材。 11 前記光受容層の層厚が1〜100μ特許請求
の範囲第1項に記載の光導電部材。 12 前記周期律表第族に属する原子がB、
Gaから選ばれる特許請求の範囲第5項に記載の
光導電部材。 13 前記周期律表第族に属する原子がP、
Asから選ばれる特許請求の範囲第6項に記載の
光導電部材。 14 前記伝導性を支配する物質が0.01〜5×
104atomic ppm含有される特許請求の範囲第1
項に記載の光導電部材。 15 前記伝導性を支配する物質が30atomic
ppm以上含有される特許請求の範囲第14項に記
載の光導電部材。 16 前記炭素原子の分布濃度が支持体側より該
支持体側とは反対の側に向かつて減少している特
許請求の範囲第1項に記載の光導電部材。 17 前記炭素原子の含有量が0.001〜50atomic
%である特許請求の範囲第1項に記載の光導電部
材。 18 前記炭素原子の分布濃度の最大値が
500atomic ppm以上である特許請求の範囲第2
8項に記載の光導電部材。 19 前記ハロゲン原子はフツ素、塩素から選ば
れる特許請求の範囲第3項及び同第4項に記載の
光導電部材。[Scope of Claims] 1. A photoconductive material comprising a support for a photoconductive member and a photoconductive photoreceptive layer made of an amorphous material containing silicon atoms and germanium atoms, The layer contains a substance that controls conductivity and carbon atoms, and the distribution concentration of germanium atoms in the photoreceptive layer decreases from the support side to the opposite side from the support side. Features of photoconductive materials. 2. The photoconductive member according to claim 1, wherein the photoreceptive layer contains hydrogen atoms. 3. The photoconductive member according to claim 1, wherein the photoreceptive layer contains halogen atoms. 4. The photoconductive member according to claim 1, wherein the photoreceptive layer contains hydrogen atoms and halogen atoms. 5. The photoconductive member according to claim 1, wherein the substance that controls conductivity is an atom belonging to Group 3 of the periodic table. 6. The photoconductive member according to claim 1, wherein the substance controlling the conductivity is an atom belonging to Group 3 of the periodic table. 7 The amount of hydrogen atoms contained in the photoreceptive layer is
The photoconductive member according to claim 2, wherein the content is 0.01 to 40 atomic%. 8. Claim 3, wherein the amount of halogen atoms contained in the photoreceptive layer is 0.01 to 40 atomic%.
The photoconductive member described in . 9. The photoconductive member according to claim 3, wherein the sum of the amounts of hydrogen atoms and halogen atoms contained in the photoreceptive layer is 0.01 to 40 atomic%. 10. The photoconductive member according to claim 1, wherein the amount of germanium atoms contained in the first layer region is 1 to 9.5×10 5 atomic ppm. 11. The photoconductive member according to claim 1, wherein the photoreceptive layer has a layer thickness of 1 to 100 μm. 12 The atom belonging to Group 1 of the periodic table is B,
The photoconductive member according to claim 5, which is selected from Ga. 13 The atom belonging to Group 1 of the periodic table is P,
The photoconductive member according to claim 6, which is selected from As. 14 The substance controlling the conductivity is 0.01 to 5×
Claim 1 containing 10 4 atomic ppm
The photoconductive member described in . 15 The substance that controls the conductivity is 30 atomic
The photoconductive member according to claim 14, which contains ppm or more. 16. The photoconductive member according to claim 1, wherein the distribution concentration of the carbon atoms decreases from the support side toward the opposite side from the support side. 17 The content of carbon atoms is 0.001 to 50 atomic
% of the photoconductive member according to claim 1. 18 The maximum value of the distribution concentration of the carbon atoms is
Claim 2 which is 500 atomic ppm or more
The photoconductive member according to item 8. 19. The photoconductive member according to claims 3 and 4, wherein the halogen atom is selected from fluorine and chlorine.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58165655A JPS6057684A (en) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | Photoconductive member |
US06/647,539 US4567127A (en) | 1983-09-07 | 1984-09-05 | Photoconductive member comprising a hydrogenated or halogenated amorphous silicon and geranium layer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58165655A JPS6057684A (en) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | Photoconductive member |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6057684A JPS6057684A (en) | 1985-04-03 |
JPH0145992B2 true JPH0145992B2 (en) | 1989-10-05 |
Family
ID=15816478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58165655A Granted JPS6057684A (en) | 1983-09-07 | 1983-09-08 | Photoconductive member |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6057684A (en) |
-
1983
- 1983-09-08 JP JP58165655A patent/JPS6057684A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6057684A (en) | 1985-04-03 |