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JPH0220103B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0220103B2
JPH0220103B2 JP57053608A JP5360882A JPH0220103B2 JP H0220103 B2 JPH0220103 B2 JP H0220103B2 JP 57053608 A JP57053608 A JP 57053608A JP 5360882 A JP5360882 A JP 5360882A JP H0220103 B2 JPH0220103 B2 JP H0220103B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
atoms
layer region
gas
region
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57053608A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58171047A (en
Inventor
Isamu Shimizu
Kozo Arao
Hidekazu Inoe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP57053608A priority Critical patent/JPS58171047A/en
Priority to US06/479,316 priority patent/US4490450A/en
Priority to FR8305341A priority patent/FR2524661B1/en
Priority to DE19833311835 priority patent/DE3311835A1/en
Publication of JPS58171047A publication Critical patent/JPS58171047A/en
Publication of JPH0220103B2 publication Critical patent/JPH0220103B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

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線等を示す)
の様な電磁波に感受性のある電子写真用光導電部
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
て人体に対して無公害であること、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公害性は重要な
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
電材料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、結合的な特性向上を計る必要がある
という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適用した場合
に、高光感度、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、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、長波長側の光を有効に使用し得ていないとい
う点に於いて、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
に於い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
子や燐原子等が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アの該層中での寿命
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等、経時的安定性の点に於い
て解決される可き点がある。 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に使用される光
導電部材としての適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、ハ
ロゲン化アモルフアスシリコン、或いはハロゲン
含有水素化アモルフアスシリコン〔以後これ等の
総称的表記として「a−Si(H,X)」を使用す
る〕から構成される光導電性を示す非晶質層を有
する光導電部材の構成を以後に説明される様な特
定化の下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
の光導電部材と較べてみても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
ど観測されない電子写真用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、且つ光応答の速い電子写真用光導電部材を提
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
と支持体との間や積層される層の各層間に於ける
密着性に優れ、構造配列的に緻密で安定的であ
り、層品質の高い電子写真用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
として適用させた場合、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電子写真用光導電
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
触性を有する電子写真用光導電部材を提供するこ
とでもある。 本発明の電子写真用光導電部材は、電子写真用
光導電部材用の支持体と、該支持体上にシリコン
原子と1〜9.5×105atomic ppmのゲルマニウム
原子を含む非晶質材料で構成された層厚30Å〜
50μの第1の層領域と、シリコン原子を含む(ゲ
ルマニウム原子を含まない)非晶質材料で構成さ
れた層厚0.5〜90μの第2の層領域が前記支持体側
より順に設けられた層構成の層厚1〜100μの光
導電性を示す光受容層とから成る光受容層と、で
構成された電子写真用光導電部材(以下「光導電
部材」と称する)であつて、前記第1の層領域中
に於けるゲルマニウム原子の分布状態が前記支持
体側において1000atomic ppm以上の高い部分を
有し、界面側においては支持体側に較べてかなり
低くされた部分を有する層厚方向に不均一な分布
状態であつて、前記光受容層中には0.001〜
50atomic%の酸素原子が含有されていることを
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、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適用させた
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
る非晶質層が、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に模式的に示した模
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、非晶質層102
を有し、該非晶質層102は自由表面105を一
方の端面に有している。非晶質層102は支持体
101側よりゲルマニウム原子を含有するa−Si
(H,X)(以後「a−SiGe(H,X)」と略記す
る)で構成された第1の層領域G103とa−Si
(H,X)で構成され、光導電性を有する第2の
層領域S104とが順に積層された層構造を有す
る。第1の層領域G103中に含有されるゲルマ
ニウム原子は、該第1の層領域G103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(非晶質層102の
表面105側)の方に対して前記支持体101側
の方に多く分布した状態となる様に前記第1の層
領域G103中に含有される。 本発明の光導電部材においては、第1の層領域
G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。 本発明に於いては、第一の層領域G上に設けら
れる第2の層領域S中には、ゲルマニウム原子は
含有されておらずこの様な層構造に非晶質層を形
成す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
して光感度が優れている光導電部材とし得るもの
である。 又、第1の層領域G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が支持体側より第2の層領域Sに向つ
て減少する変化が与えられているので、第1の層
領域Gと第2の層領域Sとの間に於ける親和性に
優れ、且つ後述する様に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等を使用した場合の、第
2の層領域Sでは殆んど吸収し切れない長波長側
の光を第1の層領域Gに於いて実質的に完全に吸
収することが出来、支持体面からの反射による干
渉を防止することが出来る。 又、本発明の光導電部材に於いては、第1の層
領域Gと第2の層領域Sとを構成する非晶質材料
の夫々がシリコン原子という共通の構成要素を有
しているので、積層界面に於いて化学的な安定性
の確保が充分成されている。 第2図乃至第10図には、本発明における光導
電部材の第1の層領域G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
ウム原子の分布濃度Cを、縦軸は、第1の層領域
Gの層厚を示し、tBは支持体側の第1の層領域G
の端面の位置を、tTは支持体側とは反対側の第1
の層領域Gの端面の位置を示す。即ち、ゲルマニ
ウム原子の含有される第1の層領域GはtB側より
tT側に向つて層形成がなされる。 第2図には、第1の層領域G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
含有される第1の層領域Gが形成される表面と該
第1の層領域G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
が形成される第1の層領域Gに含有され、位置t1
より濃度C2より界面位置tTに至るまで徐々に連続
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C3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と一定値であり、位置tTにおいては濃度
C10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
あり、位置t6に至るまではこの濃度C17より初め
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て位置t8
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、第1の層領
域G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
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
の分布状態が第1の層領域G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非晶質層
を構成する第1の層領域G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、形成される非晶質層に要求される
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
子の分布濃度の最大値Cmaxがシリコン原子に対
して、通常は1000atomic ppm以上、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
形成されるのが望ましい。 即ち、本発明においては、ゲルマニウム原子の
含有される非晶質層は、支持体側からの層厚で
5μ以内(tBから5μ厚の層領域)に分布濃度の最大
値Cmax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、第1の層領域中に含有される
ゲルマニウム原子の含有量としては、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、通常は1〜9.5×105atomic ppm、
好ましくは100〜8.0×105atomic ppm、最適には
500〜7×105atomic ppmとされるのが望ましい
ものである。 本発明に於いて第1の層領域Gと第2の層領域
Sとの層厚は、本発明の目的を効果的に達成させ
る為の重要な因子の1つであるので形成される光
導電部材に所望の特性が充分与えられる様に、光
導電部材の設計の際に充分なる注意が払われる必
要がある。 本発明に於いて、第1の層領域Gの層厚TBは、
通常の場合、30Å〜50μ、好ましくは40Å〜40μ、
最適には50Å〜30μとされるのが望ましい。 又、第2の層領域Sの層厚Tは、通常の場合、
0.5〜90μ、好ましくは1〜80μ、最適には2〜50μ
とされるのが望ましい。 第1の層領域Gの層厚TBと第2の層領域Sの
層厚Tの和(TB+T)としては、両層領域に要
求される特性と非晶質層全体に要求される特性と
の相互間の有機的関連性に基いて、光導電部材の
層設計の際に所望に従つて、適宜決定される。 本発明の光導電部材に於いては、上記の(TB
+T)の数値範囲としては通常の場合1〜100μ、
好適には1〜80μ、最適には2〜50μとされるの
が望ましい。 本発明のより好ましい実施態様例に於いては、
上記の層厚TB及び層厚Tとしては、通常はTB
T≦1なる関係を満足する際に、夫々に対して適
宜適切な数値が選択されるのが望ましい。 上記の場合に於ける層厚TB及び層厚Tの数値
の選択に於いて、より好ましくは、TB/T≦0.9、
最適にはTB/T≦0.8なる関係が満足される様に
層厚TB及び層厚Tの値が決定されるのが望まし
いものである。 本発明に於いて、第1の層領域G中に含有され
るゲルマニウム原子の含有量が1×105atomic
ppm以上の場合には、第1の層領域Gの層厚TB
としては、成可く薄くされるのが望ましく、好ま
しくは30μ以下、より好ましくは25μ以下、最適
には20μ以下とされるのが望ましいものである。 本発明の光導電部材に於いては、第1の層領域
G中に於けるゲルマニウム原子の分布状態は、該
層領域Gの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が支持体側より非晶質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非晶質層
を所望通りに実現することが出来る。 例えば、第1の層領域G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、非晶質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図ることが出来
る。 又、後述される様に第1の層領域G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、レーザ照射面側にある第2の層領
域S於いて充分吸収し切れない長波長側の光を層
領域Gに於いて、実質的に完全に吸収することが
出来、支持体面からの反射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、支持体と非晶質層との間の
密着性の改良を図る目的の為に、非晶質層中に
は、酸素原子が含有される。 非晶質層中に含有される酸素原子は、非晶質層
の全層領域に万偏なく含有されても良いし、或い
は、非晶質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、酸素原子の分布状態は分布濃C,Oが、非
晶質層の層厚方向に於いては、均一であつても、
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分布濃度C,Oが層厚
方向には不均一であつても良い。 詰り、酸素原子の分布濃度C,Oが層厚方向に
不均一である場合の酸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、非晶質層に設けられる酸素原
子の含有されている層領域Oは、光感度と暗抵抗
の向上を主たる目的とする場合には、非晶質層の
全層領域を占める様に設けられ、支持体と非晶質
層との間の密着性の強化を図るのを主たる目的と
する場合には、非晶質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O中に含有される酸素原子
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
強化を確実に図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、支持体側に於いては比較的高濃度に分布
させ、非晶質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、非晶質層の自由表面
側の表層領域には、酸素原子を積極的には含有さ
せない様な酸素原子の分布状態を層領域O中に形
成すれば良い。 本発明に於いて、非晶質層に設けられる層領域
Oに含有される酸素原子の含有量は、層領域O自
体に要求される特性、或いは該層領域O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O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O中に含有される酸素原子の量は、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、通常の場合、0.001
〜50atomic%、好ましくは、0.002〜40atomic
%、最適には0.003〜30atomic%とされるのが望
ましいものである。 本発明に於いて、層領域Oが非晶質層の全域を
占めるか、或いは、非晶質層の全域を占めなくと
も、層領域Oの層厚Toの非晶質層の層厚Tに占
める割合が充分多い場合には、層領域Oに含有さ
れる酸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Oの層厚Toが非晶質
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O中に含有される酸素
原子の量の上限としては、通常は、30atomic%
以下、好ましくは、20atomic%以下、最適には
10atomic%以下とされるのが望ましいものであ
る。 本発明において、非晶質層を構成する酸素原子
の含有される層領域Oは、上記した様に支持体側
の方に酸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、支持体と非晶質層との間
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、形成される非晶質層に要求される特
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酸素原子の層
厚方向の分布状態として酸素原子の分布濃度の最
大値Cmaxが通常は500atomic ppm以上、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
形成されるのが望ましい。 即ち、本発明においては、酸素原子の含有され
る層領域Oは、支持体側からの層厚で5μ以内(tB
から5μ厚の層領域)に分布濃度の最大値Cmaxが
存在する様に形成されるのが望ましい。 本発明において、必要に応じて非晶質層を構成
する第1の層領域G及び第2の層領域S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
れる第1の層領域G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)で構成される第1の層領域G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、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
と成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,地e8H18,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
合物が挙げられ、例えば、ハロゲンガス、ハロゲ
ン化物、ハロゲン間化合物、ハロゲンで置換され
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く挙げられる。 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から成る第1の層領
域G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第
1の層領域Gを作成する場合、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等のガス等を所定の混合比とガス
流量になる様にして第1の層領域G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ることによつて、所望
の支持体上に第1の層領域G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
なる様に図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も所望量混合
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ものであ
る。 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
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第1の層領域G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、第1の層領域G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。 水素原子を第1の層領域G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等の水素化硅素をGeを供給する為
のゲルマニウム又はゲルマニウム化合物と或い
は、GeH4,Se2H6,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、形成される非晶
質層を構成する第1の層領域G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)は通常の場
合0.01〜40atomic%、好適には0.05〜30atomic%
最適には0.1〜25atomic%とされるのが望ましい。 第1の層領域G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
質の堆積装置内へ導入する量、放電々力等を制御
してやれば良い。 本発明に於いて、a−Si(H,X)で構成され
る第2の層領域Sを形成するには、前記した第1
の層領域G形成用の出発物質Iの中より、G供給
用の原料ガスとなる出発物質を除いた出発物質
〔第2の層領域S形成用の出発物質〕を使用し
て第1の層領域Gを形成する場合と、同様の方法
と条件に従つて行うことが出来る。 即ち、本発明において、a−Si(H,X)で構
成される第2の層領域S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−Si(H,X)で構成される第2の層領
域Sを形成するには、基本的には前記したシリコ
ン原子Siを供給し得るSi供給用の原料ガスと共
に、必要に応じて水素原子H導入用の又は/及び
ハロゲン原子X導入用の原料ガスを、内部が減圧
にし得る堆積室内に導入して、該堆積室内にグロ
ー放電法を生起させ、予め所定位置に設置されて
ある所定の支持表面上にa−Si(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をスパツタ
リングする際、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
導入しておけば良い。 本発明の光導電部材に於いては、ゲルマニウム
原子の含有される第1の層領域Gの上に設けら
れ、ゲルマニウム原子の含有されない第2の層領
域Sには、伝導特性を制御する物質を含有させる
ことにより、該層領域S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。 この様な物質としては、所謂、半導体分野で云
われる不純物を挙げることが出来、本発明に於い
ては、形成される第2の層領域Sを構成するa−
Si(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、Ga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、第2の層領域Sに含有される
伝導特性を制御する物質の含有量は、該層領域S
に要求される伝導特性、或いは該層領域S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等、有
機的関連性に於いて、適宜選択することが出来
る。 本発明に於いて、第2の層領域S中に含有され
る伝導特性を制御する物質の含有量としては、通
常の場合、0.001〜1000atomic ppm、好適には
0.05〜500atomic ppm、最適には0.1〜200atomic
ppmとされるのが望ましいものである。 第2の層領域S中に伝導性特性を制御する物
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、第2の層領域を形成する
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成り得るも
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硅素原子導入用とし
ては、B2H6,B4H10,B5H9,B5H11,B6H10
B6H12,B6H14等の水素化硅素、BF3,BCl3
BBr3等のハロゲン化硅素等が挙げられる。この
他、AlCl3,GaCl3,Ga(CH33,InCl3,TlCl3
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,A:Br3,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。 本発明に於いて、非晶質層に酸素原子の含有さ
れた層領域Oを設けるには、非晶質層の形成の際
に酸素原子導入用の出発物質を前記した非晶質層
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Oを形成するのにグロー放電法を用いる場合
には、前記した非晶質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酸素原子導入用
の出発物質が加えられる。その様な酸素原子導入
用の出発物質としては、少なくとも酸素原子を構
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、酸素原子O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、酸素原子O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、
酸素原子O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酸素原子Oを成原子と
する原料ガスを混合して使用しても良い。 具体的には、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)、四二酸
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。 スパツタリング法によつて、酸素原子を含有す
る第一の非晶質層Iを形成するには、単結晶又は
多結晶のSiウエーハー又はSiO2ウエーハー、又
はSiとSiO2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、酸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SiO2とは別々のターゲツト
として、又はSiとSiO2の混合した一枚のターゲ
ツトを使用することによつて、スパツター用のガ
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。酸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
原料ガスの中の酸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。 本発明に於いて、非晶質層の形成の際に酸素原
子の含有される層領域Oを設ける場合、該層領域
Oに含有される酸素原子の分布濃度C,O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Oを形成するに
は、グロー放電の場合には分布濃度C,Oを変化
させるべき酸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方法により、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
変化率曲線に従つて流量を制御し、所望の含有率
曲線を得ることもできる。層領域Oをスパツタリ
ング法によつて形成する場合、酸素原子の層厚方
向の分布濃度C,Oを層厚方向で変化させて、酸
素原子の層厚方向の所望の分布状態(depth
profil)を形成るには、第一にはグロー放電法に
よる場合と同様に酸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SiO2との混合されたタ
ーゲツトを使用するのであれば、SiとSiO2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。 本発明に於いて、形成される非晶質層を構成す
る第2の層領域S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)は通常の場合1〜
40atomic%、好適には5〜30atomic%、最適に
は5〜25atomic%、とされるのが望ましい。 本発明において使用される支持体としては、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。この等の電気絶
縁性支持体は、好適に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。支持体の形状としては、円筒状、ベ
ルト状、板状等任意の形状とし得、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撓性
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、通常は、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図に光導電部材の製造装置の一例を示
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SiF4ガス(純度99.99%、以下SiF4/He
と略す。)ボンベ、1105はNo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、先づメインバルブ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上に非晶質層を
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1105よりNo
ガスをバルブ1122,1123,1124を開
いて出口圧ゲージ1127,1128,1129
の圧を1Kg/cm2に調整し、流入バルブ1112,
1113,1114を徐々に開けて、マスフロコ
ントローラ1107,1108,1109内に
夫々流入させる。引き続いて流出バルブ111
7,1118,1119、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Noガス流量との比が所望
の値になるように流出バルブ1117,111
8,1119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
1138により50〜400℃の範囲の温度に設定さ
れていることを確認された後、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ガスの流量を手動ある
いは外部駆動モータ等の方法によつてバルブ11
18の開口を漸次変化させる操作を行なつて形成
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。 上記の様にして、所望時間グロー放電を維持し
て、所望層厚に、基本1137上に第1の層領域
Gを形成する。所望層厚に第1の層領域Gが形成
された段階に於いて、流出バルブ1118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第1の層領域G上にゲ
ルマニウム原子の実質的に含有されない第2の層
領域Sを形成することが出来る。 第2の層領域S中に、伝導性を支配する物質を
含有させるには、第2の層領域Sの形成の際に例
えばB2H6,PH3等のガスを堆積室1101の中
に導入するガスに加えてやれば良い。 層形成を行つている間は層形成の均一化を図る
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。 以下実施例について説明する。 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はタングステンラ
ンプ光源を用い、2lux.secの光量を透過性のテス
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
ヤリアーを含む)を像形成部材表面をカスケード
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に於いて、SiH4/Heガスの代りに、
Si2H6/Heガスを使用し、第8表に示す条件にし
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 9 実施例1に於いて、SiH4/Heガスの代りに、
SiF4/Heガスを使用し、第9表に示す条件にし
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 10 実施例1に於いて、SiH4/Heガスの代りに、
(SiH4/He+SiF4/He)ガスを使用し、第10表
に示す条件にした以外は、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 11 実施例1〜10に於いて、第2層の作成条件を第
11表に示す条件にした以外は、各実施例に示す条
件と同様にして電子写真用像形成部材の夫々を作
成した。 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
したところ第11A表に示す結果が得られた。 実施例 12 実施例1〜10に於いて、第2層の作成条件を第
12表に示す条件にした以外は、各実施例に示す条
件と同様にして電子写真用像形成部材の夫々を作
成した。 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
したところ第12A表に示す結果が得られた。 実施例 13 第11図に示した製造装置により、第13表に示
す条件で第19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ガスと、
NOガスとSiH4/Heガスとのガス流量比を層作
成経過時間と、共に夫々変化させ、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 14 第11図に示した製造装置により、第14表に示
す条件で第20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ガスと、
NOガスとSiH4/Heガスとのガス流量比を層作
成経過時間と共に夫々変化させ、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 15 実施例1〜10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と同様のトナー画像形成条件にし
て、実施例1〜10と同様の条件で作成した電子写
真用像形成部材の夫々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、階調再
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, including ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, X-rays, γ-rays, etc.)
The present invention relates to photoconductive members for electrophotography that are 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. At times, solid-state imaging devices are required to have characteristics such as being non-polluting to the human body and being able to easily process afterimages within a predetermined time.
Particularly 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 non-polluting property 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 reader is described in DE 2933411. However, conventional photoconductive members having photoconductive layers 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, which require a combined improvement in characteristics. For example, when applied to electrophotographic image forming members, when trying to achieve high light sensitivity 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 photoconductive When a component is used repeatedly for a long time, fatigue accumulates due to repeated use, resulting in the so-called ghost phenomenon that causes an afterimage, or when used repeatedly at high speed, the response gradually decreases. There were many cases where this 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, when using a commonly used halogen lamp or fluorescent lamp as a light source, there is still room for improvement in that the light on the longer wavelength side cannot be used effectively. In addition, if the amount of irradiated light that reaches the support without being sufficiently absorbed in the photoconductive layer increases, the support itself will reflect the light that has passed through the photoconductive layer. When the ratio 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, hydrogen atoms, halogen atoms such as fluorine atoms, chlorine atoms, etc., and electrically conductive type Boron atoms, phosphorus atoms, etc. are included for control purposes, and other atoms are included as constituent atoms in the photoconductive layer for the purpose of improving other properties. In this case, problems may arise in the electrical or photoconductive properties of the formed layer. That is, for example, the lifetime of photocarriers generated by light irradiation in the formed photoconductive layer is not sufficient, or the injection of charge from the support side is not sufficiently prevented in dark areas, etc. This often occurs. 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 there are points that can be solved in terms of stability over time. . 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 intensive research and study on Si from the viewpoint of its applicability and applicability as a photoconductive member used in electrophotographic image forming members, we found that silicon atoms are used as a matrix, hydrogen atoms H or Amorphous materials containing at least one of the halogen atoms , It not only shows extremely excellent properties in practical use, but also surpasses conventional photoconductive materials in every respect, especially as a photoconductive material for electrophotography. This is based on the discovery that it has excellent absorption spectrum characteristics on the long wavelength side. 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 extremely resistant to light fatigue. The main object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography that has a long lifespan, does not cause 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 for electrophotography 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 laminated layer, to provide a dense and stable structural arrangement, and to provide layer quality. It is an object of the present invention to provide a photoconductive member for electrophotography having high properties. Another object of the present invention is to maintain charge retention during charging processing 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 for electrophotography, which has sufficient performance and excellent electrophotographic properties with almost no deterioration of the properties observed 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,
Another object of the present invention is to provide a photoconductive member for electrophotography that has high signal-to-noise ratio characteristics and good electrical contact with a support. The electrophotographic photoconductive member of the present invention is composed of a support for the electrophotographic photoconductive member and an amorphous material containing silicon atoms and 1 to 9.5×10 5 atomic ppm germanium atoms on the support. Layer thickness: 30Å~
A layer structure in which a first layer region with a thickness of 50μ and a second layer region with a layer thickness of 0.5 to 90μ made of an amorphous material containing silicon atoms (not containing germanium atoms) are provided in order from the support side. A photoconductive member for electrophotography (hereinafter referred to as "photoconductive member") comprising: a photoconductive layer having a layer thickness of 1 to 100 μm and exhibiting photoconductivity; The distribution state of germanium atoms in the layer region is non-uniform in the layer thickness direction, with a high part of 1000 atomic ppm or more on the support side and a considerably lower part on the interface side compared to the support side. The photoreceptive layer contains 0.001~
It is characterized by containing 50 atomic% of oxygen atoms. The photoconductive member of the present invention designed to have the above-mentioned layer structure can solve all of the above-mentioned problems, and has extremely excellent electrical, optical, photoconductive properties, and pressure resistance. and usage environment characteristics. In particular, when applied as an electrophotographic image forming member, there is no influence of residual potential on image formation, its electrical characteristics are stable, and it is highly sensitive and has high
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 an amorphous layer formed on the support, which is strong and has excellent adhesion to the support, and can be continuously used at high speed for a long time. Can be used repeatedly. 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 schematically shown to explain the layer configuration of a photoconductive member according to a first embodiment of the present invention. A photoconductive member 100 shown in FIG. 1 has an amorphous layer 102 on a support 101 for photoconductive member.
The amorphous layer 102 has a free surface 105 on one end surface. The amorphous layer 102 is made of a-Si containing germanium atoms from the support 101 side.
(H,X) (hereinafter abbreviated as "a-SiGe(H,X)") and a-SiGe
(H, The germanium atoms contained in the first layer region G103 are continuous in the layer thickness direction of the first layer region G103 and on the side opposite to the side where the support body 101 is provided ( It is contained in the first layer region G103 so that it is more distributed on the support 101 side than on the surface 105 side of the amorphous layer 102. In the photoconductive member of the present invention, the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region G is as described above in the layer thickness direction, and the germanium atoms are distributed in the plane parallel to the surface of the support. It is desirable to have a uniform distribution in the inward direction. In the present invention, germanium atoms are not contained in the second layer region S provided on the first layer region G, and an amorphous layer is formed in such a layer structure. Therefore, the photoconductive member can be made to have excellent photosensitivity to light in the entire range of wavelengths from relatively short wavelengths to relatively long wavelengths, including the visible light region. In addition, the distribution state of germanium atoms in the first layer region G 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 increases from the support side to the second layer. Since the change decreases toward the region S, the affinity between the first layer region G and the second layer region S is excellent, and as will be described later, there is a change in the affinity between the first layer region G and the second layer region S. By making the distribution concentration C of germanium atoms extremely large, when a semiconductor laser or the like is used, light on the long wavelength side, which is hardly absorbed by the second layer region S, can be transferred to the first layer region G. It is possible to substantially completely absorb the light, and interference due to reflection from the support surface can be prevented. Furthermore, in the photoconductive member of the present invention, since each of the amorphous materials forming the first layer region G and the second layer region S has a common constituent element, silicon atoms. , chemical stability is sufficiently ensured at the laminated interface. 2 to 10 show typical examples of the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region G of the photoconductive member of the present invention in the layer thickness direction. 2 to 10, the horizontal axis represents the distribution concentration C of germanium atoms, the vertical axis represents the layer thickness of the first layer region G, and t B represents the first layer region G on the support side.
The position of the end face of t T is the first position opposite to the support side.
The position of the end face of the layer region G is shown. That is, the first layer region G containing germanium atoms is from the t B side.
t Layer formation occurs toward the T side. FIG. 2 shows a first typical example of the distribution state of germanium atoms contained in the first layer region G in the layer thickness direction. In the example shown in FIG. 2, from the interface position t B where the surface where the first layer region G containing germanium atoms is formed and the surface of the first layer region G are in contact with each other,
Up to the position t 1 , the distribution concentration C of germanium atoms
is contained in the first layer region G where germanium atoms are formed while taking a constant value of C 1 , and the position t 1
The concentration is gradually and continuously decreased from C2 to the interface position tT . 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 3 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
C 10 will be done. 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 is gradually decreased from this concentration C 17 until reaching the position t 6 , and then at t 6 . Near the position, the concentration decreases rapidly to a concentration C18 at 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 decreased very slowly to reach 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 first layer region G in the layer thickness direction, in the present invention, In the first layer, the distribution state of germanium atoms has a portion where the distribution concentration C of germanium atoms is high, and a portion where the distribution concentration C is considerably lower on the interface tT side than on the support side. It is provided in area G. The first layer region G constituting the amorphous layer constituting the photoconductive member in the present invention is preferably a localized region containing germanium atoms at a relatively high concentration toward the support side, as described above. It is desirable to have region A. In the present invention, the localized region A is defined as the interface position by using the symbols shown in FIGS. 2 to 10.
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 5 μm thick from the interface position t B , or may be a part of the layer region L T. Whether the localized region A is a part or all of the layer region L T is determined as appropriate depending on the characteristics required of the amorphous layer to be formed. Localized region A has a distribution state of germanium atoms contained therein in the layer thickness direction, and the maximum distribution concentration Cmax of germanium atoms is usually 1000 atomic ppm or more, preferably 1000 atomic ppm or more relative to silicon atoms.
5000 atomic ppm or more, optimally 1×10 4 atomic
It is desirable that the layer be formed in such a way that it can have a distribution state of ppm or more. That is, in the present invention, the amorphous layer containing germanium atoms has a layer thickness from the support side.
It is preferable to form the layer so that the maximum value Cmax of the distribution concentration exists within 5μ (layer region with a thickness of 5μ from t B ). In the present invention, the content of germanium atoms contained in the first layer region is appropriately determined as desired so as to effectively achieve the object of the present invention, but is usually 1 to 9.5× 10 5 atomic ppm,
Preferably 100-8.0× 105 atomic ppm, optimally
It is desirable that the content be 500 to 7×10 5 atomic ppm. In the present invention, the layer thickness of the first layer region G and the second layer region S is one of the important factors for effectively achieving the object of the present invention. Considerable care must be taken in the design of the photoconductive member to ensure that the desired properties are fully imparted to the member. In the present invention, the layer thickness T B of the first layer region G is
Usually 30Å~50μ, preferably 40Å~40μ,
The optimum thickness is preferably 50 Å to 30 μ. In addition, the layer thickness T of the second layer region S is usually
0.5-90μ, preferably 1-80μ, optimally 2-50μ
It is desirable that this is done. The sum of the layer thickness T B of the first layer region G and the layer thickness T of the second layer region S (T B +T) is based on the characteristics required for both layer regions and the characteristics required for the entire amorphous layer. It is determined as desired when designing the layers of the photoconductive member based on the organic relationship between the properties. In the photoconductive member of the present invention, the above (T B
The numerical range of +T) is usually 1 to 100μ,
The thickness is preferably 1 to 80μ, most preferably 2 to 50μ. In a more preferred embodiment of the present invention,
The above layer thickness T B and layer thickness T are usually T B /
When satisfying the relationship T≦1, it is desirable that appropriate numerical values be selected for each. In selecting the numerical values of the layer thickness T B and the layer thickness T in the above case, it is more preferable that T B /T≦0.9,
Optimally, it is desirable that the values of layer thickness T B and layer thickness T be determined so that the relationship T B /T≦0.8 is satisfied. In the present invention, the content of germanium atoms contained in the first layer region G is 1×10 5 atomic
In the case of ppm or more, the layer thickness T B of the first layer region G
It is desirable that the thickness be as thin as possible, preferably 30μ or less, more preferably 25μ or less, and optimally 20μ or less. In the photoconductive member of the present invention, the distribution state of germanium atoms in the first layer region G is such that germanium atoms are continuously distributed in the entire layer region of the layer region G. Since the distribution concentration C in the thickness direction is given a change that decreases from the support side toward the free surface side of the amorphous layer, the rate of change curve of the distribution concentration C can be arbitrarily designed as desired. Therefore, an amorphous layer having the required properties can be realized as desired. For example, the distribution concentration C of germanium in the first layer region G is set to be sufficiently high on the support side and as low as possible on the free surface side of the amorphous layer. By imparting a change to the distribution concentration curve of germanium atoms, it is possible to increase the photosensitivity to light having 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 first layer region G on the side of the support, when a semiconductor laser is used, Light on the long wavelength side that cannot be absorbed sufficiently in the second layer region S can be substantially completely absorbed in the layer region G, effectively preventing interference due to reflection from the support surface. I can do it. In the photoconductive member of the present invention, in order to achieve high photosensitivity and high dark resistance, as well as to improve the adhesion between the support and the amorphous layer, contains an oxygen atom. The oxygen atoms contained in the amorphous layer may be uniformly contained in the entire layer region of the amorphous layer, or may be contained in only some layer regions of the amorphous layer so that they are unevenly distributed. You can let me. In addition, even if the distribution state of oxygen atoms is uniform in the distribution concentration of C and O in the thickness direction of the amorphous layer,
Similar to the distribution state of germanium atoms explained using FIGS. 2 to 10, the distribution concentrations C and O may be non-uniform in the layer thickness direction. When the distribution concentration C and O of oxygen atoms are non-uniform in the layer thickness direction, the distribution state of oxygen atoms is as follows:
This can be explained in the same way as the case of germanium atoms using FIGS. 10 to 10. In the present invention, when the main purpose of the layer region O provided in the amorphous layer containing oxygen atoms is to improve photosensitivity and dark resistance, the entire layer region of the amorphous layer is If the main purpose is to strengthen the adhesion between the support and the amorphous layer, it is provided so as to occupy the end layer area of the amorphous layer on the side of the support. . In the former case, the content of oxygen atoms contained in the layer region O is kept relatively low in order to maintain high photosensitivity, and in the latter case, the content of oxygen atoms contained in the layer region O is set to be relatively low in order to maintain high photosensitivity, and in the latter case, the content of oxygen atoms contained in the layer region O is set to be relatively low to ensure that the adhesion with the support is strengthened. Therefore, it is desirable to have a relatively large amount. In addition, in order to achieve both the former and the latter simultaneously, 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 amorphous layer. Alternatively, in the surface layer region on the free surface side of the amorphous layer, a distribution state of oxygen atoms may be formed in the layer region O such that oxygen atoms are not actively contained. In the present invention, the content of oxygen atoms contained in the layer region O provided in the amorphous layer depends on the characteristics required of the layer region O itself or when the layer region O is in direct contact with the support. In the case where the support is provided, it can be appropriately selected depending 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 O, the characteristics of the other layer region and the relationship with the characteristics at the contact interface with the other layer region are also considered. and the content of oxygen atoms is appropriately selected. The amount of oxygen atoms contained in the layer region O is determined as desired depending on the properties required of the photoconductive member to be formed, but is usually 0.001.
~50atomic%, preferably 0.002~40atomic
%, preferably 0.003 to 30 atomic%. In the present invention, whether the layer region O occupies the entire area of the amorphous layer or even if it does not occupy the entire area of the amorphous layer, the layer thickness To of the layer region O is equal to the layer thickness T of the amorphous layer. When the proportion is sufficiently large, it is desirable that the upper limit of the content of oxygen atoms contained in the layer region O is sufficiently smaller than the above value. In the case of the present invention, when the ratio of the layer thickness To of the layer region O to the layer thickness T of the amorphous layer is two-fifths or more, the oxygen contained in the layer region O is The upper limit of the amount of atoms is usually 30 atomic%
below, preferably below 20 atomic%, optimally
It is desirable that the content be 10 atomic% or less. In the present invention, the layer region O containing oxygen atoms constituting the amorphous layer has a localized region B containing oxygen atoms at a relatively high concentration on the support side as described above. It is preferable that the amorphous layer is provided as a layer, and in this case, the adhesion between the support and the amorphous layer can be further improved. The localized region B is desirably provided within 5μ 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 5 μm thick from the interface position t B , or may be a part of the layer region L T. Whether the localized region is a part or all of the layer region L T is determined as appropriate depending on the characteristics required of the amorphous layer to be formed. Localized region B has a distribution state of oxygen atoms contained therein in the layer thickness direction, and the maximum distribution concentration Cmax of oxygen atoms is usually 500 atomic ppm or more, preferably 800 atomic ppm or more, and optimally 1000 atomic ppm or more.
It is desirable that the layer be formed in such a way that it can have a distribution state of ppm or more. That is, in the present invention, the layer region O containing oxygen atoms has a layer thickness of 5 μm or less from the support side (t B
It is desirable that the maximum value Cmax of the distribution concentration exists in a layer region with a thickness of 5μ to 5μ. In the present invention, specific examples of the halogen atoms X contained in the first layer region G and second layer region S constituting the amorphous layer as necessary include fluorine, chlorine, bromine, Examples include iodine, and particularly preferred are fluorine and chlorine. In the present invention, in order to form the first layer region G composed of a-SiGe (H, done by. For example, by glow discharge method, a-SiGe
To form the first layer region G composed of (H,X), basically silicon atoms Si can be supplied.
The raw material gas for Si supply, the raw material gas for Ge supply that can supply germanium atoms Ge, and the raw material gas for introducing hydrogen atoms H or/and the raw material gas for introducing halogen atoms X as necessary are kept under reduced pressure inside. The gas is introduced into the deposition chamber under a desired pressure state to generate a glow discharge in the deposition chamber, and the distribution concentration of germanium atoms contained on the surface of a predetermined support, which has been placed at a predetermined position, is adjusted to the desired concentration. It is sufficient to form a layer made of a-SiGe (H,X) while controlling it according to a rate of change curve. 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 of the prepared targets or a mixed target of Si and Ge, the raw material gas for the Ge supply diluted with a diluent gas such as He or Ar as necessary. In accordance with this, a gas for introducing hydrogen atoms H or/and halogen atoms X is introduced into a deposition chamber for sputtering,
While forming a plasma atmosphere of the desired gas,
The target may be sputtered while controlling the gas flow rate of the raw material gas for supplying Ge according to a desired rate of change curve. 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 matter is heated and evaporated by a method such as the like, 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 Ge supply include:
GeH 4 , Ge 2 H 6 , Ge 3 H 8 , Ge 4 H 10 , Ge 5 H 12 ,
Germanium hydride in a gaseous state or capable of being gasified, such as Ge 6 H 14 , Ge 7 H 16 , Ge 8 H 18 , Ge 9 H 20 , etc., can be cited as one that can be effectively used, especially during layer formation work. GeH 4 , Ge 2 H 6 , and Ge 3 H 8 are preferred in terms of ease of handling and good Ge supply efficiency. Many halogen compounds are effective as the raw material gas for introducing halogen atoms used in the present invention, such as halogen gas, halides, interhalogen compounds, halogen-substituted silane derivatives, Preferred examples include halogen compounds that can be gasified. 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. The first layer region G made of a-SiGe containing halogen atoms can be formed on a desired support without using silicon hydride gas. When creating the first layer region G containing halogen atoms according to the glow discharge method, basically, for example, silicon halide, which is a raw material gas for supplying Si, and
Introducing germanium hydride, which serves as a raw material gas for supplying Ge, and gases such as Ar, H 2 , He, etc. into a deposition chamber forming a first layer region G at a predetermined mixing ratio and gas flow rate; The first layer region G can be formed on a desired support by generating a glow discharge and forming a plasma atmosphere of these gases, but it is possible to control the introduction ratio of hydrogen atoms. In order to make the process even easier, a desired amount of hydrogen gas or a silicon compound gas containing hydrogen atoms may be mixed with these gases to form a layer. 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, for example, H 2 or gases such as the above-mentioned silanes and/or germanium hydride, is introduced into the deposition chamber for sputtering. It is sufficient to form a plasma atmosphere of the gases. 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,
GeHI 3 , GeH 2 I 2 , GeH 3 I and other hydrogenated germanium halides, halides containing hydrogen atoms as one of their constituents, GeF 4 , GeCl 4 , GeBr 4 ,
Gaseous or gasifiable substances such as germanium halides such as GeI 4 , GeF 2 , GeCl 2 , GeBr 2 , GeI 2 and the like can also be mentioned as useful starting materials for forming the first layer region G. In the case of halides containing hydrogen atoms in these substances, when forming the first layer region G, hydrogen atoms, which are extremely effective in controlling electrical or photoelectric properties, are also introduced at the same time as halogen atoms are introduced into the layer. Therefore, in the present invention, it is used as a suitable raw material for introducing halogen. In order to structurally introduce hydrogen atoms into the first layer region G, 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 germanium or germanium compound for supplying Ge, or GeH 4 , Se 2 H 6 , Ge 3 H 8 , Ge 4 H 10 , Ge 5 H 12
Generating a discharge by coexisting germanium hydride such as Ge 6 H 14 , Ge 7 H 16 , Ge 8 H 18 , Ge 9 H 20 and silicon or a silicon compound for supplying Si in a deposition chamber. But it can be done. In a preferred example of the present invention, the amount of hydrogen atoms H, the amount of halogen atoms X, or the sum of the amounts of hydrogen atoms and halogen atoms ( H+X) is usually 0.01 to 40 atomic%, preferably 0.05 to 30 atomic%
The optimum range is preferably 0.1 to 25 atomic%. To control the amount of hydrogen atoms H and/or halogen atoms X contained in the first layer region G, for example, the support temperature or/and the amount of hydrogen atoms H or halogen atoms The amount of starting material introduced into the deposition apparatus, the discharge force, etc. may be controlled. In the present invention, in order to form the second layer region S composed of a-Si (H,
The first layer is formed using starting materials [starting materials for forming the second layer region S] from among the starting materials I for forming the layer region G excluding the starting material that becomes the raw material gas for G supply. This can be performed according to the same method and conditions as in the case of forming region G. That is, in the present invention, in order to form the second layer region S composed of a-Si (H, It is done by a deposition method. For example, in order to form the second layer region S composed of a-Si (H, Introducing a raw material gas for introducing hydrogen atoms H and/or for introducing halogen atoms X as necessary into a deposition chamber whose interior can be reduced in pressure together with the raw material gas to cause a glow discharge method in the deposition chamber, A layer made of a-Si (H, In addition, when forming by a sputtering method, for example, when sputtering a target composed of Si in an atmosphere of an inert gas such as Ar or He or a mixed gas based on these gases, hydrogen atoms H or / and a gas for introducing halogen atoms X may be introduced into the deposition chamber for sputtering. In the photoconductive member of the present invention, the second layer region S, which is provided on the first layer region G containing germanium atoms and does not contain germanium atoms, is provided with a substance that controls conduction properties. By containing it, the conductive properties of the layer region S can be arbitrarily controlled as desired. Examples of such substances include so-called impurities in the semiconductor field, and in the present invention, a-
P gives P-type conduction characteristics to Si(H,X)
type impurities, and n-type impurities that provide n-type conductivity properties. 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 Ga are particularly preferably used. Examples of n-type impurities include atoms belonging to a group of the periodic table (group atoms), such as P (phosphorus), As (arsenic), Sb (antimony), Bi (bismuth), etc.
In particular, P and As are preferably used. In the present invention, the content of the substance that controls conduction characteristics contained in the second layer region S is
organic relationships, such as the conduction characteristics required for the layer region S, the characteristics of other layer regions provided in direct contact with the layer region S, and the relationship with the characteristics at the contact interface with the other layer regions; You can select as appropriate. In the present invention, the content of the substance controlling conduction properties contained in the second layer region S is usually 0.001 to 1000 atomic ppm, preferably 0.001 to 1000 atomic ppm.
0.05-500atomic ppm, optimally 0.1-200atomic
It is preferable to set it in ppm. In order to structurally introduce a substance controlling the conductivity properties into the second layer region S, such as a group atom or a group atom, a starting material for introducing a group atom or a group atom is added during layer formation. The starting materials for introduction can be introduced in gaseous form into the deposition chamber together with other starting materials for forming the second layer region. As a starting material for such introduction of 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. Specifically, starting materials for introducing silicon atoms include B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 9 , B 5 H 11 , B 6 H 10 ,
Silicon hydride such as B 6 H 12 , B 6 H 14 , BF 3 , BCl 3 ,
Examples include silicon halides such as BBr3 . 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 , A: Br 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. In the present invention, in order to provide the layer region O containing oxygen atoms in the amorphous layer, the starting material for introducing oxygen atoms is added to the above-mentioned amorphous layer forming material during the formation of the amorphous layer. It may be used together with the starting materials and contained in the layer to be formed while controlling its amount. When the glow discharge method is used to form the layer region O, a starting material for introducing oxygen atoms is added to one selected as desired from among the starting materials for forming the amorphous layer described above. . As such a starting material for introducing oxygen atoms, most of the gaseous substances containing at least oxygen atoms or gasified substances that can be gasified can be used. For example, a raw material gas whose constituent atoms are silicon atoms Si, and a raw material gas whose constituent atoms are oxygen atoms O,
Hydrogen atom H or halogen atom X as necessary
A raw material gas having constituent atoms is mixed at a desired mixing ratio, or a raw material gas having silicon atoms Si and a raw material gas having oxygen atoms O and hydrogen atoms H are used. , also in a desired mixing ratio, or silicon atoms, Si
A raw material gas with constituent atoms, silicon atoms Si,
A raw material gas having three constituent atoms, oxygen atom O and hydrogen atom H, can be mixed and used. Alternatively, a raw material gas containing silicon atoms Si and hydrogen atoms H as constituent atoms may be mixed with a raw material gas containing oxygen atoms O as constituent atoms. Specifically, for example, oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ),
Nitric oxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), nitrogen monooxide (N 2 O), nitrogen sesquioxide (N 2 O 3 ), nitrogen tetraoxide (N 2 O 4 ), nitrogen pentoxide (N 2 O 5 ), nitrogen trioxide (NO 3 ), silicon atoms (Si), oxygen atoms (O), and hydrogen atoms (H), such as disiloxane (H 3 SiOSiH 3 ), trisiloxane (H Examples include lower siloxanes such as 3 SiOSiH 2 OSiH 3 ). In order to form the first amorphous layer I containing oxygen atoms by the sputtering method, a single crystal or polycrystalline Si wafer or a SiO 2 wafer, or a mixture of Si and SiO 2 is used. This can be carried out by sputtering the wafers in various gas atmospheres, using them as targets. For example, if a Si wafer is used as a target, oxygen atoms and optionally hydrogen atoms or/
Then, the raw material gas for introducing halogen atoms is diluted with a diluent 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, Si and SiO 2 may be used as separate targets or by using a single mixed target of Si and SiO 2 in an atmosphere of diluent gas as a sputtering gas or at least This is accomplished by sputtering in a gas atmosphere containing hydrogen atoms H and/or halogen atoms X as constituent atoms. As the raw material gas for introducing oxygen atoms, the raw material gas for introducing oxygen atoms 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 O containing oxygen atoms is provided when forming an amorphous layer, the distribution concentration C, O of oxygen atoms contained in the layer region O is changed in the layer thickness direction. In order to form a layer region O having a desired distribution state (depth profile) in the layer thickness direction, in the case of glow discharge, a starting material gas for introducing oxygen atoms whose distribution concentration C, O should be changed is used. ,
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 method, such as manually or by using 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 according to a rate of change curve designed in advance to obtain a desired content rate curve. When forming the layer region O by the sputtering method, the distribution concentration C, O of oxygen atoms in the layer thickness direction is changed in the layer thickness direction to obtain a desired distribution state (depth) of oxygen atoms in the layer thickness direction.
Firstly, as in the case of the glow discharge method, a starting material for introducing oxygen atoms is used in a gaseous state, and the gas flow rate when introducing the gas into the deposition chamber is adjusted as desired. Therefore, it can be achieved by changing it appropriately. Second, if a target for sputtering is used, for example, a mixture of Si and SiO 2 , the mixing ratio of Si and SiO 2 should be varied in advance in the direction of the layer thickness of the target. It is accomplished by In the present invention, the amount of hydrogen atoms H, the amount of halogen atoms X, or the sum of the amounts of hydrogen atoms and halogen atoms (H+X ) is usually 1~
Desirably, the content is 40 atomic %, preferably 5 to 30 atomic %, most preferably 5 to 25 atomic %. The support used in the present invention may be electrically conductive or electrically insulating. Examples of the conductive support include NiCr, stainless steel, Al,
Examples include metals such as Cr, Mo, 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. Preferably, at least one surface of such an electrically insulating support is conductively treated, and another layer is preferably provided on the conductively treated surface side. For example, if it is glass, NiCr,
Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt,
Conductivity can be imparted by providing a thin film made of Pd, 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,
A thin film of metal such as Au, 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 metal, Conductivity is imparted to the surface. 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 in FIG. If it is used as a forming member, it is preferably in the form of an endless belt or a cylinder in the case of continuous high-speed copying. The thickness of the support is determined appropriately so that a 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, the thickness is usually 10μ or more in view of manufacturing and handling of the support, mechanical strength, etc. 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 a photoconductive member manufacturing apparatus. 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 SiF 4 gas diluted with He (purity 99.99%, hereinafter referred to as SiF 4 /He)
It is abbreviated as ) cylinder, 1105 is No gas (purity
99.999%) cylinder, 1106 is H2 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.
Step 1116: After confirming that the outflow valves 1117 to 1121 and the auxiliary valves 1132 and 1133 are open, first open the main valve 1134 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 an amorphous layer on the cylindrical substrate 1137, the gas cylinder 11
SiH 4 /He gas from 02, GeH 4 /He gas from gas cylinder 1103, No. from gas cylinder 1105
Open the gas valves 1122, 1123, 1124 and check the outlet pressure gauges 1127, 1128, 1129.
Adjust the pressure to 1Kg/cm 2 and open the inflow valve 1112,
1113 and 1114 are gradually opened to allow the flow into mass flow controllers 1107, 1108, and 1109, respectively. Subsequently, the outflow valve 111
7, 1118, 1119, the auxiliary valves 1132 are gradually opened to allow the respective gases to flow into the reaction chamber 1101. At this time, the SiH 4 /He gas flow rate and
The outflow valves 1117 and 111 are adjusted so that the ratio between the GeH 4 /He gas flow rate and the No gas flow rate becomes the desired value.
8 and 1119, and also adjust 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. After confirming that the temperature of the substrate 1137 is set to a temperature in the range of 50 to 400°C by the heating heater 1138, the power source 1140 is set to the desired power to generate glow discharge in the reaction chamber 1101. At the same time, the flow rate of GeH 4 /He gas is controlled manually or by an externally driven motor or the like at the valve 11 according to a pre-designed rate of change curve.
The distribution concentration of germanium atoms contained in the formed layer is controlled by gradually changing the openings of 18. In the manner described above, the first layer region G is formed on the base 1137 to a desired layer thickness by maintaining the glow discharge for a desired time. At the stage where the first layer region G has been formed to the desired layer thickness, the discharge valve 1118 is completely closed, and the discharge conditions are changed as necessary for the desired period of time according to the same conditions and procedures. By maintaining the glow discharge, it is possible to form a second layer region S substantially free of germanium atoms on the first layer region G. In order to contain a substance that controls conductivity in the second layer region S, a gas such as B 2 H 6 or PH 3 is introduced into the deposition chamber 1101 when forming the second layer region S. All you have to do is add it to the gas you introduce. During layer formation, it is desirable that the base 1137 be rotated at a constant speed by a motor 1139 in order to ensure uniform layer formation. Examples will be described below. 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 a light image was immediately irradiated using a tungsten lamp light source to transmit a light amount of 2 lux.sec. It was irradiated through a test chart. Immediately thereafter, a good toner image was obtained on the imaging member surface by cascading a charged developer (including toner and carrier) over the imaging member surface. the toner image on the imaging member;
Transferred onto transfer paper with 5.0KV corona charging,
Clear, high-density images with excellent resolution and good gradation reproducibility were 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. 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 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. 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 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. 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 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. 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 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 In Example 1, instead of SiH 4 /He gas,
An electrophotographic image forming member was obtained by forming layers under the same conditions as in Example 1, except that Si 2 H 6 /He gas was used and the conditions shown in Table 8 were used. 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 9 In Example 1, instead of SiH 4 /He gas,
An electrophotographic image forming member was obtained by forming layers under the same conditions as in Example 1, except that SiF 4 /He gas was used and the conditions shown in Table 9 were used. 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 10 In Example 1, instead of SiH 4 /He gas,
An electrophotographic image forming member was obtained by forming layers under the same conditions as in Example 1, except that (SiH 4 /He+SiF 4 /He) gas was used and the conditions shown in Table 10 were used. 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 11 In Examples 1 to 10, the conditions for creating the second layer were
Each of the electrophotographic image forming members was produced under the same conditions as shown in each Example except that the conditions shown in Table 11 were used. Using the image forming member thus obtained, an image was formed on a transfer paper under the same conditions and procedures as in Example 1, and the results shown in Table 11A were obtained. Example 12 In Examples 1 to 10, the conditions for creating the second layer were
Each of the electrophotographic image forming members was produced under the same conditions as shown in each example except that the conditions shown in Table 12 were used. Using the thus obtained image forming member, an image was formed on a transfer paper under the same conditions and procedures as in Example 1, and the results shown in Table 12A were obtained. Example 13 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, GeH 4 /He gas and SiH 4 /He gas were produced under the conditions shown in Table 13 and according to the change rate curve of the gas flow rate ratio shown in FIG. 19.
Layer formation was performed under the same conditions as in Example 1, except that the gas flow rate ratio of NO gas and SiH 4 /He gas was changed as well as the elapsed time for layer formation, and an electrophotographic image forming member was obtained. Ta. 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 14 Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, GeH 4 /He gas and SiH 4 /He gas were produced under the conditions shown in Table 14 and according to the change rate curve of the gas flow rate ratio shown in FIG. 20.
Layer formation was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the gas flow rate ratio of NO gas and SiH 4 /He gas was varied 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 15 In Examples 1 to 10, the same toner as in Example 1 was used except that an 810 nm GaAs semiconductor laser (10 mW) was used as the light source instead of a tungsten lamp to form an electrostatic image. When the image quality of the toner transfer images was evaluated for each of the electrophotographic image forming members prepared under the same image forming conditions as in Examples 1 to 10, it was found that the images had excellent resolution and good gradation reproducibility. Clear, high-quality images were obtained.

【表】【table】

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【表】 ◎:優良 ○:良好
[Table] ◎: Excellent ○: Good

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【表】 ◎:優良 ○:良好
[Table] ◎: Excellent ○: Good

【表】【table】

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【表】 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℃ ゲルマニウム原子(Ge)非含有層…約250℃ 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...
Approx. 200℃ Germanium atom (Ge)-free layer...Approx. 250℃ Discharge frequency: 13.56MHz Reaction chamber pressure during reaction: 0.3Torr

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の光導電部材の層構成を説明
する為の模式的層構成図、第2図乃至第10図は
夫々非晶質層中のゲルマニウム原子の分布状態を
説明する為の説明図、第11図は、本発明で使用
された装置の模式的説明図で、第12図乃至第2
0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……非晶質層。
FIG. 1 is a schematic layer structure 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 amorphous layer, respectively. The explanatory diagram, FIG. 11, is a schematic explanatory diagram of the apparatus used in the present invention, and FIGS.
FIG. 0 is an explanatory diagram showing a change rate curve of the gas flow rate ratio in each example of the present invention. 100...Photoconductive member, 101...Support, 1
02...Amorphous layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電子写真用光導電部材用の支持体と、該支持
体上にシリコン原子と1〜9.5×105atomic ppm
のゲルマニウム原子を含む非晶質材料で構成され
た層厚30Å〜50μの第1の層領域と、シリコン原
子を含む(ゲルマニウム原子を含まない)非晶質
材料で構成された層厚0.5〜90μの第2の層領域が
前記支持体側より順に設けられた層構成の層厚1
〜100μの光導電性を示す光受容層とから成る光
受容層と、で構成された電子写真用光導電部材で
あつて、前記第1の層領域中に於けるゲルマニウ
ム原子の分布状態が前記支持体側において
1000atomic ppm以上の高い部分を有し、界面側
においては支持体側に較べてかなり低くされた部
分を有する層厚方向に不均一な分布状態であつ
て、前記光受容層中には0.001〜50atomic%の酸
素原子が含有されていることを特徴とする電子写
真用光導電部材。 2 第1の層領域及び第2の層領域の少なくとも
いずれか一方に水素原子が含有されている特許請
求の範囲第1項に記載の電子写真用光導電部材。 3 第1の層領域及び第2の層領域の少なくとも
いずれか一方にハロゲン原子が含有されている特
許請求の範囲第1項又は同第2項に記載の電子写
真用光導電部材。 4 第1の層領域中に於けるゲルマニウム原子の
分布状態が前記支持体側の方に多く分布する分布
状態である特許請求の範囲第1項に記載の電子写
真用光導電部材。
[Claims] 1. A support for a photoconductive member for electrophotography, and silicon atoms on the support at a concentration of 1 to 9.5×10 5 atomic ppm.
A first layer region with a layer thickness of 30 Å to 50 μ made of an amorphous material containing germanium atoms, and a 0.5 to 90 μ thick layer made of an amorphous material containing silicon atoms (but not germanium atoms). The layer thickness 1 of the layer structure in which the second layer region is provided in order from the support side
A photoconductive member for electrophotography, comprising a photoreceptive layer having a photoconductivity of ~100μ, wherein the distribution state of germanium atoms in the first layer region is as described above. On the support side
The light-receiving layer has a high content of 1000 atomic ppm or more, and has a considerably lower content on the interface side than on the support side, and is in a non-uniform distribution state in the layer thickness direction. A photoconductive member for electrophotography, characterized in that it contains oxygen atoms. 2. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein at least one of the first layer region and the second layer region contains hydrogen atoms. 3. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1 or 2, wherein at least one of the first layer region and the second layer region contains a halogen atom. 4. The photoconductive member for electrophotography according to claim 1, wherein the distribution state of germanium atoms in the first layer region is such that more germanium atoms are distributed toward the support side.
JP57053608A 1982-03-31 1982-03-31 Photoconductive material Granted JPS58171047A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57053608A JPS58171047A (en) 1982-03-31 1982-03-31 Photoconductive material
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