DE3117035A1

DE3117035A1 - Elektrofotografische, lichtempfindliches element

Info

Publication number: DE3117035A1
Application number: DE19813117035
Authority: DE
Inventors: Takao Prof. Sakai Osaka Kawamura; Masazumi Amagasaki Hyogo Yoshida
Original assignee: Kawamura Takao Sakai Osaka; Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1980-05-08
Filing date: 1981-04-29
Publication date: 1982-02-25
Also published as: JPS56156836A

Description

Elektrofotografisches,
lichtempfindliches Element Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrofotografisches, lichtempfindliches Element, welches Lichtempfindlichkeit mit sowohl positiver als auch negativer Polarität aufweist, mit einer fotoleitfähigen Schicht aus amorphem Silizium.
Es sind bereits verschiedene Arten von elektrofotografischen, lichtempfindlichen Elementen bekannt. Unter anderem wurde die Aufmerksamkeit auf die Anbringung des amorphen Siliziums (im nachfolgenden als "a-Si" abgekürzt) auf derartige lichtempfindliche Elemente konzentriert, die durch Prozesses wie beispielsweise Glimmentladung oder Zerstäuben erfolgt, und in den zurückliegenden Jahren hat sich die Suche und Entwicklungsarbeit im Bereich der Halbleiter auf diesen Teil bezogen. Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß lichtempfindliche Elemente aus a-Si bezüglich Hitzewiderstand, AbriebwiderstandL und Lichtempfindlichkeitscharakteristiken, sowie auch vom Standpunkt der Umweltverschmutzung aus betrachtet denen aus Selen oder CdS bekanntermaßen überlegen sind. Aus der GB-Pt 2 013 725 ist ein lichtempfindliches Element mit einer fotoleitfähigen Schicht aus a-Si bekannt.
Bei der Entwicklungsarbeit bezüglich der A ringung von a-Si auf elektrogotografische, lichtempfindliche Elemente wurde herausgefunden, @@@ das lichtempfindliche Element a-Si im Gegensatz zu herkömmlichen lichtempfindlichen Elementen bezüglich der Verursachung keiner Umweltverschmutzung die idealen Eigenschaften aufweist und be zuglich Hitzewiderstand, Oberflächenhärte, Abriebwiderstand etc. hervorragend ist. Auf der anderen Seite konnte Jedoch eine fotoleitfähige Schicht aus a-Si für elektrofotografische, lichtempfindliche Elemente aus den im folgenden beschriebenen grundlegenden zwei Gründen nicht verwendet werden.
Der erste Grund ist in dem aufgefundenen Problem zu sehen, daß, wenn der übliche Glimmentladungs-oder Zerstäubungsprozess für die Herstellung von a-Si verwendet wird, die resultierende fotoleitfähige Schicht, die einen Dunkelwiderstand unterhalb von 101°:L -cm aufweist, selbst auf den niedrigsten der Oberflächenpotentialwerte, der zur Ausbildung der Bilder durch den Carlson-Prozess erforderlich ist, nicht aufladbar ist, und daher für ein dem aus den Arbeitsschritten Laden, Abbilden des Originalbildes, Entwickeln, Ubertragen, Reinigen und Ladungs-Löschen bestehenden Carlson-Prozess ausgesetztes, lichtempfindliches Element unbrauchbar ist.
Wie in der Zeitschrift "Philosophical Magazine, Vol. 33, Nr. 6, Seiten 935 bis 949, 1976", in dem Artike] "Electronic Properties of Substitutionally Doped Amorphous Si and Ge" beschrieben, wird auf dem Halbleitergebiet a-Si, wenn es in reiner Form frei von Verunreinigungen ist, üblicherweise als ein Halbleiter vom N-Typ wirken, wobei seine Strukturfehler ein Donatorniveau bilden, und wenn es eine Verunreinigung aus der Gruppe Vb des periodischen Systems, üblicherweise Phosphor (p) aufweist als ein Halbleiter vom verstärkten N-Typ wirken, während a-Si als ein Halbleiter vom P-Typ dient, wenn es eine Verunreinigung der Gruppe IIIb, üblicherweise Bor, aufweist. Der Dunkelwiderstand von a-Si variiert in- Ubereinstimmung mit dem Gehalt an Verunreinigungen. Tatsächlich zeigt der Bericht, daß der Zusatz von B2H6 zu SiH4, dem a-Si-Material, in einer Menge von 10 4 bis 10 5 der Molverhältnisse (200 bis 20 ppm) zu einem erhöhten Dunkelwiderstand von ungefahr 1011 # -cm führt. Die Verwendung einer größeren Menge Bor führt jedoch zu einer merklichen Verminderung des Dunkelwiderstandes, da der durch den Zusatz von Verunreinigungen zu a-Si erzielte Effekt im allgemeinen niedriger als bei kristallinem Silizium ist und sehr viel niedriger ist, wenn a-Si für elektrofotografische, fotoleitfähige Schichten verwendet wird. Gemäß der vor stehend bereits erwähnten GB-PA 2 013 725 beträgt die bevorzugte Menge der zuzusetzenden Fremdatome aus der Gruppe IIIb 10 3 bis 10 6 Atom% (entsprechend 5x10-6 bis 5 x 10-9 im Molverhältnis von B2H6/SiH4, oder 0,01 bis 10 ppm), was sehr viel geringer als die in dem vor- stehend erwähnten Bericht vorgeschlagene Menge auf dem Halbleitergebiet ist. Es ist daher so, daß bei einem a-Si für die Verwendung als ein elektrofotografisches, fotoleitfähiges Material der Zusatz von Fremdatomen aus der Gruppe IIIb nicht für eine signifikante Steuerung der Fotoleitfähigkeit (Dunkelwiderstand) verwendbar ist und bezüglich der Erzeugung eines weitgehend erhöhten Dunkelwiderstandes versagt. Angesichts der vorstehend beschriebenen Situation ist es wünschenswert, lichtempfindliche Elemente mit einer fotoleitfähigen Schicht aus a-Si zu schaffen, die eine sehr kleine bis große Menge von Fremdatomen aufgenommen haben kann, und deren Fotoleitfähigkeit in einem weiten Bereich leicht zu steuern ist.
Es ist weiterhin sehr erwünscht, eine fotoleitfähige Schicht aus a-Si zu entwickeln, die einen Dunkelwiderstand von wenigstens 1012 -cm, insbesondere größer a] 1013 Q -cm, wie er für den elektrofotografischen Abbild vorgang erforderlich ist, aufweist. Um diese Anfordern gen zu erfüllen, wird in der JP-PA SHO 54-145539 vorgeschlagen, 0,1 bis 30 Atoms Sauerstoff a-Si zuzusetzen und dadurch den Dunkelwiderstand zu verbessern. Nachdem fotoleitfähige Schichten aus a-Si mit wenigstens 0,1 Atom96 Sauerstoff hergestellt und bezüglich der allgemeinen elektrofotografischen Eigenschaften überprüft worden sind, wurde herausgefunden, daß die Schichten einen verbesserten Dunkelwiderstand aufweisen, der gut oberhalb des für den elektrofotografischen Prozess erforderlichen Wertes lag. Die fotoempfindlichen Eigenschaften werden jedoch mit einem Ansteigen des Sauerstoffgehaltes weit reduziert, so daß dieSchicht selbst bei dem geringsten Sauerstoffgehalt von 0,1 Atom% im als Bereich des sichtbaren Lichtes schlechter| bei den herkömmlichen fotoempfindlichen Elementen ist.
Bezugnehmend auf den zweiten Grund, dient a-Si durch den Zusatz der vorstehend beschriebenen Verunreinigungen als ein Halbleiter vom P-Typ oder N-Typ. Ob @@Typ oder N-Typ hängt jedoch davon ab, daß die Driftbeweglichkeit der Elektronen sehr viel größer as der Löcher ist. Wie bereits durch die Zeitschrift "Physics Letters", Vol. 319 Nr. 11, Seiten 762 bis 764, bekannt, ist die Driftbeweglichkeit µe der Elektronen in a-Si (2 - 5) x 10-2 cm²/VS@@ während die Driftbeweglichkeit ph der Löcher (5 -6) x 10-4cm²/VSek. beträgt. Das heißt, daß die Driftbeweglichkeit der Löcher so klein wie ungefähr ein Hundertstel der der Elektronen ist. Auf der anderen Seite liegen die Le bensdauern der Anlagerung des Elektrons und Loches (d. h. die mittelere Lebensdauer bis zum Einfangen im Anlagerungsmittelpunkt) im allgemeinen im Bereich von 1 µSek. bis 19 µSek., obwohl sie etwas von den Mustern der fotoleitfähigen Schichten abhängig sind. Wenn davon ausgegangen wird, daß die Lebensdauer Te des Elektrons und die Lebensdauer # h des Loches 1 µSek., d. h. # e = # h = 1 µSek.
ist, und wenn an eine fotoleitfähige Schicht mit einer Dicke d = 10 µm 300 V angelegt sind (was dem elektrischen Feld E = 3 x 10 V/cm entspricht), dann würde die freie Weglänge (Schubweg range) we des Elektrons 150 µm sein, da #e = µe#eE = 5 x 10 2cm2/VSek.
x 1 pSek. x 3 x 105 V/cm ist, während die mittlere freie Weglänge # h des Loches 1,5 µm sein würde, da w h = µh#hE = 5 x 10-4cm²/VSek. x 1 µSek. x 3 x 105 V/cm ist. D. h. daß, obwohl die mittlere freie Weglänge des Elektrons ausreichend größer als die Dicke der fotoleitfähigen Schicht ist, d. h. # e >> d, ist die mittlere freie Weglänge des Loches kleiner als die Dicke, d. h.
4 h d. Wenn demgemäß diese Tatsache direkt für die Aufbringung auf ein elektrofotografisches, lichtempfindliches Element mit einer fotoleitfähigen Schicht aus a-Si und insbesondere mit einer fotoleitfähigen Schicht, aus a-Si, die selbst elektrostatische Ladungen zurück- hält und auf deren Oberfläche ein Bild davon ausbildet, verwendet wird, würde die Fotoempfindlichkeit der fotoleitfähigen Schicht ausreichend groß sein, wenn die Ladungspolarität negativ und das Elektron der Ladungsträger ist. Die Fotoempfindlichkeit würde jedoch äußerst niedrig werden, wenn die Ladungspolarität positiv und das Loch der Ladungsträger ist. Somit ist die Ladungspolarität bei herkömmlichen fotoleitfähigen Schichten aus a-Si auf die negative begrenzt.
D. h., wenn a-Si in einem Kopiergerät als ein fotoempfindliches Element verwendet wird, ist dieses zahlreichen Einschränkungen unterworfen. Als ein Grundproblem wäre die Verwendung von Entwickler und auch die ar wendung von Ladungspolaritäten und Bildiibertr- ,ungselementen eingeschränkt. Darüberhinaus besteht seit kurzem eine starke Nachfrage nach eilae .r.opiergerät, das sowohl von Negativ-Originalen als auch von üblichen Positiv-Originalen Positivkopien erzeugen kann. In diesem Fall, d. h. für den Fall, daß von einem Negativ-Original eine Positivkopie erzeugt werden soll, ist eine gleichförmige Ladung in der Polarität entgegengesetzt zu der des Positiv-Positiv-Kopiervorganges erforderlich. Daraus folgt, daß ein Bild abgebildet ist und dann eine umgekehrte Entwicklung ausgeführt wird, um das Bild zu entwickeln.
Statt der gleichförmigen Ladung in der zur ursprUnglichen Ladung entgegengesetzten Polarität kann gleichförmige Ladung nachfolgend zur Abbildung angelegt werden und dann erfolgt ein normaler Entwicklungsvorgang, um das Bild zu entwickeln. Demgemäß war die Realisierung von Kopiergeräten, die sowohl Negativ-Positiv-Kopien als auch Positiv-Positiv-Kopien erzeugen konnten schwierig, da sie ein fotoempfindliches Element erfordern, welches sowohl für positive als auch für negative Polaritäten empfindlich ist.
Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein elektrofotografisches, lichtempfindliches Element mit einer neuen amorphen Siliziumschicht zu schaffen, die sowohl für positive als auch negative Polaritäten empfindlich ist, einen hohen Dunkelwiderstand, eine überragende Fähigkeit, Ladung aufzunehmen und hohe Empfindlichkeit aufweist, welche durch einen Glimmentladungsprozess erzeugt ist, zusätzlich ausgezeichnete Eigensctften bezüglich Umweltschutz, Wärmewiderstand, Oberflächenhärte, Abriebwiderstand etc. besitzt, eine sehr kleine bis große Menge Fremdatome aufweist und eine elektrische Leitfähigkeit hat, die leicht innerhalb eines großen Bereiches steuerbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein elektrofotografisches, lichtempfindliches Element mit einer fotoleitfähigen Schicht aus amorphem Silizium, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das lichtempfindliche Element Lichtempfindlichkeit mit sowohl positiver als auch negativer Polarität aufweist und daß die fotoleitfähige Schicht aus amorphem Silizium etwa 10-5 bis 5 x 10 2 Atom% Sauerstoff, etwa 10 bis 40 Atoms Wasserstoff und etwa 200 bis 20000 ppm einer Dotierung aus der Gruppe IIIb des Periodensystems enthält.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werder anhand der folgenden Figuren im einzelnen bese'srieben.
Es zeigt: Fig. 1 ein Schaltbild zur schematischen Darstellung der Konstruktion eines Glimmentladungsgerätes zur Ausbildung von fotoleitfähigen Schichten aus amorphem Silikon mit Sauerstoff und Wasserstoff gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 eine grafische Darstellung der Veränderungen des Dunkelwiderstandes von sauerstoffhaleinem amorphem SilSSUm und sauerstoffreiem amorphem Silizium,die mit verschiedenen Mengen Bor oder Phosphor versehen sind; Fig. 3 eine grafische Darstellung der Veränderungen der spektralen Empfindlichkeit bei 600 nm und der Ladungsaufnahmefähigkeit von fotoleitfähigen Schichten aus amorphem Silizium mit verschiedenen Sauerstoffgehalten; Fig. 4 eine grafische Darstellung der spektralen Empfindlichkeitscharakteri stiken von fotoleitfähigen Schichten aus amorphem Silizium mit verschiedenen Sauerstoffgehalten; Fig. 5 eine grafische Darstellung der Meßergebnisse der Driftbeweglichkeiten von Löchern und Elektronen in fotoleitfähigen Schichten aus amporphem Silizium; un Fig. 6 eine grafische Darstellung der spektralen Empfindlichkeitscharakteristiken von fotoleitfähigen Schichten aus amorphem Silizium, wenn diese entsprechen mit positiver und negativer Polarität aufgeladen sind.
Wie bereits beschrieben wird das durch den GlimmentD ladungsprozess oder durch den Zerstäubungsprozess hergestellte amorphe Silizium ein Halbleiter vom P-Typ oder N-Typ, wenn Fremdatome der Gruppe IIIb (bevorzugt Bor) oder der Gruppe Vb des periodischen Systems (bevorzugt Phosphor) enthalten sind. Amorphe Siliziumschlchten wer den durch die Verwendung von SiH4, Si2H6 oder 8I3H8 -Gas als Ausgangsmaterial in Kombination mit Doborangas (B2H6-Gas) für den Borzusatz oder mit PH3-Gas für den Phosphorzusatz erzeugt. Für diese Gase wird WasserstoffS Argon, Helium oder dgl. als Trägergas verwendet. Demgemäß enthält die a-Si-Schicht in ihrer Reinform,und auch wenn Bor oder Phosphor zugesetzt sind, wenigstens wasser stoff. Wie jedoch aus dem später beschriebenen Versuchsbeispiel ersichtlich, haben die a-Si-Schichten,die a@ derartigen Materialien gebildet sind, einen @@nkelwiderstand, der im Höchstfall weniger als 1010# -cm beträgt und sind nicht für den elektrofotographischen Abbildevorgang (d. h. Carlson-Prozess) geeignet, der im allge meinen einen Dunkelwiderstand von wenigstens 1013# -cm benötigt.
Der sehr niedrige Dunkelwiderstand erscheint zugehörig zur Anwesenheit von vielen nichtpaarigen Bindungen im a-S welches eine amorphe Struktur aufweist. Der Ausdruck "nichtpaarige Bindungen" bezieht sich auf den Zustand, in dem Siliziumatome freie Elektronen ohne Bindung haben oder Valzenzbindungen unterbrochen sind. Für den Fall von fotoleitfähigen Schichten aus a-Si ist es so, daß viele Siliziumatome lose ohne Bindung in dem Zustand mn nichtpaarigen Bindungen in der Nähe der Oberfläche und auch im inneren hängen.
Genauer gesagt, ist amorphes Silizium sehr viel weniger als kristallines Silizium durch den Zusatz von Fremdatomen der Gruppe IIIb oder der Gruppe Vb des periodischen $systemes, wie bereits beschrieben beeinflußt, so daß es schwierig ist, die elektrische Leitfähigkeit von a-Si durch die Steuerung der Valenz zum P-Typ oder N-Typ zu steuern. Es ist so, daß diese Schwierigkeit teilweise aus der Anwesenheit von lokalisiertem Niveau in dem Bandspalt (oder Mobilitätsspalt) infolge der vorstehend erwähnten vielen nichtpaarigen Bindungen resultiert; die Elektronen oder Löcher, die vom Donator oder Akzeptor durch das lokalisierte Niveau aufgefangen werden, so daß dBs Fermi-Niveau nur leicht bewegt werden kann, was konsequenterweise extreme Schwierigkeiten bezüglich der Steuerung der Leitfähigkeit durch die Steuerung der Valenzen darstellt. Da jedoch SiH4, B2H6 und dgl. Gase zur Erzeugung der a-Si-Schicht verwendet werden enthält die Schicht sich verbindende Wasserstoffatomen welche die nichtpaarigen Bindungen eliminieren, um das örtliche Niveau zu reduzieren, was dazu führt, daß die elektrische Leitfähigkeit bis zu einem gewissen Ausmaß durch die Steuerung der Valenzen durch den Zusatz von Fremdatomen steuerbar ist.
Es wurde herausgefunden, daß der Einschluß von ungefähr 10 bis ungefähr 40 Atoms von Wasserstoff in die fotoleitfähige Schicht aus a-Si bewirkt, daß sich asserstoffatome mit einer ziemlich großen Menge der nicht paarigen Bindungen verbinden, um eine zufriedenstellend gesteuerte elektrische Leitfähigkeit zu erzeugen wobei der Dunkelwiderstand der a-Si-Schicht immer noch als gut unterhalb des gewünschten annehmbaren We @es liegend festgestellt werden konnte, da viel@ verbleibende nicht paarige Bindungen oder die schwachen und stabilen Bindung gen zwischen den Wasserstoffatomen und Siliziumatomen vorhanden sind. Insbesondere die Wasserstoff-Silizium-Verbindung ist leicht zu unterbrechen, um das Wasserstoffatom freizugeben, da die a-Sl-Schicht selbst ausgebildet wird, wobei der Träger auf eine hohe Temperatu erhitzt werden muß.
Um das Problem des niedrigen Dunkelwiderstandes weiter zu erforschen wurden weitere Untersuchungen durchgeführt und es wurde herausgefunden, daß der Dunkelwiderstand bis zu einem großem Ausmaß durch Einbauen einer geeigneten Menge von Sauerstoff in die fotoleitfähige Schicht aus a-Si zusätzlich zum Wasserstoffgehalt von ungefähr 10 bis ungefähr 40 Atom% verbessert werden kann. Das Einbinden des Sauerstoffes eliminiert weitgehend alle der nichtpaarigen Bindungen, wobei Sauerstoffatome an Silizium mit den nichtpaarigen Bindungen angezogen sind.
Dies erscheint zur Verbesserung des Dunkelwiderstandes nützlich. Wie aus einigen der später beschriebeaen Versuchsbeispiele hervorgeht, haben fotoleitfähige Schichten aus a-Si mit Wasserstoff und Sauerstoff einen Dunkelwiderstand von wenigstens 1013n -cm, der somit um das 102 bis ungefähr l07fache des Dunkelwiderstandes jener Schichten beträgt, die keinen Sauerstoff enthalten. Es wurde jedoch auch herausgefunden, daß die Fotoempfindlichkeit der a-Si-Schicht mit einem Ansteigen des Sauerstoffgehaltes abfällt und daß die Schicht keine gut Fotoleitfähigkeit erzeugt, wenn sie ein Übermaß an Sauer stoff enthält. Wie im einzelnen später beschrieben, muß der Sauerstoffgehalt der fotoleitfähigen Schicht aus a-S daher ungefähr 10 5 bis ungefähr 5 x 10 2 Atom% betragen und beträgt bevorzugt ungefähr 0,01 bis ungefähr 0,04 Atom%. Bei der Verwendung des Glimmentladungsvorganges wird zur Einbindung des Sauerstoffes unabhängig von dem SiH4-Gas, jedoch mit diesem gleichzeitig Sauerstoff in den Glimmentladungsreaktor eingeführt. Da Sauerstoff sehr effizient eingebunden werden kann, wird Sauerstoff in einer Menge von ungefähr dem 1,1 bis 2fachen der Menge, die eingebunden wird, zugeführt, beispielsweise bei einem Molverhältnis von O2/SiH4 von 0,55 x 10-4 zu 1 x 10 4, wenn 10 2 Atom% des Sauerstoffes enthalten sind. Insoweit als das gewünschte O2/SiH4-Verhältnis aufrecht erhalten wird, kann Sauerstoff unter Verwendung von Luft oder H2, Ar, He oder einem ähnlichen inerten Gas als Trägergas eingeführt werden.
Sauerstoffatome mit ihren großen elektrisch negativen Eigenschaften teilen leicht die Elektronen der nichtpaarigen Bindungen mit Silizium@@omen, um wirksam die Bindungen zu eliminieren, so daß der Sauerstoff selbst dann eine überragend große Wirkung erzeugt, wenn er in einer ziemlich kleinen Menge von ungefähr 10 5 bis 5 x 10'2 Atom%, wie vorstehend erwähnt, zugeführt wird.
Weiterhin verbessern die resultierenden starken Bindungen den Hitzewiderstand, andere Stabilitäten und die Festigkeit der fotoleitfähigen Schicht. Wie bereits erwähnt, sollte der Sauerstoffgehalt auf maximal 5 x 10-2 ² Atoms begrenzt sein. Sonst würde eine bis zu einem großen Maß reduzierte Fotoempfindlichkeit erzeugt werden, da ein Übermaß an Sauerstoff anders als der die nichtpaarigen Bindungen eliminierende Sauerstoff, sich mit dem Silizium zu Siliziumdioxidkristallen verbinden würde, die einen Wandabstand von ungefähr 7 eV haben und nicht im Bereich von sichtbarem Licht fotoleitfähig sind. Wenn umgekehrt der Sauerstoffgehalt kleiner als 10-5 Atom% ist, kann er nicht vollständig die nichtpaarigen Bindungen eliminieren, wodurch die Anstrengung, eine fotoleitfähige Schicht aus a-Si mit einem Dunkelwiderstand nicht unterhalb 1015SL -cm zu schaffen, fehlschlägt.
Mit ungefähr 10 bis ungefähr 40 Atoms Wasserstoff und ungefähr 10-5 bis ungefähr 5 x 10-2 Atom% Sauerstoff in der a-Si-Schicht sind die nicht paarigen Bindungen darin fast vollständig eliminiert, wobei in dem Mobilitätsabstand ein extrem reduziertes örtliches Niveau vorhanden ist, so daß das Fermi-Niveau durch die Steuerung der Valenz sehr viel leichter als bisher möglich steuerbar ist, obwohl die Schicht ein amorpher Halbleiter ist.
Mit anderen Worten der Zusatz von dreiwertigen oder fünfwertigen Fremdatomen erzeugt einen merkbar verbessorten Effekt. Insbesondere ein dreiwertiges Fremdatom, wie beispielsweise Bor, welches als Akzeptor kann, kann in einem Bereich von mindestens 10 q" bis maximal 20000 ppm dotiert werden, obwohl d@ @ ge teilweise vom Sauerstoffgehalt abhängig ist @@ somit einen großen Anteil des a-Si-Vorrates großen Dunkelwiderstand von wenigstens verteilt.
Es wird nun eine fotoleitfähige Schicht aus @-@ beschrieben, die mit positiver und negativer @ @@ aufgeladen werden kann, d. h. eine fotoleit Schicht aus a-Si, die in beiden Polaritäten lich ist.
Wie vorstehend bereits beschrieben, ist die beweglichkeit des Elektrons in a-Si weit grö@ @@ die des Loches. D. h. a-Si könnte nicht dazu diese sowohl für positive als auch i@ negative D @@ @t@ eine otoempfindlichkeit zu haben. Als ein aus zahlreichen Experimenten wurde jedoch h@ @ @@ den9 daß eine iotoleitfähige Schicht aus a-Si E'3 bis 5 x 10-2 Atom% Sauerstoff und 10 bis 40 @ @@ serstoff die folgenden Charakteristiken bezüglich beweglichkeiten der Ladungsträger aufweist. @@ @@ ist, daß die Driftbeweglichkeit des Loches @e. @01 mit Fremdatomen aus der Gruppe IIIb oder Gruppe Vb der periodischen Systemes oder selbst ohne Fremdatome im wesentlichen die gleiche ist. Auf der anderen Seite ist die Driftbeweglichkeit des Elektrons im amorphen Silizium maximal, wenn Fremdatome der Gruppe Vb dotiert sind, und beträgt das 2 bis 3fache der Driftbeweglichkeit des Loches. Im Gegensatz hierzu wird die Driftmobilität des Elektrons ähnlich oder im wesentlichen gleich der Driftmobilität des Loches, wenn in einer a-Si fotoleitfähigen Schicht Fremdatome der Gruppe IIIb dotiert sind. Es wurde herausgefunden, daß eine fotoleitfähige Schicht aus a-Si gemäß der vorliegenden Erfindung eine Fotoempfindlichkeit sowohl für positive als auch für negative Polaritäten dadurch aufweist, indem Fremdatome der Gruppe IIIb in einer Menge von ungefähr 200 bis ungefähr 20000 ppm dotiert sind.
Zur näheren Erläuterung ist anzumerken, daß durch Versuche herausgefunden worden ist, daß die Driftbeweglichkeit des Loches in a-Si mit Sauerstoff und Wasserstoffgehalt im wesentlichen ungeachtet des Zusatzes von Fremdatomen konstant ist und ungefähr 0,02 bis 0,06 cm2/VSek. beträgt. Dieser Wert 0,02 bis 0,06 cm2/VSek.
für das Loch ist so groß wie ungefähr das 100fache des Wertes, der in dem Bericht der bereits vorstehend ge- nannten Zeitschrift "Physics Letters" genannt ist, insbesondere beträgt die Driftmobilität des Loches @@ gefähr X,03 cm2/VSek. bei einer Dotierung von-Bor, entsprechend ungefähr 0,03 cm²/VSek. bei 20@@ Bor und ungefähr 0,04 cm²/VSek. bei 20000 ppm @@@.
ist der anderen Seite; die Driftmobilität des R @@ hängig von der Dotierung von Fremdatomen und ins dere wird sie ungefähr 0,05 cm²/VSek. bei 200 p@ und ungefähr 0,03 cm²/VSek. mit 2000 der 20000 Bor, was dann im wesentlichen gleich der Dri@t@@ keit des Loches ist. Somit hat eine fotoleitfähi @t aus a-Si gemäß der vorliegenden Erfindung lichkeit sowohl für positive als auch negativ indem Fremdatome der Gruppe IIIb (normalerwei einer Menge von ungefähr 200 bis 2000) ppm den vorstehend beschriebenen Mengen Sauerstof stoff zugesetzt sind. Die Anpassungsfähigkeit u@@ barkeit einer fotoleitfähigen Schicht aus adadurch ausgedehnt, wenn sie sowohl yrnr positiv@ @l negative Polaritäten empfindlich ist. Beispiels nen die Polaritäten des Toners, der Ladeeinrich Bildübertragungseinrichtung frei gewählt werden @@ hinaus ist die Realisierung eines Kopiergerät@ sowohl einen Negativ-Positiv-Kopiervorgang @@@ üblichen Positiv-Positiv-Kopiervorgang ausfünach dem eine starke Nachfrage besteht Obwohl die fotoleitfähige Schicht aus a-Si gemäß der vorliegenden Erfindung ungefähr 10 5 bis 5 x 10-2 Atoms Sauerstoff, ungefähr 10 bis 40 Atom% Wasserstoff und ungefähr 200 bis 20000 ppm Fremdatome der Gruppe IIIb enthält, ist sie in zahlreichen Formen verwendbar, bevorzugt ist die Schicht als eine Oberflächenschicht zum Ausbilden von Bildern elektrostatischer Ladungen auf der Oberfläche verwendbar, da sie überragende Eigenschaften bezüglich der Empfindlichkeit für beide Polaritäten, frei von umweltbelastenden Eigenschaften, Hitzewiderstand, Oberflächenhärt etc. aufweist. Für eine derartige Verwendung hat die Schicht eine Dicke von ungefähr 5 bis 100 m, bevorzugt unge-Shr 10 bis 50 µm. Falls gewünscht kann auf dem Träger eine Zwischenschicht ausgebildet sein, die ein Eindringen der Ladungen vom Träger verhindert. Als ein Beispiel für eine derartige Zwischenschicht kann amorphes Silizium mit einer Dicke von weniger als 1 pm verwendet werden, da es wirksam das Eindringen von Ladungen aus dem Träger verhindert. Statt dessen kann eine Al203-Schicht von ungefähr 1 bis 10 pm als Zwischenschicht verwendet werden, die gemäß der GB-PA 1 446 111 durch einen anodischen Oxidationsprozess ausgebildet ist.
Die dotierte Fremdatommenge der Gruppe IIIb v@@ fähr 200 bis 20000 ppm erzeugt nicht nur eine @@ lichkeit des a-Si für beide Polaritäten, sc@@@e@@ @@ @ einen Dunkelwiderstand, der im Bereich von 1013 @@ 1@ 1 # -cm ein Maximum erreicht und dadurch den Abb vorgang durch jeden elektrofotografischen Proz@ möglicht. Mit einer Menge größer als ungefä@@ @ @@ sinkt der Dunkelwiderstand schnell ab und d@@ daher unbrauchbar. Wenn die a-Si-Schicht durch Glimmentladungsprozess ausgebildet wird, werden atoms der Gruppe IIIb, beispielsweise Bor, in da durch Zuführen von B2H6-Gas in den Entladung @e@ sammen mit SiH4, Si2H6 oder Si3H8-Gas dotiert.
Verunreinigungselement weniger wirksam als Saue eingebaut wird, muß B2H6-Gas in einer Menge werden, die ungefähr das 5 bis 15fache der Menge beträgt.
Die a-Si fotoleitfähige Schicht gemäß der v@@ den Erfindung weist spektrale Empfindlichkeits@@ ristiken über einen Bereich auf, der das sichtb Spektrum einschließlich des infrarot-fotografische@ reiches am Spektrumsende der längeren Wellenläng @ll stand abdeckt. Insoweit als der Sauerstoff halb des vorstehenden Bereiches, insbesonder die obere Grenze von 5 x 10-2 Atom% hinausgeht, $chicht zufriedenstellende Dunkelabfall- und Lichtabfall-Charakteristiken. Mit einem Sauerstoffgehalt von weniger als 0,03 Atoms hat die fotoleitfähige Schicht aus a-Si eine vergleichsweise höhere Empfindlichkeit als die herkömmlichen lichtempfindlichen Elemente vom Se-Typ und jene aus Polyvinylcarbazol mit TNF.
Weiterhin hat die a-Si-Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung eine Oberflächenhärte (Vickers-Härte) von unge-£§hr 1800 bis 2300 kg/mm2, was ungefähr das 30 bis 40fach@ der Härte von Se-As lichtempfindlichen Elementen (As 5%) gad ungefähr das 18 bis 23fache der Härte von Aluminium ist, Somit ist die Schicht so hart wie Saphir. Demgemäß ist die Schicht gut für die Druckübertragung des Tonerbil 4vs geeignet und durch eine Metallklinge reinigbar. Da das a-Si eine Kristallisationstemperatur von ungefähr 7000 C aufweist, ist die Schicht auch für Hitzeübertragun geeignet und hat eine überragende Gesamtlebensdauer.
Fig. 1 zeigt ein Glimmentladungsgerät zum Ausbilden dr fotoleitfähigen Schicht. Mit Bezug auf die Figur ist ip pen ersten, zweiten, dritten und vierten Tanks 1, 2, 3 und 4 entsprechend SiH4, PH4, B2H6 und 02-Gas enthalten Für die SiH4-, PH4- und B2Hó-Gase wird Wasserstoff als Trägergas verwendet. Stattdessen kann auch Argon oder Helium als Trägergas verwendet werden. Diese den freigegeben, wenn entsprechende erste, zwei@@, @itte und vierte Regulierventile 5, 6, 7 und 8 geö@@ @-den und die Durchflußgeschwindigkeiten der Base we@@@ durch Mengenstrom-Steuereinrichtungen 9, 10, 11 @ 12 gesteuert. Die Gase der ersten bis dritten Tank@ werden in einen ersten Hauptkanal 13 geleitet @nd @@@ Sauerstoffgas aus dem vierten Tank 4 wird @ t@@ @t diesen Gasen in einen zweiten Hauptkanal 14 g@l Die Bezugsziffern 15, 16, 17 und 18 bezeichne flußmesser und die Bezugsziffern 19 und 20 teile Die durch die ersten und zweiten Hauptlei@@@ 13 und 14 fließenden Gase werden einer Realt @rö@ @@ zugeführt, die von einer Resonanzschwingungsspule umgeben ist, welche auf geeignete Art und Weise @i@ Hochfrequenzleistung von 100 Watt bis zu mehr watt bei einer Frequenz von 1 MHz bis zu m@@ r MHz erzeugt. Innerhalb der Reak@@rröhre 21 elektrisch leitfähiger Träger 23, beispielsweis Aluminium, rostfreiem Stahl oder NESA-Glas @@@ @s den einer a-Si-Schicht auf diesem Träger aus @i@ tisch 25 angeordnet, der durch einen Motor S?: ist. Der Träger 23 an sich ist gleichförmi@ Temperatur von ungefähr 50 bis ungefähr 300° C vorzugt ungefähr 150 bis ungefähr 250° C du @@@ eignete Heizeinrichtung aufgeheizt. Das Inn@@@ Reaktorröhre 21, die auf ein Hochvakuum (Entladungsdruck: 0>5 bis 2,0 Torr) für die Ausbildung der a-Si-Schicht evakuiert sein muß, steht mit einer Rotationspumpe 26 und einer Diffusionspumpe 27 in Verbindung.
Wie bereits beschrieben, kann die fotoleitfähige Schic aus a-Si direkt auf dem Träger 23 ausgebildet werden, ode es wird ein Aluminiumträger verwendet, auf dem die vorstehend bereits erwähnte Al2O3-Schicht bereits ausgebilde ist. Weiterhin kann eine Trennschicht aus a-Si ausgebilde weraen, wofür das gleiche Glimmentladungsgerät wie für di fotoleitfähige Schicht verwendbar ist. Die nachfolgende Beßchreibung bezieht sich auf den Fall, bei dem eine fotc leitfähige Schicht aus a-Si direkt auf dem Träger ausgebi det wird.
Um mit dem Glimmentladungsgerät der vorstehend beschreibenen Konstruktion eine fotoleitfähige Schicht aus a-Si auszubilden, wird zuerst das Innere der Reaktorröhre 21 durch die Diffusionspumpe 27 auf ein Vakuum von ungefähr 10 4 bis 10 6 Torr evakuiert und danach wird die Rotationspumpe 26 abwechselnd betätigt, um ein Vakuum von ungefähr 10 ² bis ungefähr 10 4 Torr zu erhalten.
Wenn Sauerstoff dotiert werden soll, wird das vierte Regelventil 8 geöffnet und Sauerstoff wird aus dem vierten Tank 4 in die Rohre 21 geführt und au einem stimmten Druckwert gehalten, der durch die Me@ strom-Steuereinrichtung 12 justiert wird Dar wird SiH4-Gas aus dem ersten Tank 1 durch Öff@ des ersten Regelventils 5 zugeführt, und ~~~~ wünscht wird auch PH3-Gas oder B2H6-Gas aus zweiten oder dritten Tank 2 oder 3 durch Öffn@@ des zweiten oder dritten Regelventils 6 oder gegeben. Demgemäß wird SiH4-Gas oder ein Misch aus $lH4 mit B2H6 oder PH3-Gas durch die erst Hauptleitung 13 der Reaktorröhre 21 zugeführt, bei die Mengen genau durch die Mengenstrom-St@ einrichtungen 9, 10 und 11 gesteuert werden.
sprechend wird Sauerstoffgas in einem gewisse @@@ verhältnis zu SiH4 durch die zweite Hauptleitung der Reaktorröhre 21 zugeführt, wobei seine durch die Mengenstrom-Steuereinrichtung 12 gesteuer wird. Bei einem Innendruck in der Reaktorröhre @@ der auf ungefähr 0,5 bis ungefähr 2,0 Torr ge wird5 dem auf eine Temperatur von 50 bis @ 300° geheizten Träger und der auf eine Hochfrequenz@@@ von 100 Watt bis zu mehreren Kilowatt bei ei@@ guten von 1 bis zu mehreren 10 MHz eingestell Spule 22 tritt eine Glimmentladung auf, @ @ zu zersetzen und auf dem Träger mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 0,5 bis ungefähr 2 µm/60 Min. eine fotoleitfähige Schicht aus a-Si abzuscheiden, wobei die fotoleitfähige Schicht einen vorbestimmten Sauerstoffgehalt mit oder ohne eine geeignete Menge von Bor oder PhosphorSenthält.
Versuchsbeispiel 1 Es wurden fotoleitfähige'Schichten aus a-Si mit Wasserstoff, jedoch ohne Sauerstoff hergestellt und dann auf ihren Dunkelwiderstand überprüft.
Unter Verwendung des Glimmentladungsgerätes gemäß der Fig. 1 wurde SiH4-Gas aus dem ersten Tank 1, getragen durch Wasserstoff (10 99 SiH4 relativ zu Wasserstoff) freigegeben und in Form einer 20 pm dicken fotoleitfähigen Schicht aus reinem a-Si auf einem Aluminiumträger zersetzt. Die angewendeten Produktionsbedingungen waren: Entladungsdruck 1,5 Torr, Temperatur des Aluminiumträgers 2000 C, Hochfrequenzleistung 300 Watt, Frequenz 4 MHz und Beschichtungsgeschwindigkeit 1 pm/h.
Die nächsten 20 pm dicken fotoleitfähigen Schichten aus a-Si enthalten ungefähr 20, 200 und 20000 ppm Bor und wurden unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend beschrieben auf Aluminiumträgern ausgebildet. Diese Gehalte entsprechen 10-5, 10-4 und 10-3 als Molverhältnis von B2H6/SiH4 ausgedrückt. Da der Wirkungsgrad, mit dem Bor in eine-fotoleitfähige Schicht aus a-Si dotiert werden kann, 1/5 bis 1/15 wie bereits erwähnt beträgt, sind die verwendeten Molverhältnisse von B2H6/SiH4 ungefähr das 10fache der dotierten Borgehalte. Die Borke halte wurden durch einen Ionen-Microanalysator der Firma Hitachi gemessen.
Auf ähnliche Art und Weise wurde der Reaktorröhre für die Glimmentladung eine Mischung aus SiM4 und Gasen zugeführt, um 20 µm dicke fotoleitfählge Schichter aus a-Si mit 10, 100 und 1000 ppm Phosphor auszubilden Die Dunkelwiderstände der vorstehenden fotoleitfähigen Schichten aus a-Si wurden dann gemessen und das Er,ebnis ist durch die durchgezogene Linie A in der Fig 2 dargestellt, in der die Bor- und Phosphor-Gehalte in ppm und die Molverhältnisse von B2H4/SiH4 und PH3/SiH4 in runden Klammern angegeben sind. Diese Molverhältnisse sind unter der Voraussetzung dargestellt, daß der Dotierwirkungsgrad des zugehörigen Elementes 100 , beträgt.
Die durchgezogene Linie A der Fig. 2 gibt an, daß die fotoleitfähige Schicht aus reinem a-Si einen Dunkelwiderstand von weniger als 109 #-cm aufweist, der selbst dann nicht ansteigt, wenn iO ppm Phosphor enthalten sind. Wenn die Schicht größere Mengen Phosphor enthält, wird der Dunkelwiderstand merklich verringert; d. h. ungefähr 4 x 107#-cm bei 100 ppm Phosphor, und ungefähr 8 x 106#-cm bei 1000 ppm Phosphor. Auf der anderen Seite weist bei Borgehalt die a-Si-Schicht bei einem Borgehalt von ungefähr 200 ppm den höchsten Widerstand von ungefähr 6 x 109#-cm auf, der jedoch abrupt absinkt, wenn der Borgehalt weiter ansteigt. Der Dunkelwiderstand ist bei 2000 ppm 107-cm. Daraus folgt daher, daß die a-Si-Schicht, die Wasserstoff, jedoch keine Sauerstoff enthält, ungeachtet des Zusatzes von Bor oder Phosphor einen maximalen Dunkelwiderstand aufweist, der weniger als 1010#-cm ist, und als eine elektrofotografische fotoleitfähige Schicht, die üblicherweise einen Dunkelwiderstand von wenigstens ungefähr 1013#-c aufweisen muß, nicht verwendbar ist. Tatsächlich betrug bei Aufladen einer fotoleitfähigen Schicht aus a-Si mit einem Borgehalt von 200 ppm durch eine Koronaentladeeinrichtung das Oberflächenpotential entweder mit positiver oder negativer Polarität weniger als mehrere zehn Volt.
Versuchsbeispiel 2 Es werden fotoleitfähige Schichten aus a«SS lfi Wasserstoff und Sauerstoff hergestellt und au@ @@@ Dunkclwiderstand hin überprüft.
Unter den gleichen Bedingungen wie beim Verstand beispiel 1 mit Ausnahme, daß aus dem vierte@ T@@@ Sauerstoff in einem Molverhältnis von O2/Si@4 v@@ fähr 0,75 x 10-7, um 10-5 Atom% Sauerstoff in die Schicht zu dotieren,wurde eine 20 µm dicke @otolo@: fähige Schicht aus a-Si hergestellt. Auf ähnlich@ und Weise wurden fotoleitfähige Schichten aus a@@@ gestellt, die weiterhin 20, 200, 2000 und 20000 @ und solche, die 10, 100 und 1000 ppm Phospher Diese sieben 20 µm dicken fotoleitfähigen S@@de@ a-Si wurden jeweils mit ein Sauerstoffgehalt fähr 10-5 Atom% hergestellt. Jede dieser Sc@@@h@ herausgefunden, enthält ungefähr 18 bis ungefäh@-Atom% Wasserstoff. Die Sauerstoffgehalte wurden @@ ein Funkenquellen-Massenspektrometer bestimmt.
Die Dunkelwiderstände der a-Si-Schichten wurde@ @@ sen und das erhaltene Ergebnis ist durch eine @ gene Linie B in der Fig. 2 dargestellt0 Die durchgezogene Linie B in der Fig. 2 zeigt an, daß die fotoleitfähige Schicht aus a-Si, die weder Bor noch Phosphor, jedoch Sauerstoff und Wasserstoff enthält, nur einen Dunkelwiderstand von ungefähr 5 x 1Q11 Q -cm zu cm aufweist, der ungefähr das 1000fache des Dunkelwiderstandes der Schicht beträgt, die keinen Sauer stoff und nur Wasserstoff enthält. Bei Anwesenheit von Phosphor fällt der Dunkelwiderstand leicht ab und fällt mit einem Ansteigen des Phosphorgehaltes weiter ab. Selbst wenn gdoch 1000 ppm Phosphor enthalten sind, hat die a-Si-Schicht immer noch einen Dunkelwiderstand v mehr als 1011#-cm. Dies offenbart, daß der Zusatz von Sauerstoff den Dunkelwiderstand merklich verbessert. Auf der anderen Seite, wenn zusätzlich zu Wasserstoff und Sauerstoff Bor enthalten ist, hat die a-Si-Schicht einen Dunkelwiderstand von ungefähr 2 x 1012fl-cm bei einem Borgehalt von 20 ppm, ungefähr 8 x 1012j2L-cm, was nahe bei 1013 Q -cm liegt, bei einem Borgehalt von 200 p und 1,5 x 1013#-cm bei 2000 und 20000 ppm Bor. Somit ist die a-Si-Schicht mit 10 5 Atom% Sauerstoff und mehr als 200 ppm Bor zufriedenstellend als eine elektrofotografische lichtempfindliche Schicht zum Ausbilden eines Bildes durch den Carlson-Prozess verwendbar. Verglichen mit der sauerstoffreien, jedoch Bor enthaltenden a-Si-Schicht des Versuchsbeispieles 1 bei gleichen Borgehalte beträgt der Dunkelwiderstand der Schicht dieses Beispiel mehr als das 1000fache bei Borgehalten von 20 ppm u@ 2000 ppm als der Dunkelwiderstand der ersteren Schield und mehr als das 106fache bei 2000 ppm Der Dunkelwiderstand der fotoleitfähigen Schicht a-Si flacht ab, wenn der Borgehalt 2000 ppri über und bleibt im wesentlichen bis 20000 ppm unv@rä@ fällt jedoch abrupt ab, wenn der Borgehalt weite steigt.
Mit Ausnahme, daß 10 Atom,' Sauerstoff in g i fffi%O dotiert wurden, wurden acht 20 µm dicke fotoleitfäl Schichten aus a-Si auf die gleiche Art und Weise, @ @@rstehend beschrieben,hergestellt, wobei eine Schicht @@ @ Bor noch Phosphor enthält, vier Schichten 20@ @ und 20000 ppm Bor und drei Schichten 10, 100 und 10@@ Phosphor enthalten. Der Dunkelwiderstand dieser Sc@ wurde gemessen und das Ergebnis ist durch die d@@@ gene Linie C in der Fig. 2 dargestellt0 Die erzielten Dunkelwiderstände betragen ungefähr das 10fache der durch die durchgezogen L1 B dargestellten Dunkelwiderstände, bei der der Sau@ @@fgehalt ungefähr 1/1000fache des Gehaltes im verlie@ Fall ist; mit einem Borgehalt von 20 ppm steigt de@ @ @@- stand von 2 x 1012# -cm auf 3 x 1013#-cm, bei einem Borgehalt von 200 ppm von 8 x 1012#-cm auf 8 x 1013Q -cm und bei einem Borgehalt von 2000 ppm und 20000 ppm von 1,5 x 1013#-cm auf 1,5 x 1014# -cm.
Die obigen Ergebnisse zeigen an, daß die fotoleitfähige Schicht aus a-Si, die für die Verwendung als eine bildformende Oberflächenschicht einen Dunkelwiderstand von wenigstens ungefähr 1013#-cm aufweisen muß, ungefähr 20 ppm bis maximal 20000 ppm Bor enthalten muß, wen sie 10 5 bis 10'2 Atom,' Sauerstoff aufweist. Wie jedoch als einigen Versuchsbeispielen ersichtlich und zu folger kann bis zu 5 x 10-2 Atom,' Sauerstoff in die Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung dotiert werden, wobei die erhaltenen Dunkelwiderstände etwas höher als die durch die Linie C angegeben sind, so daß mit einem Borgehalt von ungefähr 10 ppm ein Dunkelwiderstand von ungefähr 1013#-cm zur Verfügung steht. Demgemäß kann insoweit als der Dunkelwiderstand größer als 1013#-cm ist, der Borgehalt von ungefähr 10 bis ungefähr 20000 ppm betragen.
Versuchsbeispiel 3 Es wurden unter den gleichen Bedingungen wie bei Versuchsbeispiel 2 mit Ausnahme, daß Sauerstoff in die Schichten mit veränderten Mengen von 0,@7, @ @ 0,O5p 0,04, 0,03, 0,02, 0,01, 10, 3. 10-4 u@@ 10@5 Atom% eingebaut wurden zehn a-Si-Schichten jeweils mit 20 pm Dicke und 200 ppm Borgehalt hergestellt.
Es wurden die spektralen Empfindlichkeiten bei der Wellenlänge von 600 nm und die Ladungsaufnahmefahig pro 1 µm Dicke der Schicht gemessen und die Er@@@n.
sind in der Fig. 3 dargestellt.
In der Fig. 3 wird auf einer Abszisse eine Saue@ stoffkonzentration (Atom%), auf der linken Ordinate die spektrale Empfindlichkeit S (cm²/erg) und @@@@ rechten Ordinate die Ladungsaufnahmefähigkeit V@ (Volt/µm) aufgetragen. Die @@@ gsaufnahmefähig@ei@ Vo werden durch positives und negatives Auf@@de @ ei@ jedem der Schichten durch eine Koronaladeei@ri@@tu@ die an eine Spannungsquelle von # 5,6 KV und nachf@@ des Messen des Oberflächenpotentials, welches d@@@ 20 µm geteilt wird, ermittelt, um in der Fig. 3 als flächenpotential pro 1 µm aufgetragen werde@ @@ @@ Zur Bestimmung der spektralen Empfindlichkeiten S wird jede der Schichten positiv und negativ aufgeladen und mit einem Licht von 600 nm Wellenlänge belichtet, um den Anstieg der Lichtenergie messen zu können, die benötigt wird, um das Oberflächenpotential auf die Hälfte zu reduzieren. Wie dargestellt bezeichnen die mit einem Kreis markierten Punkte die gemessenen Werte für spektrale Empfindlichkeiten und Ladungsaufnahmemöglichkeiten für die Fälle der positiven Ladung und sind durch die durchgezogenen Kurven D und F entsprechend miteinander verbunden. Punkte markieren die gemessenen Werte der spektralen Empfindlichkeiten und Ladungsauf nahmemöglichkeiten für die Fälle der negativen Ladungen und sind ebenfalls durch die entsprechenden Kurven E und G miteinander verbunden.
Es werden als erstes die spektralen Empfindlichkeitex und Ladungsaufnahmemöglichkeiten der a-Si-Schichten übei prüft, die 0,01 bis 0,07 Atom% Sauerstoff aufweisen, wo bei zu ersehen ist, daß die Fotoempfindlichkeit S einer a-Si-Schicht mit 0,01 Atom,' Sauerstoff 0,62 cm2/erg beträgt, und daß die Ladungsaufnahmemöglichkeit Vo 28 V pro F für den Fall der positiven Ladung beträgt. Auf del anderen Seite ist für den Fall der negativen Ladung die spektrale Empfindlichkeit S merklich größer als O, cm²/erg, obwohl die Ladungsaufnahmemöglichkeit mit - 17 V etwas niedriger ist. Bei einem Sauerstiffg@ halt von 0,02 Atom,' betragen die Fotoempfindlichk S für den Fall der positiven Ladung 0,52 cm²/erg @ für den Fall der negativen Ladung 0,8 Ladungsaufnahmemöglichkeiten Vo steigen für der @ der positiven Ladung auf 33 V und für den Fall de@ gativets Ladung auf - 23 V.
Mit dem Ansteigen des Sauerstoffgehaltes simmt Fotoempfindlichkeit, aber die Ladungsaufnah@em@ keit steigt an. Die a-Si-Schicht mit 0,03 Atom@ stoff erzeugt spektrale Empfindlichkeiten S vo@ O@ erg für positive Ladung und 0,32 cm2/erg für n' n' Ladung. Diese Werte sind viel höher als die sp Empfindlichkeiten herkömmlicher fotoempfindlic@ mente aus Se und Polyvinilcarbazol mit TNF, D@@ aufnahmemöglichkeiten Vo sind ebenfalls hoch u@ gen 40 V und - 30 V entsprechend für positive z @d tive Aufladungen. D. h., daß eine a-Si-Schicht @it @@ Dicke auf Oberflächenpotentiale von + 800 V und -aufgelasen werden kann. Relativ scharfe A@@äll@ spektralen Empfindlichkeit S werden für beide @@@@ positiven und negativen Aufladung für eine a-Si-Schicht mit 0,04 Atoms Sauerstoff erhalten, obwohl die Ladungsaufnahmemöglichkeiten auf 45 V und - 42 V angestiegen sind. Mit einem Sauerstoffgehalt von 0,04 Atom96 ist die spektrale Empfindlichkeit S für positive Ladung etwas kleiner als 0,05 cm2/ erg und ungefähr 0,1 cm2/erg für negative Ladung.
Diese Empfindlichkeitscharakteristiken sind höher oder im wesentlichen gleich denen der herkömmlichen fotoempfindlichen Elemente und für die Reproduktion von Bildern mit feinem Kontrast ausreichend.
Selbst mit dem Sauerstoffgehalt von 0,05 Atom,' betragen die Empfindlichkeiten S für positive Ladung 0,03 cm2/erg und 0,04 cm2/erg für negative Ladung.
Die durch eine a-Si-Schicht mit 0,05 Atom,' Sauerstoff erzeugten Empfindlichkeiten sind für die Bildreproduktion immer noch ausreichend, sind jedoch für feine Reproduktion von Bildern Grenzen. Dies ist klar, da die a-Si-Schicht mit 0,06 Atoms Sauerstoff, die Empfin lichkeiten von 0,021 cm2/erg und 0,027 cm2/erg für positive und negative Ladungen aufweist, zur Repro.duktion von schwach kontrastreichen Bildern selbst dann führt, wenn die Ladungsaufnahmemöglichkeiten Vo 70 V und - 82 V beträgt. Mit dem auf 0,07 Atom% erhöht Sauerstoffgehalt sinken die Empfindlichkeiten S auf 0,016 cm2/erg und 0,02 cm²/erg, obwohl Vo 86 V - 105 V beträgt. Derartige spektrale Empfindlichk ten sind für den sichtbaren Strahlenbereich von 600 zu niedrig und tatsächlich eigen kopierQe Bilder Schlierenbildung und geringen Kontrast Demgemäß te der Sauerstoffgehalt weniger als ungefähr C Atom%, bevorzugt weniger als 0,04 Atom% betragen.
Mit einem Sauerstoffgehalt von weniger al 0,0@ Atom,'9 d. h. mit einem Sauerstoffgehalt von10 Atom% werden die spektralen Empfindlichkeiten S grö@ ser als die bei einem SauerStoffgehalt von 0,01 @@@@ und betragen 0,7 cm²/erg für positive Ladung und @el als 1,0 cm²/erg bei negativer Ladung. Die La@@@ @@ nahmemöglichkeiten V0 sinken jedoch auf ungefähr 21 und - 15 V. Insbesondere weli Schicht Ladung verwendet wird, wird ihre Dicke bevorzugt @ wenigstens 5 pm erhöht. Mit einem Sauerstoffgeh@ von 10-4 Atom% sind die Empfindlichkeiten D @mm@@ größer und betragen für positive Ladung 0,76 cm²/erg und für negative Ladung 1,2 cm²/erg. Die Ladungsauf nahmemöglichkeiten V0 sind relativ niedrig und @@@ gen entsprechend 17 V und - 11 V. Ähnlich ist V0 ei a-Si-Schicht mit 10 5 Atom,' Sauerstoff 15 V und - 9 V und es ist das beste, die Dicke der fotoleitfähigen Schicht aus a-Si um 5 bis 10 µm zu erhöhen, da fUr eine genaue Bildreproduktion ein Minimum von + 300 V an Oberflächenpotential im allgemeinen erforderlich ist.
Tatsächlich werden mit jeder der zehn fotoleitfähigen Schichten aus a-Si, die einem Ladevorgang, Belichtungsvorgang, Magnetbürsten-Entwicklungsvorgang und Bildübertragungsvorgang auf das Kopierpapier ausgesetzt sind, bei denen gute Bilder mit gutem Kontrast erhalten, die 0,01 bis 0,05 Atom% Sauerstoff enthalten.
Von den Schichten, die 0,06 und 0,07 Atom,' Sauerstoff enthalten werden jedoch Bilder mit geringem Kontrast erhalten. Die a-Si-Schicht mit 10-3 Atom% Sauerstoff reproduziert ein Bild mit guter Qualität dann, wenn sie positiv aufgeladen wird, bei negativer Aufladung jedoch ein Bild, das nicht so scharf und bis zu einem gewissen Grad mit Schlieren versehen ist. Ähnliche schlierige Bilder mit geringem Kontrast werden von einer a-Si-Schicht mit 10-4 und 10-5 Atom% Sauerstoff erhalten Aus diesem Grund wurden drei a-Si-Schichten jeweils mit einer Dicke von 32 µm und entsprechenden Sauerstoffgehalten von 10-3, 10-4 und 10-5 Atom% hergestellt. Mit diesen wurden die gleichen Versuche durchgeführt un die Ergebnisse zeigen für jede der a-Si-Schichten eine Reproduktion von guten Bildern. Somit sollte ein minimaler Sauerstoffgehalt ungefähr bei Atom% und ein maximaler Sauerstoffgehalt bei ungefähr 5 x 10-2 Atom%, wie bereits vorstehend erwähnt liegen. Ein Sauerstoffgehalt von ungefähr 1G 2 bis 4 x 10-2 Atom% ist bezüglich der spektralen Empfindlichkeit und Ladungsaufnahmecharakteristiken von Vo@ teil, Mit einem Sauerstoffgehalt von weniger als 10-5 Atom% sinkt der Dunkelwiderstand und die @a@un aufbahmemöglichkeit wird zu niedrig.
Versuchsbeispiel 4 Unter den gleichen Bedingungen wie beim @@rsu 3 beispiel wurde eine fotoleitfähige Schicht aus a-Si mit einer Dicke von 20 µm und einem Borgehalt 7C% ä und 0,1 Atom% Sauerstoff hergestellt. Es wurden @uc@ drei fotoleitfähige Schichten aus a-Si jeweils mit 200 ppm Bor und 0,05 Atom%, 0,04 Atom% und 0,01 Atom% Sauerstoff verwendet, die bereits im Versuchsbeispiel hergestellt wurden, welche bezüglich ihrer spektral Empfindlichkeitscharakteristiken überprüft wurde@@.
Bestimmung der spektralen Empfindlichkeiten wur@@ der Schichten mit einer Korona-Ladeeinrichtung negativ aufgeladen, welche an eine Spannungsquelle von - 5,6 KV angeschlossen war und mit einem Licht mit einer Wellenlänge zwischen 400 und 900 nm belichtet, um die Lichtenergiemengen zu messen, die zur Reduzierung des Oberflächenpotentials auf seine Hälfte erforderlich sind.
Die Ergebnisse sind in der Fig. 4 dargestellt, in der die Kurven H, I, J und K die spektralen Empfindlichkeitscharakteristiken der a-Si-Schichten mit den Sauerstoffgehalten von 0,1, 0,05, 0,04 und 0,01 Atom,' entsprechend darstellen. Zum Vergleich stellen die Kurven L und M die spektralen Empfindlichkeitscharakteristiken konventioneller fptoempfindlicher Elemente, d. h. vom Se-Typ und organischen Typ aus PolyVinylcarbazol mit TNF (im Molverhältnis 1:1) dar.
Die Fig. 4 offenbart, daß je niedriger der Sauerstoffgehalt ist um so höher sind die spektralen Empfindlichkeiten. Genauer gesagt hat die a-Si-Schicht mit einem Sauerstoffgehalt von 0,1 Atoms Empfindlichkeiten (Kurve H), die ein Maximum von ungefähr 0,018 selbst bei einer spitzen Wellenlänge von 650 nm aufweist, und die vergleichsweise niedriger als jene des vorstehend erwähnten organischen lichtempfindlichen Elementes über dem Wellenlängenbereich von 400 bis 600 nm ist, und somit keinerlei Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik darstellt;.
Im Gegensatz hierzu hat die Schicht mit 0,05 Atoms Sauerstoff spektrale Empfindlichkeiten (Kurve I), die ungefähr das 2 bis 3fache der durch die Kurve H dargestellten Empfindlichkeiten betragen, und die vergleichbar oder größer als jene der herkömmlichen fotoempfin5 lichen Elemente (Kurven L und M) insbesondere im Bereich der längeren Wellenlängen sind. Die Schicht ist daher voll verwendbar. Diese Ergebnisse begründen auch die vorstehende Anforderung an die Erfindung, daß der Sauers't:offgehalt der fotoleitfähigen Schicht aus a-Si oberhalb von 0,05 Atom,' liegen sollte. Die Kurve J stellt die spektra len Empfindlichkeitscharakteristiken einer a-Si-Schicht mit 0,04 Atom,' Sauerstoff dar, und wie zu ersehen ist, betragen die Empfindlichkeiten ungefähr das 2fach dem Empfindlichkeiten bei einem Sauerstoffgehalt von 0,05 Atom,' und sind größer als die bei dem herkömmlichen fotoempfindlichen Element vom organischen Typ (Kurve ) insbesondere im -Bereich der längeren Wellenlängen. Wenn der Sauerstoffgehalt weiter auf 0,01 Atom,' absinkt, betragen die spektralen Empfindlichkeiten (Kurve K) ungefähr das 9 bis 10fache der Empfindlichkeiten, die bei einem Sauerstoffgehalt von 0,04 Atom,' (Kurve j) erhalten werden. Eine derartige a-Si-Schicht erzeugt ein fotoempfindliches Element, welches empfindlicher als jedes andere herkömmliche derartige Element ist.
Versuchsbeispiel 5 Von acht a-Si-Schichten, die beim Beispiel 2 hergestellt wurden und die jeweils 10 5 Atoms Sauerstoff enthalten, werden die Driftbeweglichkeiten der Ladungsträger von solchen a-Si-Schichten ermittelt, die nur Sauerstoff und Wasserstoff, bei 200 ppm, bei 2000 ppm und 20000 ppm Bor und 100 ppm und 1000 ppm Phosphor zusätzlich zu Sauerstoff und Wasserstoff enthalten, gemessen. Um die Driftbeweglichkeiten zu messen, wird auf jeder der a-Si-Schichten ein Isolierelement bestehend aus einer Parylen-Schicht ausgebildet und auf jeder Parylen-Schicht wird eine halbtransparente Au-Schicht als eine Elektrode ausgebildet. Während zwischen Au-Schicht und Aluminiumträger eine Spannung angelegt wird, wird ein Lichtimpuls hoher Intensität mit groß ein Absorptionskoeffizienten und in der Größenordnung von 10 8 Sekunden einmal von der Seite der Au-Schicht angelegt, um in der a-Si-Schicht an einem Ort in der Nähe der Oberfläche nahe der Parylenschicht Löcher und Elektronen zu erzeugen. Durch Auswahl der Polarität der angelegten Spannung werden an einem Oszillosgraphen Impulsstrom-Wellenformen erhalten und dessen Impulslänge t ist die gemessene Zeit. Die Driftbeweglichkeit t des Loches oder Elektrons wird dann durch Einsetzen dies Wertes t in die Gleichung µ = d2/Vt erhalten, wobei V die angelegte Spannung und d die Dicke der a-Si-Schicht ist. Der Grund für die Anbringung der Parylen.
Schicht liegt darin, das Eindringen von Ladungen aus der Au-Elektrodenschicht zu terhindern, und um sicher zu titellen, daß die Ladungsträger in der Tat in der a-Si-Schicht erzeugt werden.
In der Fig. 5 sind die Driftbeweglichkeiten von Loch und Elektron einer jeden dieser a-Si-Schichten dargestellt, wobei die Kurve N, die durch Punkte markiert ist, die Driftbeweglichkeiten der Löcher und die mit Kreisen markierte Kurve die Driftbeweglichkeiten der Elektronen darstellt. Wie aus dieser Figur ersichtli@@, ist die Driftbeweglichkeit selbst bei Dotierung mit Phosphor und Bor im wesentlichen die gleiche e Di beweglichkeit des Loches einer a-Si-Schicht mit 1000 ppm Phosphor zusätzlich zu 10-5 @@@@ Sauerstoff und etwas Wasserstoff beträgt ungefähr 0,06 cm²/VSek. Mit einem Phosphorgehalt von 100 ppm beträgt sie ungefahr Q,OF: cm2/VSek. und ohne Phosphor oder Bor-Dotierung ungef@@@ 0,04 cm2/VSek. Selbst mit 200 ppm Bor beträgt die Driftbeweglichkeit des Loches ungefähr 0,03 cm²/VSek.und @@ für 2000 ppm Bor ebenfalls die gleiche. Bei 20000 ppm Bor beträgt sie ungefähr 0,04 cm2/VSek. Somit liegen die Driftbeweglichkeiten der Löcher in a-Si-Schichten in dem gewissen Bereich von ungefähr 0,02 bis 0,06 cm2/VSek.
Auf der anderen Seite werden die Driftbeweglichkeiten der Elektronen mit dem Ansteigen der Phosphormenge groß und im Gegensatz hierzu werden sie bei einem Ansteigen der Bormenge im wesentlichen gleich oder ähnlich den Driftbeweglichkeiten der Löcher. Genauer gesagt beträgt die Driftbeweglichkeit des Elektrons einer a-Si-Schicht mit 1000 ppm Phosphor zusätzlich zu Sauerstoff und Wasserstoff ungefähr 0,12 cm2/VSek. und dieser Wert ist ungefähr das 2fache der Driftbeweglichkeit des Loches der gleichen a-Si-Schicht. Selbst mit einem Phosphorgehalt von 100 ppm beträgt die Driftbeweglichkeit des Elektrons 0,09 cm2/VSek.,was mehr als das 4fache der Driftbeweglichkeit des Loches ist. Dies deutet daher darauf hin, daß insoweit als Phosphor enthalten ist, a-Si-Schichten nicht sowohl für positive als auch negative Polaritäten Fotoempfindlichkeiten aufweisen würden.
Dies bewahrheitet sich auch für eine a-Si-Schicht ohne Phosphor oder Bor, da die Driftbeweglichkeit des Elektrons ungefähr 0,08 cm2/VSek. beträgt, was das 2fache der Driftbeweglichkeit des Loches ist. Die Driftbeweglichkeit des Elektrons in einer a-Si-Schicht mit 200 ppm Bor nähert sich jedoch der des Loches, die 0,03 cm²/VSek.
beträgt, und liegt bei ungefähr 0,05 cm2/VSec. Mit eirr Borgehalt von 2000 ppm liegt sie bei ungefähr 0,03 cm²/VSek.
und ist ungefähr die gleiche wie die Driftbeweglichkeit des Loches. Entsprechend ist die Driftbeweglichkeit d Elektrons für eine a-Si-Schicht mit 20000 ppm Bor 0,0@ cm2/VSek., was im wesentlichen der gleiche Wert win d-'lfür das Loch ist.
Zusätzlich werden die Lebensdauerzeiten der Anlage@@ng für jede der a-Si-Schichten gemessen, indem die Abkli@ charakteristiken der fotoelektrischen Stromimpulse! bis des während der Messungen fotoelektrischen Stromimpulses halten werden, analysiert werden. Die Ergebnisse offe@@ baren, dann die Lebensdauer T e des Elektrons 0,5 µS@@ und die Lebensdauer #h des Loches 1,7 µSek.@@@ einen a-Si-Schicht mit 2000 ppm Bor beträgt. - Wenn eine Spannung von 500 V an die a-Si-Schicht mit einer Dicke d von 20 µm angelegt wird, dann betragen die mittleren frei@@ Weglängen # e und # h des Elektrons und des Loches est sprechend 37,5 µm und 127,5 µm, was ausreichend größen als die Dicke der a-Si-Schicht (d. h.# e:#h>> d) ist und was damit sicherstellt, daß die a-Si-Schicht im we sentlichen in beiden Polaritäten die gleiche und hohe Fotoempfindlichkeit aufweist. Obwohl die Lebensdauer@@ ten der Anlagerung # e und # #h bis zu einem gewissen Grad von der Bormenge abhängig sind, werden im Bereich von 200 bis 20000 ppm keine Veränderungen festgestellt und liegen im allgemeinen bei der Größenordnung von 1 pSek.
Bei den gleichen Versuchen für sechs a-Si-Schichten jeweils mit 0,01 Atom% Sauerstoff und fünf Schichten mit 200 ppm, 2000 ppm, 20000 ppm Bor, 100 ppm, 1000 ppm Phosphor und einer Schicht ohne Fremdatome wurden im wesentlichen für die Driftbeweglichkeiten der Löcher und Elektronen die gleichen Ergebnisse wie vorstehend beschrieben erhalten. Mit anderen Worten die Driftbeweglichkeiten haben sich nicht mit dem Ansteigen der Sauerstoffmenge verändert. Somit haben fotoleitfähige Schichten aus a-Si mit ungefähr 200 bis 20000 ppm Bor zusätzlich zu ungefähr 10 bis 5 x 10-2 Atom,' Sauerstoff und ungefähr 10 bis 40 Atoms Wasserstoff sowohl für positive als auch negative Polaritäten Fotoempfindlichkeiten.
Da es kaum irgendwelche Veränderungen bezüglich der Dunkelwiderstände und der Driftbeweglichkeiten in a-Si-Schichten mit Borgehalten oberhalb von 2000 ppm verglichen mit denen unterhalb 2000 ppm Borgehal ibt und da die Erhöhung der Fremdatommenge im allgemeinen dazu neigt, die Empfindlichkeit zu vermindern, ist anzumerken, daß der Borgehalt ungefähr zwischen 200 und 2000 ppm liegen kann.
Versuchsbeispiel 6 Von sechs a-Si-Schichten aus dem Beispiel 5, die jeweils 0,01 Atoms Sauerstoff enthalten wurden die spektralen Empfindlichkeiten sowohl für positive als auch negative Ladung für a-Si-Schichten mit 200 ppin und 2000 ppm Bor entsprechbnd ermittelt, die im wesentlichen gleiche oder ähnliche Driftbeweglichkeiten der Löcher und Elektronen aufweisen. Für die Bestimmung der spektralen Empfindlichkeiten wurde jede Schicht positiv und negativ aufgeladen und mit Licht im Bereich von -400 bis 800 nm Wellenlänge variierend be-Richtet, um die Lichtenergiemengen zu messen;' die zur Reduzierung des Oberflächenpotentials auf die Hälfte erforderlich sind. Die Ergebnisse sind in der Fig. 6 dargestellt, in der die Kurve P die spektra' n Empfindlichkeitscharakteristiken efrer a-Si-Schicht mit 200 ppm Bor bei negativer Ladung da@@@@llt und der Kurve K in der Fig. 4 entspricht. Die Kurve Q stellt die Charakteristiken der gleichen a-Si-Schicht bei positiver Ladung dar und die Kurven R und S stellen die spektralen Empfindlichkeitscharakteristiken einer a-Si-Schicht mit 2000 ppm Bor bei positiver und negativer Ladung dar.
Wie aus der Fig. 6 ersichtlich, haben beide a-Si-Schichten spektrale Empfindlichkeiten, die den Bereich der sichtbaren Strahlen bis zum Bereich der längeren Wellenlängen ungeachtet der Ladungspolarität abdecken, und somit für beide Polaritäten feine Fotoempfindlichkeiten aufweisen.
Als nächstes wurde jede dieser a-Si-Schichten durch eine Korona-Ladeeinrichtung negativ aufgeladen, belichtet, mit Toner durch eine Magnetbürste entwickelt und dann auf Kopierpapiere übertragen. Die erhaltenen Bilder hatten guten Kontrast mit guter Bilddichte. Unter Verwendung der gleichen a-Si-Schichten wurden ähnliche Versuche durch positives Aufladen durchgeführt und die erhaltenen Bilder hatten guten Kontrast. Bei wiederholter Abbildung beispielsweise 10000mal mit jeder der besagten a-Si-Schichten sowohl mit positiver als auch mit negativer Ladung konnte keine Verschlechterung der Bildqualität festgestellt werden und darüberhinaus blieben die Licht- und Dunkel-Abfallcharakteristi ken im wesentlichen von Anfang bis Ende die gleichen.
Innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung sind zahlreiche Veränderungen und Modifikationen der als Ausführungsbeispiele beschriebenen Ausführungsform denkbar.

Claims

Elektrofotografisches, lichtempfindliches Element Patentansprüche 1. Elektrofotografisches, lichtempfindliches Element mit einer fotolei tfähigen Schicht aus amorphem Silizium dadurch g e k-e n n z e i c h n e t , daß das licht empfindliche Element Lichtempfindlichkeit mit sowohl po sitiver als auch negativer Polarität aufweist und daß die fotoleitfähige Schicht aus amorphem Silizium etwa bis 5 x 10-2 Atoms Sauerstoff, etwa 10 bis 40 Atom% Wasserstoff und etwa 200 bis 20000 ppm einer Dotierung aus der Gruppe IIIb des Periodensystems enthält.
2. Lichtempfindliches Element nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die lichtempfindliche Schicht aus amorphem Silizium im wesentlichen gleiche oder nahe beieinander liegende Driftbeweglichkeiten für Elektronen und Löcher aufweist.
3. Lichtempfindliches Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die fotoleitfähige Schicht eine Dicke von etwa 5 bis 100 Rm aufweist.
4. Lichtempfindliches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Dotierung aus Bor besteht.
5. Lichtempfindliches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die fotoleitfähige Schicht durch einen Glimmentladungsprozess gebildet ist.
6. Lichtempfindliches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die fotoleitfähige Schicht einen Dunkelwiderstand von etwa 1013 Ohm-cm oder mehr und eine spektrale Empfindlichkeit von mehr als etwa 0,03 cm²/erg bei einer Wellenlänge von 600 nm aufweist.
7. Lichtempfindliches Element nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Driftbeweglichkeiten der Elektronen und Löcher Im Bereich von etwa 0,03 bis 0,05 cm2 /VSek. liegt.
8. Lichtempfindliches Element nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die licht empfindliche Schicht etwa 0,01 bis 0,04 Atoms Sauerstoff enthält.