DE3346043A1

DE3346043A1 - Fotoleitfaehiges aufzeichnungselement

Info

Publication number: DE3346043A1
Application number: DE19833346043
Authority: DE
Inventors: Junichiro Yokohama Kanagawa Kanbe; Teruo Kawasaki Kanagawa Misumi; Kyosuke Tokio/Tokyo Ogawa; Keishi Tokio/Tokyo Saitoh; Shigeru Yamato Kanagawa Shirai
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-12-20
Filing date: 1983-12-20
Publication date: 1984-06-20
Also published as: JPH0213297B2; DE3346043C2; JPS59113447A; US4555465A

Description

Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement

Die Erfindung betrifft ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement, das auf elektromagnetische Wellen wie Licht, worunter im weitesten Sinne UV-Strahlen, sichtbares Licht, IR-Strahlen, Röntgenstrahlen und ^-Strahlen zu verstehen sind, anspricht bzw. gegenüber elektromagnetischen Wellen empfindlich ist.

Fotoleitfähige Materialien, aus denen Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke in Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen bzw. -Bildabtastvurrichtungen oder auf dem Gebiet der Bilderzeugung oder fotoleitfähige Schichten in Manuskript-Lesevorrichtungen gebildet werden,, müssen eine hohe Empfindlichkeit, ein hohes S/N-Verhältnis bzw. einen hohen Störabstand £ Fotostrom (I )/Dunkelstrom (I ,)J , Spektraleigenschaften, die an die elektromagnetischen Wellen, mit denen bestrahlt werden soll, angepaßt sind, ein schnelles Ansprechen auf Licht bzw. eine gute lichtelektrische Empfindlichkeit

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μ , ψ m « A *

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und einen gewünschten Wert des Dunkelwiderstands haben und dürfen während der Anwendung nicht gesundheitsschädlich sein. Ferner ist es bei einer Festkörper-Bildabtastvorrichtung auch notwendig, daß das Restbild innerhalb einer vorausberechneten Zeit leicht behandelt bzw. beseitigt werden kann. Im Fall eines Bilderzeugungselements für elektrofotografische Zwecke, das in eine für die Anwendung in einem Büro als Büromaschine vorgesehene elektrofotografische Vorrichtung eingebaut werden soll, ist es besonders wichtig, daß das Bilderzeugungselement nicht gesundheitsschädlich ist.

Von dem vorstehend erwähnten Gesichtspunkt aus hat amorphes Silicium (nachstehend als a-Si bezeichnet) in neuerer Zeit als fotoleitfähiges Material Beachtung gefunden. Beispielsweise sind aus der DE-A 2 746 967 und der DE-A 2 855 718 Anwendungen von a-Si für den Einsatz in Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke bekannt, und aus der DE-A 2 933 411 ist eine Anwendung von a-Si für den Einsatz in einer Lesevorrichtung für einen fotoelektrischen Wandler bekannt.

Bei den bekannten fotoleitfähigen Aufzeichnungselementen mit aus a-Si gebildeten fotoleitfähigen Schichten sind jedoch hinsichtlich der Ausgewogenheit der Gesamteigenschaften, wozu elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften wie z* B. der Dunkelwiderstandswert, die Lichtempfindlichkeit und das Ansprechen auf Licht sowie Eigenschaften bezüglich des Einflusses von Umgebungsbedingungen während der Anwendung wie die Feuchtigkeitsbeständigkeit und ferner die Beständigkeit mit dem Ablauf der Zeit gehören, weitere Verbesserungen erforderlich.

Beispielsweise wird im Fall der Anwendung in einem Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke oft beobachtet, daß während seiner Anwendung ein Rest-

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potential verbleibt, wenn gleichzeitig Verbesserungen hinsichtlich der Erzielung einer höheren Lichtempfindlichkeit und eines höheren Dunkelwiderstandes angestrebt werden. Wenn ein solches fotoleitfähiges Aufzeichnungselement über eine lange Zeit wiederholt verwendet wird, werden verschiedene Schwierigkeiten, beispielsweise eine Anhäufung von Ermüdungserscheinungen durch wiederholte Anwendungen oder die sogenannte Geisterbild-Erscheinung, wobei Restbilder erzeugt werden, hervorgerufen.

Ferner wurde bei einer Vielzahl von Versuchen, die von den Erfindern durchgeführt wurden, zwar festgestellt, daß a-Si als Material, das die fotoleitfähige Schicht eines Bilderzeugungselements für elektrofotografische Zwecke bildet, im Vergleich zu bekannten anorganischen fotoleitfähigen Materialien wie z. B. Se, CdS oder ZnO oder zu bekannten organischen fotoleitfähigen Materialien wie z. B. Polyvinylcarbazol oder Trinitrofluorenon eine Anzahl von Vorteilen aufweist, jedoch wurde auch festgestellt, daß bei a-Si noch Probleme gelöst werden müssen. Wenn die fotoleitfähige Schicht eines Bilderzeugungselements für elektrofotografische Zwecke mit einem aus einer a-Si-Monoschicht gebildeten fotoleitfähigen Element, dem Eigenschaften gegeben worden sind, die es für die Anwendung in einer bekannten Solarzelle geeignet machen, einer Ladungsbehandlung zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungsbildern unterzogen wird, ist nämlich die Dunkelabschwächung bzw. der Dunkelabfall auffällig schnell, weshalb es schwierig ist, ein übliches elektrofotografisches Verfahren anzuwenden. Diese Neigung ist unter einer feuchten Atmosphäre noch stärker ausgeprägt, und zwar in manchen Fällen in einem solchen Ausmaß, daß vor der Entwicklungszeit überhaupt keine Ladung beibehalten werden kann.

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Ferner können a-Si-Materialien als am Aufbau beteiligte Atome Wasserstoffatome oder Halogenatome wie z. B. Fluoratome oder Chloratome zur Verbesserung ihrer elektrischen und Fotoleitfähigkeitseigenschaften, Atome wie Boratome oder Phosphoratome zur Regulierung des Typs der elektrischen Leitung und andere Atome zur Verbesserung anderer Eigenschaften enthalten. In Abhängigkeit von der Art und Weise, in der diese am Aufbau beteiligten Atome enthalten sind, können manchmal Prob-¹^ lerne bezüglich der elektrischen oder Fotoleitfähigkeitseigenschaften der gebildeten Schicht verursacht werden.

Besonders in der Nähe der Oberfläche oder an der Grenzfläche zwischen den aneinander angrenzenden Schichten

werden die Probleme des Verhaltens der Ladungen, das in Abhängigkeit von der Art, den Gehalten und den Verteilungsprofilen der enthaltenen Atome verschiedenartig verändert wird, oder der Stabilität der Struktur sehr wichtig, und es ist nicht selten eine Schlüsselfrage für

^O die Erzielung eines fotoleitfähigen Aufzeichnungselements, das seine Funktion in der gewünschten Weise erfüllt, ob die Regulierung dieses Abschnitts erfolgreich ist oder nicht.

Besonders bei der Herstellung eines a-Si enthaltenden lichtempfindlichen Aufzeichnungselements durch . ein allgemein bekanntes Verfahren treten in vielen Fällen Schwierigkeiten auf, beispielsweise hinsichtlich der

Reproduzierbarkeit der Bilder oder der Haltbarkeit 30

des Aufzeichnungselements. Obwohl der Mechanismus, durch den diese Schwierigkeiten hervorgerufen werden, bisher noch nicht geklärt ist, kann es sich bei der Unzulänglichkeit bezüglich der Reproduziereigenschaften

vermutlich um das Problem der Fähigkeit zum Transport 35

von Ladungen in der Nähe der Oberfläche oder an der

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* Schichtgrenzfläche handeln, während es sich bei der

Unzulänglichkeit bezüglich der Haltbarkeit um ein Problem handeln kann, das durch eine Änderung der Struktur
in der Nähe der Oberfläche oder an der Schichtgrenz-

fläche hervorgerufen wird. Infolgedessen kann es nicht selten besser sein, wenn die Schicht in der Nähe der Grenzfläche auf der Grundlage einer ein wenig anderen Überlegung gestaltet wird als im Hauptteil der Schicht.

im Hinblick auf die Lösung der vorstehend erwähnten Probleme wurden erfindungsgemäß ausgedehnte Untersuchungen hinsichtlich der Anwendbarkeit und Brauchbarkeit von a-Si als fotoleitfähiges Material für elektrofotografische Bilderzeugungselemente, Festkörper-Bildabtastvorrichtungen und Lesevorrichtungen usw. durchgeführt. Als Ergebnis dieser Untersuchungen wurde nun gefunden, daß ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement mit einer fotoleitfähigen Schicht, deren Schichtstruktur eine Fotoleitfähigkeit zeigende lichtempfangende Schicht aufweist, die aus sogenanntem hydriertem, amorphem Silicium oder halogenhaltigen), hydriertem amorphem Silicium, einem amorphen Material, das in einer Matrix von Siliciumatomen, insbesondere von a-Si, mindestens eine aus Wasserstoffatomen (H) und Halogenatomen (X) ausgewählte Atomart enthält, ^nachstehend als a-Si(H,X) bezeichnet^ gebildet ist, nicht nur für die praktische Anwendung außerordentlich gute Eigenschaften zeigt, sondern auch den bekannten fotoleitfähigen Aufzeichnungselementen im wesentlichen in jeder Hinsicht überlegen ist und insbesondere im Fall der Anwendung als fotoleitfähiges Aufzeichnungselement für elektrofotografische Zwecke besonders hervorragende Eigenschaften hat, wenn dieses fotoleitfähige Aufzeichnungselement bei seiner Herstellung so gestaltet wird, daß es eine besondere

35 Struktur hat, die nachstehend beschrieben wird.

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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement zur Verfügung zu stellen, dessen elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften in konstanter Weise stabil und für alle Umgebungen geeignet sind, d. h. , faktisch keine Abhängigkeit von der Umgebung zeigen, in der das Aufzeichnungselement verwendet wird, und das eine ausgeprägte Beständigkeit gegenüber der Licht-Ermüdung zeigt, ohne daß eine Verschlechterungserscheinung hervorgerufen wird, wenn es wiederholt verwendet wird, und kein oder im wesentlichen kein beobachtetes Restpotential zeigt.

Ferner soll durch die Erfindung ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement mit ausgezeichneten elektrofotografischen Eigenschaften zur Verfügung gestellt werden, das während einer zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungsbildern durchgeführten Ladungsbehandlung in einem Ausmaß, das dazu ausreicht, daß mit dem fotoleitfähigen Aufzeichnungselement im Fall deiner Anwendung als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke ein übliches Elektrofotografieverfahren sehr wirksam angewandt werden kann, zum Tragen bzw. Festhalten von Ladungen befähigt ist.

Durch die Erfindung ^oll auch ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement für elektrofotografische Zwecke zur Verfugung gestellt werden, mit dem leicht Bilder hoher Qualität, die eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und eine hohe Auflösung zeigen, erzeugt werden können.

Des weiteren soll durch die Erfindung ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement mit einer hohen Lichtempfindlichkeit, einem hohen S/N-Verhältnis und einem guten elektrischen Kontakt zwischen den laminierten Schichten zur Verfügung gestellt werden.

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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungselemente werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Die Fig. 1, 2 und 4 zeigen jeweils eine schematische Schnittansicht, die zur Erläuterung einer Ausführungsform des Aufbaus des erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungselements dient.

Fig. 3 ist eine schematische Abbildung des Tiefenprofils der Wasserstoffatome in der lichtempfangenden Schicht des erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungselements.

Fig. 5 ist eine Zeichnung, die eine Vorrichtung für die Herstellung des fotoleitfähigen Aufzeichnungselements durch das Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren zeigt.

Die Fig. 6 bis 10 sind graphische Darstellungen der Analysenergebnisse des Tiefenprofils der Wasserstoffatome in fotoleitfähigen Aufzeichnungselementen gemäß Beispielen der Erfindung.

Fig. 11 ist eine graphische Darstellung des Analysenergebnisses des Tiefenprofils der Wasserstoffatome in der Oberflächenschicht eines fotoleitfähigen Aufzeichnungselements gemäß einem Beispiel der Erfindung.

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Fig. 12 ist eine graphische Darstellung des Analysenergebnisses des Tiefenprofils der Wasserstoffatome in einem fotoleitfähigen Aufzeichnungselement gemäß einem Vergleichsbeispiel.
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Fig. 13 ist eine graphische Darstellung des Ergebnisses eines Wiederholungsversuchs, der nach Beendigung aller Versuche mit derselben Probe wie in Fig. 12 durchgeführt wurde.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht, die zur Erläuterung des Schichtaufbaus einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungselement dient.

Das fotoleitfähige Aufzeichnungselement 100 ist aus einer lichtempfangenden Schicht 103 aufgebaut, die aus a-Si(H,X) oder im wesentlichen aus a-Si(H,X) besteht, Fotoleitfähigkeit zeigt und auf einem Träger 101 für ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement gebildet ist, wie es in Fig. 1 gezeigt wird, oder über eine dazwischen befindliche untere Schicht 102 auf einem solchen Träger gebildet ist, wie es in Fig. 2 gezeigt wird. Die in der liehtempfangenden Schicht enthaltenen Wasserstoffatome sind mit einem Tiefenprofil verteilt, das in der zu der Trägeroberfläche parallelen Richtung gleichmäßig ist, jedoch nimmt ihr Gehalt in der Richtung der Schichtdicke der liehtempfangenden Schicht auf beide Enden dieser Schicht hin ab, wie es in Fig. 3

30 gezeigt wird.

Die Wasserstoffatome, die in der liehtempfangenden Schicht 103 enthalten sind, müssen, wie vorstehend beschrieben wurde, in dem inneren Teil der lichtempfanwenden Schicht einen größeren Gehalt haben als an den beiden Enden, und die Gehalte an den beiden Enden können in Abhän-

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gigkeit von dem Material, das mit der lichtempfanwenden Schicht in Berührung gebracht wird, einander gleich oder verschieden sein. Andererseits kann der Abschnitt in dem inneren Teil der lichtempfangenden Schicht, der den Höchstwert des Wasserstoffatorngehalts aufweist, einen bestimmten Bereich in der Dickenrichtung umfassen oder nur eine einzelne Stelle in der Dickenrichtung bilden. Ferner macht es keinen wesentlichen Unterschied, ob der Wasserstoffatomgehalt kontinuierlich oder stufenweise geändert wird, um den Gehalt der Wasserstoffatome in Richtung auf die Endabschnitte zu vermindern, und es ist eine Frage der geeigneten Wahl, die von der Ausgewogenheit zwischen der für das Bilderzeugungselement erforderlichen Funktion und den Einrichtungen für die Herstellung des fotoleitfähigen Aufzeichnungselement abhängt, welche Art des Tiefenprofils vorgesehen werden sollte.

Als Ursache dafür, daß das erfindungsgemäße fotoleitfähige Aufzeichnungselement, das eine lichtempfangende Schicht aufweist, die so gebildet ist, daß der Wasserstoffgehalt auf diese Weise in Richtung auf ihre beiden Enden abnimmt, bezüglich der Reproduzierbarkeit der Bilder hervorragend ist und eine ausgezeichnete Haltbarkeit zeigt, wenn es als lichtempfindliches Aufzeichnungselement für elektrofotografische Zwecke verwendet wird, kann die Struktur der lichtempfangenden Schicht vermutet werden, in der der Gehalt der Wasserstoffatome, die leicht bei relativ niedrigeren Temperaturen von Siliciumatomen abgespalten werden, in der Nähe der Oberfläche oder an der Grenzfläche zwischen der lichtempfangenden Schicht und der unteren Schicht oder dem Träger, d. h., an den Stellen in der lichtempfangenden Schicht, die während der Fertigung und der Anwendung am meisten für Strukturänderungen anfällig sind, vermindert ist.

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* Der Gehalt der Wasserstoff atome in der lichternpf anwenden Schicht 103 kann in dem Schichtabschnitt mit dem Höchstwert, nämlich im mittleren Teil der 1Lchtempfangenden Schicht, vorzugsweise 0,1 bis 40 Atom-% und insbesondere 1 bis 30 Atom-% betragen, während er in dem Abschnitt mit dem Mindestwert, nämlich an den Enden der lichtempfangenden Schicht, vorzugsweise 0,05 bis 30 Atom-% und insbesondere 0,3 bis 20 Atom-% betragen kann. Die Differenz zwischen dem Abschnitt mit dem Höchstwert und dem Abschnitt mit dem Mindestwert kann vorzugsweise 0,01 bis 35 Atom-% und insbesondere 0,1 bis 25 Atom-% betragen.

Als von Siliciumatomen, Wasserstoffatomen und Halogenatomen, die in der lichtempfangenden Schicht 103 enthalten sind, verschiedene Bestandteile können Atome der Gruppe III des Periodensystems wie z. B. Bor oder
Gallium, Atome der Gruppe V wie z. B. Stickstoff, Phosphor oder Arsen als Bestandteile für die Regulierung der Breite des verbotenen Bandes oder Fermi-Niveaus und ferner Sauerstoffatome, Kohlenstoffatome, Germaniumatome und andere entweder einzeln oder in einer geeigneten Kombination davon enthalten sein.

Die untere Schicht 102 ist vorgesehen, um die Haftung zwischen der lichtempfangenden Schicht und dem Träger zu verbessern oder um die Fähigkeit zum Behindern von Ladungen zu regulieren, und sie kann als Monoschicht oder als Mehrfachschicht einer a-Si(H,X)-Schicht oder mikrokristallinen Si(H,X)-Schicht, die in Abhängigkeit von dem Zweck Atome der Gruppe III, Atome der Gruppe V, Sauerstoffatome, Kohlenstoffatome, Germaniumatome usw. enthält, gebildet werden. Wenn die untere Schicht 102 aus einer a-Si(H,X)-Schicht besteht, ist es auch ähnlich wie im Fall der vorstehend erwähnten licht-

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empfangenden Schicht erwünscht, daß der Wasserstoffatomgehalt innerhalb der unteren Schicht in Richtung auf die Schichtgrenzfläche zwischen der lichternpfangenden Schicht und der unteren Schicht vermindert wird.
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Ferner kann auf der lichtempfangenden Schicht 103 eine obere Schicht, wie sie in Fig. 4 gezeigt wird, als zur Verhinderung einer Ladungsinjektion dienende Schicht oder als Schutzschicht vorgesehen werden, wobei die obere Schicht aus einem eine große Menge von Kohlenstoffatomen, Stickstoffatomen, Sauerstoffatomen usw. enthaltenden amorphen Silicium besteht oder eine organische Substanz mit hohem Widerstand enthält. Auch im Fall der oberen Schicht wird diese Schicht geeigneterweise so gebildet, daß der Wasserstoffgehalt innerhalb dieser Schicht in Richtung auf die Grenzfläche zwischen der lichtempfangenden Schicht und der oberen Schicht und in Richtung auf die Oberfläche der oberen Schicht abnimmt.

Der im Rahmen- der Erfindung einzusetzende Träger kann entweder elektrizitätsleitend oder isolierend sein. Als elektrizitätsleitendes Material können Metalle wie z. B. NiCr, rostfreier Stahl, Al, Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt und Pd oder deren Legierungen erwähnt werden.

Als isolierende Träger können üblicherweise Folien oder Platten aus Kunstharzen, wozu beispielsweise PoIyester, Polyethylen, Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol und Polyamid gehören, Gläser, keramische Stoffe, Papiere und andere Materialien eingesetzt werden. Diese isolierenden Träger sollten vorzugsweise mindestens eine Oberfläche haben, die einer Behandlung unterzogen worden ist, durch die sie elektrizitätsleitend gemacht

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wurde, und andere Schichten werden geeigneterweise auf der Seite des Trägers vorgesehen, die durch eine solche Behandlung elektrizitätslei tend gemacht worden ist.
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Ein Glas kann beispielsweise elektrizitätsleitend gemacht werden, indem auf dem Glas eine Dünnschicht aus NiCr, Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, In₃O₃, SnO oder ITO (Jh₂O₃ + SnO₂) gebildet wird. Alternativ

kann die Oberfläche einer Kunstharzfolie wie z. B. einer Polyesterfolie durch Vakuumbedampfung, Elektronenstrahl-Abscheidung oder Zerstäubung eines Metalls wie z. B. NiCr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti oder Pt oder durch Laminieren eines solchen Metalls auf die Oberfläche elektrizitätsleitend gemacht werden. Der Träger kann in irgendeiner Form ausgebildet werden, die in gewünschter Weise festgelegt werden kann. Wenn das in Fig. 1 gezeigte fotoleitfähige Aufzeichnungselement 100 beispielsweise als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke eingesetzt werden soll , kann es für die Verwendung in einem kontinuierlichen, mit hoher Geschwindigkeit durchgeführten Kopierverfahren geeigneterweise in Form eines endlosen Bandes oder eines Zylinders gestaltet werden. Der Träger kann eine Dicke haben, die in geeigneter Weise so festgelegt wird, daß ein gewünschtes fotoleitfähiges Aufzeichnungselement gebildet werden kann. Wenn das fotoleitfähige Aufzeichnungselement flexibel sein muß, wird der Träger mit der Einschränkung, daß er die Funktion eines Trägers ausüben können muß, so dünn wie möglich hergestellt. In einem solchen Fall hat der Träger jedoch unter Berücksichtigung seiner Herstellung und Handhabung sowie seiner mechanischen Festigkeit vorzugsweise eine Dicke von 10 pm oder eine größere

35 Dicke.

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Im Rahmen der Erfindung kann eine aus a-Si(H,X) bestehende lichtempfangende Schicht durch ein Vakuumbedampfungsverfahren unter Anwendung der Entladungserscheinung, z. B. durch das Ölimmentladungsverfahren, das Zerstäubungsverfahren oder das Ionenplattierverfahren, gebildet werden. Das grundlegende Verfahren für die Bildung der aus a-Si(H,X) gestehenden lichternpfangenden Schicht durch das Glimmentladungsverfahren besteht beispielsweise darin, daß ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Si, das dazu geeignet ist, Siliciumatome (Si) zuzuführen, zusammen mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) und, falls erwünscht, Halogenatomen (X) in eine Abscheidungskammer, die im Inneren auf einen verminderten Druck gebracht werden kann, eingeleitet und in der Abscheidungskammer eine Glimmentladung angeregt wird, wodurch auf der Oberfläche eines Trägers, der in eine vorher festgelegte Lage gebracht wurde, eine aus a-Si (H,X) bestehende Schicht gebildet wird. Alternativ kann für die Bildung durch das Zerstäubungsverfahren ein Gas für die Einführung von Wasserstoff atomen (H) und, falls dies gewünscht wird, Halogenatomen (X) in die Abscheidungskammer für die Zerstäubung eingeleitet werden, wenn ein aus Si gebildetes Target in einer Atmosphäre eines Inertgases wie z. B. Ar oder He oder einer Gasmischung auf Basis dieser Gase zerstäubt wird.

Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Si, das im Rahmen der Erfindung einzusetzen ist, können gasförmige oder vergasbare Siliciumhydride (Silane) wie z. B. SiH₄, Si₂H₆, Si₃II₈ und Si₄H₁₀ und andere als wirksame Materialien erwähnt werden. SiH₄ und Si_?H_fi werden im Hinblick auf ihre einfache Handhabung während der Schichtbildung und auf den Wirkungsgrad bezüglich

35 der Zuführung von Si besonders bevorzugt.

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Im Rahmen der Erfindung können in die Ii chteinp fangende Schicht Wasserstoffatome eingeführt werden, indem in eine Abscheidungskammer ein Gas, das hauptsächlich aus H„ oder Siliciumhydrid wie z. B. SiH., SipHg, ^Si3^HQ

5 oder Si₄H_1n besteht, eingeleitet und darin eine Entladung angeregt wird.

Als wirksame gasförmige Ausgangsmaterialien für die Einführung von Halogenatomen, die im Rahmen der Erfindung einzusetzen sind, können eine Vielzahl von Halogenverbindungen, beispielsweise gasförmige Halogene, Halogenide, Interhalogenverbindungen oder gasförmige oder vergasbare Halogenverbindungen wie z. B. mit Halogenen substituierte Silanderivate erwähnt werden. Ferner können auch gasförmige oder vergasbare, Halogenatome enthaltende Siliciumverbindungen, die als am Aufbau beteiligte Atome Siliciumatome und Halogenatome enthalten, als im Rahmen der Erfindung wirksame Ausgangsmaterialien für die Einführung von Halogenatomen erwähnt

20 werden.

Als typische Beispiele von Halogenverbindungen, die im Rahmen der Erfindung vorzugsweise eingesetzt werden, können gasförmige Halogene wie z. B. Fluor, Chlor, Brom oder Jod und Interhalogenverbindungen wie z. B. BrF, ClF, ClF₃, BrF₅, BrF₃, JF₃, JF₇, JCl und JBr erwähnt werden.

Als Halogenatome enthaltende Siliciumverbindungen, d. h., als mit Halogenen substituierte Silanderivate, können vorzugsweise Siliciumhalogenide wie z. B. SiF₄, Si-F,., SiCl₄ oder SiBr eingesetzt werden.

Wenn die Wasserstoffatome enthaltende lichtempfangende Schicht durch das Glimmentladungsverfahren gebildet

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werden soll, besteht die grundlegende Verfahrensweise darin, daß ein gasförmiges Siliciumhydrid als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Si und ein Gas wie z. B. Ar, H ' oder He in einem vorausberechneten Mischungsverhältnis und mit vorausberechneten Gasdurchflußgeschwindigkeiten in eine Abscheidungskammer für die Bildung der lichtempfangenden Schicht eingeleitet werden und in der Abscheidungskammer eine Glimmentladung angeregt wird, was zu einer Plasrnaatmosphäre dieser Gas führt, wodurch die lichtempfangende Schicht auf einem gewünschten Träger gebildet' werden kann. Zur Einführung von Halogenatomen kann für die Schichtbildung ferner eine gasförmige, Halogenatome enthaltende SiIiciumverbindung in einer vorausberechneten Menge mit diesen Gasen vermischt werden. Die jeweiligen Gase können nicht nur als einzelne Spezies, sondern auch in Form einer Mischung von mehr als einer Spezies eingesetzt werden.

Für die Bildung der a-Si(H.X) enthaltenden lichtempfangenden Schicht durch das Zerstäubungs- oder das Ionenplattierverfahren kann beispielsweise im Fall des Zerstäubungsverfahrens ein Si-haltiges Target verwendet werden, und dieses Target wird in einer bestimmten Gasplasmaatmosphäre zerstäubt. Alternativ wird im Fall des Ionenplattierverfahrens ein polykristallines Silicium oder Einkristall-Silicium als Verdampfungsquelle in ein Aufdampfungsschiffchen hineingebracht, und die Verdampfungsquelle wird durch Erhitzen mittels des V/iderstandsheizverfahrens oder des Elektronenstrahlverfahrens verdampft, um ein fliegendes, verdampftes Produkt herzustellen, dem ein Durchtritt durch eine bestimmte Gasplasmaatmosphäre ermöglicht wird.

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Sowohl beim Zerstäubung^- als auch beim Iunenplattierverfahren können in die gebildete Schicht Wasserstoffatome eingeführt werden, indem ein Gas wie v.. B. H,, oder die vorstehend erwähnten Silane in die Abseheidungükammer eingeleitet und eine Plasmaatmosphäre aus diesem Gas gebildet wird.

Ferner können für die Einführung von Halogenatomen als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Halogenatomen die vorstehend erwähnten Halogenidverbindungen oder Halogenatome enthaltenden Siliciumverbindungen in Form eines Gases in die Abscheidungskammer eingeleitet werden, und darin kann eine Plasmaatmosphäre aus diesem Gas gebildet werden. Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Halogenatomen können die vorstehend erwähnten Halogenverbindungen oder Halogene ~ enthaltenden Siliciumverbindungen in wirksamer Weise eingesetzt werden. Ferner ist es auch möglich, als wirksames Ausgangsmaterial für die Bildung der licht-

empfangenden Schicht eine gasförmige oder vergasbare Substanz wie z. B. einen Halogenwasserstoff, ζ. Β. HF, HCl, HBr oder HJ, oder ein halogensubstituiertes Siliciumhydrid wie z. B. SiH₂F₃, SiH₃J₂, SiH₃Cl₂, SiHCl₃, SiH₀Br₀ oder SiHBr„ einzusetzen.

Diese Halogenide, die Wasserstoffatome enthalten und während der Bildung der lichtempfangenden Schicht gleichzeitig mit der Einführung von Halogenatomen in die Schicht Wasserstoffatome, die für die Regulierung der elektrischen oder fotoelektrischen Eigenschaften sehr wirksam sind, einführen können, können im Rahmen der Erfindung vorzugsweise als Ausgangsmaterial für die Einführung von Halogenatomen eingesetzt werden.

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^ Andererseits kann beispielsweise im Fall des reaktiven Zerstäubungsverfahrens ein Si-Target verwendet werden, und Hp-Gas, ggf. zusammen mit einem Gas für die Einfuhrung von Halogenatomen, kann, auch einschließlich von Inertgasen wie z. B. He oder Ar, in die Abscheidungskarnmer eingeleitet werden, um eine Plasmaatmusphä're zu bilden, in der das vorstehend erwähnte Si-Target zerstäubt wird, wodurch auf dem Träger die aus a-Si(H,X) bestehende lichtempfangende Schicht gebildet werden kann.

Ferner können zum Dotieren mit Fremdstoffen Gase wie z. B. BH in.die Abscheidungskammer eingeleitet werden.

Um die Mengen der Wasserstoffatome (H) und Halogenatome (X), die, falls erwünscht, in die lichtempfangende Schicht hineinzugeben sind, zu regulieren, kann beispielsweise mindestens eine Art der folgenden Faktoren reguliert werden: Die Trägertemperatur und/oder die Mengen der Ausgangsmaterialien für den Einbau von Wasserstoffatomen (H) oder Halogenatomen (X), die in das Abscheidungsvorrichtungssystem einzuleiten sind, oder die Entladungsleistung.

Um in der lichtempfangenden Schicht und der unteren Schicht einen Schichtbereich zu bilden, der von Siliciumatomen, Wasserstoffatomen und Halogenatomen verschiedene, zusätzliche Atome enthält, kann das Ausgangsmaterial für die Einführung solcher zusätzlichen Atome zusammen mit dem vorstehend erwähnten Ausgangsmaterial für die Bildung der lichtempfangenden Schicht während der Bildunp, einer lichtempfangenden Schicht durch das Glimmentladungsverfahren oder das reaktive Zerstäubungsverfahren eingesetzt werden, während die in die gebildete Schicht

35 hineingegebene Menge reguliert wird.

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Wenn für die Bildung der zusätzliche Atome enthaltenden Schicht, die die lichtempfangende Schicht bildet, das Glimmentladungsverfahren angewandt wird, können die Ausgangsmaterialien für die zur Bildung dieses Schichtbereichs dienenden Rohgase gebildet werden, indem zu dem Material, das in geeigneter Weise aus den vorstehend erwähnten Ausgangsmaterialien für die Bildung der lichtempfangenden Schicht ausgewählt wurde, ein Ausgangsmaterial für die Einführung von zusätzlichen Atomen gegeben wird. Als ein solches Ausgangsmaterial für die Einführung zusätzlicher Atome können die meisten gasförmigen oder vergasbaren Substanzen in vergaster Form, die als am Aufbau beteiligte Atome mindestens die zusätzlichen Atome enthalten, eingesetzt werden.

Als Ausgangsmaterial für die Einführung zusätzlicher Atome, das im Rahmen der Erfindung in wirksamer Weise eingesetzt werden kann, können hauptsächlich ^B?^H6' GaCl₃ und BF₃ als Material für die Einführung von Atomen der Gruppe III, PH₃ und AsH₃ usw. als Material für die Einführung von Atomen der Gruppe V, NO, NpO und Op usw. als Material für die Einführung von Sauerstoffatomen, CH₄, CpHg, C₃H₈, C₄H₁₀ und C₃H₄ usw. als Material für die Einführung von Kohlenstoffatomen und NH₃ und N- usw. als Material für die Einführung von Stickstoffatomen erwähnt werden.

Im Rahmen der Erfindung können als verdünnendes Gas, das bei der Bildung der lichtempfangenden Schicht durch das Glimmentladungs- oder das Zerstäubungsverfahren einzusetzen ist, vorzugsweise Edelgase wie z. B. He, Ne oder Ar eingesetzt werden.

Als nächstes wird ein Beispiel des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Aufzeich-

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nungselements durch das Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren beschrieben.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung für die Herstellung eines fotoleitfähigen Aufzeichnungselements.

In Gasbomben 1102 bis 1106, die in Fig.. 5

gezeigt werden, sind luftdicht abgeschlossene, gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung der erfindungs-

IQ gemäßen fotoleitfähigen Aufzeichnungselemente enthalten. Beispielsweise ist 1102 eine Bombe, die SiH.-Gas (Reinheit: 99,99 %) enthält, ist 1103 eine Bombe, die mit H- verdünntes BpH₆-GaS (Reinheit: 99,99 %; nachstehend kurz als "B_OH_C/H_" bezeichnet) enthält, ist 1104 eine Bombe, die NO-Gas (Reinheit: 99,99 %) enthält, ist 1105 eine Bombe, die CH.-Gas (Reinheit: 99,99 %) enthält, und ist 1106 eine Bombe, die SiF₄-GaS (Reinheit: 99,99 %) enthält. Außer diesen Bomben können, obwohl dies in Fig. 5 nicht gezeigt wird, auch weitere Bomben mit gewünschten Gasspezies bereitgestellt werden, falls sie erforderlich sind.

Um diese Gase in eine Reaktionskammer 1101 hineinströmen zu lassen, wird zuerst ein Hauptventil 1134 geöffnet, um die Reaktionskammer 1101 und die Gas-Rohrleitungen zu evakuieren, nachdem bestätigt worden ist, daß Ventile 1122 bis 1125 der Gasbomben 1102 bis 1105 und ein Belüftungsventil 1135 geschlossen und Einströmventile 1112 bis 1115, Ausströmventile 1117 bis 1120 und ein Hilfsventil 1132 geöffnet sind. Als nächster Schritt werden das Hilfsventil 1132 und die Ausströmventile 1117 bis 1120 geschlossen, wenn der an einer Vakuummeßvorrichtung 1136 abgelesene Druck 6,7 nbar erreicht hat.

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Nachstehend wird ein Beispiel für die Bildung einer lichtempfindlichen Schicht des Schichtlaminattyps auf einem zylindrischen Substrat 1137 erläutert. SiHL-Gas aus der Gasbombe 1102, B_H_C/H„-Gas aus der Gasbombe

c. D ά

1103 und NO-Gas aus der Gasbombe 1104 werden in die Reaktionskammer 1101 hineinströmen gelassen, indem die Ventile 1122, 1123 und 1124 so geöffnet werden, daß die Drücke an Auslaßmanometern 1127, 1128 und 1129 jeweils auf einen Wert von 0,98 bar einreguliert werden, ^und indem die Einströmventile 1112, 1113 und 1114 geöffnet werden und Durchflußreguliervorrichtungen 1107, . 1108 und 1109 und das Hilfsventil 1132 allmählich geöffnet werden. Die Ausströmventile 1117, 1118 und 1119 werden so reguliert, daß das Durchflußgeschwindigkeits-Verhältnis von SiH.-, BpH-/H_?- und NO-Gas einen gewünschten Wert hat, und auch die Öffnung des Hauptventils 1134 wird reguliert, während die Ablesung an der Vakuummeßvorrichtung 1136 beobachtet wird, und zwar so, daß der Druck in der Reaktionskammer einen gewünschten Wert erreicht. Nachdem bestätigt worden ist, daß die Temperatur des zylindrischen Substrats 1137 durch eine Heizvorrichtung 1138 auf 50 bis 400⁰C eingestellt wurde, wird eine Stromquelle 1140 auf eine gewünschte Leistung eingestellt, um in der Reaktionskammer 1101 eine Glimm-

25 entladung anzuregen.

Gleichzeitig werden die Entladungsleistung, die Substrattemperatur oder andere Faktoren so reguliert, daß das vorher entworfene Profil des Wasserstoffgehalts erhalten werden kann, und die Ventile 1118 und 1119 werden in dem Sinne betätigt, daß die entsprechende, gewünschte Änderung der Plasmabedingungen erhalten und auf diese Weise eine untere Schicht gebildet wird, während die Durchflußgeschwindigkeit der zugegebenen Gase entspre-

35 chend verändert wird.

BAD ORlGiNAL

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Als nächster Schritt werden die Bildung der lichtempfangenden Schicht und manchmal zusätzlich die Bildung der oberen Schicht auf der lichtempfangenden Schicht durchgeführt. Der Wasserstoffatomgehalt kann ähnlich wie bei der Bildung der vorstehend beschriebenen unteren Schicht reguliert werden, und die erforderlichen Ventile und Regulierteile werden gleichzeitig mit der Regulierung der Entladungsleistung und der Substrattemperatur betätigt, falls dies erwünscht ist.

Natürlich werden alle Ausströmventile mit Ausnahme der Ausströmventile, die für die bei der Bildung der einzelnen Schichten notwendigen Gase benötigt werden, geschlossen, und um zu verhindern, daß bei der Bildung der vorhergehenden Schicht eingesetzte Gase in der Reaktionskammer 1101 und in den Rohrleitungen von den Ausströmventile 1117 bis 1120 zu der Reaktionskammer 1101 verbleiben, kann ein Verfahren durchgeführt werden, bei dem das System einmal bis zur Erzielung eines hohen Vakuums evakuiert wird, indem die Ausströmventile 1117 bis 1120 geschlossen werden und das Hilfsventil 1132 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1134 geöffnet wird, falls dies erwünscht ist.

Während der Schichtbildung kann das zylindrische Substrat 1137 mittels eines Motors 1139 mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht werden, um die Schichtbildung gleichmäßig zu machen.

Das erfindungsgemäße fotoleitfähige Aufzeichnungselement, das so gestaltet ist, daß es den vorstehend beschriebenen Schichtaufbau hat, kann alle Probleme, die vorstehend erwähnt wurden, überwinden und hervorragende elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften sowie gute Eigenschaften gegenüber dem Einfluß von Umgebungs-

- 27 - DE 3545

1 bedingungen bei der Anwendung zeigen.

Besonders im Fall seiner Anwendung als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke ist es hervorragend zum Festhalten von Ladung befähigt, ohne daß die Bilderzeugung überhaupt durch ein Restpotential beeinflußt wird, sind seine elektrischen Eigenschaften stabil mit einer hohen Empfindlichkeit und zeigt es ein hohes S/N-Verhältnis sowie eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber der Licht-Ermüdung und hervorragende Eigenschaften bei der wiederholten Anwendung, wodurch es möglich ist, in stabiler Weise und wiederholt sichtbare Bilder mit hoher Qualität, die eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und eine hohe Auflösung

15 haben, zu erhalten.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

20 Beispiel 1

Mittels der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung für die Herstellung eines fotoleitfähigen Aufzeichnungselements
wurden auf einem zylindrischen Träger aus Aluminium durch das vorstehend erwähnte Glimmentladungsverfahren aufeinanderfolgend eine untere Schicht und eine lichtempfangende Schicht gebildet. Die Herstellungsbedingungen für die einzelnen Schichten werden in Tabelle 1 gezeigt. Von dem erhaltenen zylindrischen lichtempfindlichen Aufzeichnungselement wurde ein Teil abgeschnitten, und unter Anwendung eines Sekundärionen-Massenspektrometers wurde eine quantitative Bestimmung des Wasserstoffgehalts in der Richtung der Schichtdicke durchgeführt, wobei als Ergebnis das in Fig. 6 gezeigte Tiefenprofil erhalten wurde. Ferner wurde der restliche Teil

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33A6043

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des zylindrischen lichtempfindlichen Aufzeichnungselernents zur Bildbewertung in eine elektrofotografische Vorrichtung eingesetzt. Die Bildbewertung wurde durchgeführt, indem unter einer normalen Umgebung Bilder in einer Gesamtzahl von 200.000 Blatt erzeugt wurden, und jeweils eine Probe pro 10.000 Blatt wurde im Hinblick darauf bewertet, ob sie bezüglich der Dichte, der Auflösung, der Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung und der Bildfehler usw. gute oder schlechte Eigenschaften hatte. Als Ergebnis wurde bestätigt, daß jede Probe ein Bild mit sehr hoher Qualität aufwies.

Dann wurde dieses zylindrische lichtempfindliche Aufzeichnungselement in einem elektrischen Ofen 2 h lang

!5 auf 300⁰C erwärmt und nach dem Abkühlen wieder in die elektrofotografische Vorrichtung eingesetzt, worauf wieder eine Bilderzeugung durchgeführt wurde. Als Ergebnis wurde überhaupt keine Änderung beobachtet. Ferner wurde dieses zylindrische lichtempfindliche Aufzeichnungselement danach in einen Belichtungsversuchsbehälter hineingebracht, in dem an der Wandoberfläche Halogenlampen angebracht waren und eine gleichmäßige Bestrahlung eines zylindrischen lichtempfindlichen Aufzeichnungselements durchgeführt werden konnte, und

2
eine 200 mW/cm entsprechende Belichtung wurde 24 h lang kontinuierlich durchgeführt. Nach der Abkühlung wurde die Bilderzeugung wieder durchgeführt, jedoch wurde auch in diesem Fall überhaupt keine Änderung beobachtet.

Durch die vorstehend beschriebenen Versuche wurde bestätigt, daß dieses zylindrische lichtempfindliche Aufzeichnungselement unter Bedingungen haltbar ist, die viel strenger sind als die Umgebungsbedingungen bei der praktischen Verwendung. Auf diese Weise würde experimentell bestätigt, daß eine Verbesserung ohne eine damit

BAD

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verbundene Nebenwirkung erzielt werden kann, indem das Verhalten der Wasserstoffatome innerhalb der lichtempfangenden Schicht, die gegenüber der äußeren Umgebung relativ empfindlich ist, insbesondere dadurch beherrscht wird, daß der Gehalt der Wasserstoffatome an der Schichtgrenzfläche, wo leicht eine Änderung dieses Gehalts auftritt, vermindert wird.

Beispiel 2

Ein zylindrisches lichtempfindliches Aufzeichnungselement wurde durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurde die lichtempfangende Schicht direkt auf einem zylindrischen Träger aus Aluminium vorgesehen. Die Einzelheiten über die Herstellungsbedingungen werden in Tabelle 1 gezeigt. Mit diesem zylindrischen lichtempfindlichen Aufzeichnungselement wurden genau die gleiche Analyse des Wasserstoffatomgehalts und der gleiche Bildbewertungs- und Haltbarkeitsversuch durchgeführt. Als Ergebnis wurde das in Fig. 7 gezeigte Tiefenprofil der Wasserstoffatome erhalten, und die Ergebnisse des Bildbewertungs- und Haltbarkeitsversuchs waren genauso gut wie in Beispiel 1.

25 Beispiele 3 bis 5

Zylindrische lichtempfindliche Aufzeichnungselemente wurden hergestellt, indem das Verfahren von Beispiel 1 wiederholt wurde, wobei die Tiefenprofile der Wasserstoffatome jedoch in der in den Fig. 8 bis 10 gezeigten Weise verändert wurden, und auf die gleiche Weise bewertet. Als Ergebnis wurde in jedem Fall festgestellt, daß die gleiche hohe Bildqualität wie in Beispiel 1 beibehalten werden konnte.

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DE 3545

¹ Beispiele 6 bis 10

Auf die einzelnen Abscheidungsfilme die durch die gleichen Verfahren wie in den Beispielen 1 bis 5 hergestellt worden waren, wurden unter den in Tabelle 1 gezeigten Herstellungsbedingungen kontinuierlich obere Schichten laminiert, während das Vakuum beibehalten wurde. Das Analysen^rgebnis des Tiefenprofils der Wasserstoffatome in den erhaltenen oberen Schichten wird in Fig. 11 gezeigt. Als Ergebnis der Bildbewertung, die ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführt wurde, wurde festgestellt, daß das hohe Qualitätsniveau beibehalten werden konnte, ohne daß überhaupt eine Beeinträchtigung der Bildqualität eintrat.

Vergleichsbeispiel 1

Ein zylindrisches lichtempfindliches Aufzeichnungselement wurde durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurde die Art des Tiefenprofils der Wasserstoff atome in der in Fig. 12 gezeigten Weise so verändert, daß der Gehalt der Wasserstoffatome am Oberflächenabschnitt der lichtempfangenden Schicht erhöht wurde. Als dieses zylindrische lichtempfindliche Aufzeichnungselement ähnlich wie in Beispiel 1 bewertet wurde, wurden sowohl hinsichtlich der gewünschten Bilder als auch hinsichtlich des Einflusses von Änderungen der Umgebungsbedingungen auf die Bilder in einer Kopiervorrichtung Ergebnisse erhalten, die den Ergebnissen in Beispiel 1 im wesentlichen gleichwertig waren. Sowohl beim Tempern bei hoher Temperatur als auch bei der Belichtung wurden jedoch eine Potentialverminderung und ein verstärktes Auftreten von Bildfehlern beobachtet, und infolgedessen wurde das Ergebnis erhalten, daß ein Material gebildet wurde, dessen Haltbarkeit im Fall der Erhöhung der Anzahl der erzeugten Bilder auf

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die für die praktische Anwendung gebräuchliche Größenordnung von 1.000.000 Blatt zweifelhaft ist.

Nachdem alle Versuche mit diesem zylindrischen lichtempfindlichen Aufzeichnungselement beendet waren, wurde wieder eine Analyse des Wasserstoffatomgehalts durchgeführt, wobei die in Fig. 13 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden. Aus diesen Ergebnissen sind Änderungen ersichtlich, die die Tatsache bestätigen, daß die vorstehend erwähnte Verschlechterung mit dem Entweichen oder der Diffusion von Wasserstoffatomen in Verbindung steht.

BAD

ω ω
cn o

Untere
Schicht

to
cn

13,56

to
ο
Tabelle

1

Li chtempfangende
Schi cht

1

-

H-* H-*
cn ο

6

cn

: 20
: 600

π-·

I
ω
no
I

Beispiel Nr.

SiH₄ :
H₂ :
B₂H₆ :
NO :

SiH₄ : 300
H₂ : 1200

2

- 10

^0,15-^0,05

Schicht

0,1 - 0

0,02 -> 0,1 -> 0,

Li chtempfangende
Schicht

Obere
Schi cht

- 0,3 -* 0,12

Verwendete Gase
und deren Durch
f1ußgeschwin-
digkeit
(Norm-cm³/s)

's) ¹'² '

150
600
0,45

0,4 — 1 ,5 - 0,

02

SiH₄ : 300
B₂H₆ : 0,03
NO : 10,2

SiH₄
CH₄

200,0 nm

Entladungs-
leistung (W/cm²)

3 M^m

,03

22 Mm

4

0,01 ·*■ 0,15 -»■ 0,01

0,03-

Schichtbildungs-
geschwi ndi gkei t(nm

1,07 ■*

* 0,4

1 ,52 -* 1 ,60 -* 1 ,

0 , 3 -*· 1 ,8 -*■ 0 , 3

0,1 -*

Schichtdicke

250

52

25 Mm

Druck während der
Reaktion (mbar)

1 ,04

13,56

0,39 -* 0,43 -+ 0,39

0,53

ZyIindertemperatur
(⁰C)

250

Entladungs
frequenz (MHz)

13,56

CjO CO

Zl

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

QFotoleitfähiges Aufzeichnungselement, gekenndurch einen Träger und eine auf dem Träger vorgesehene lichtempfangende Schicht, die Fotoleitfähigkeit zeigt und Siliciumatome als Matrix und mindestens Wasserstoffatome als an ihrem Aufbau beteiligte Atome 20 enthält, wobei die lichtempfangende Schicht einen
Schichtbereich mit einem derartigen Tiefenprofil aufweist, daß der Gehalt der darin enthaltenen Wasserstoffatome in der Richtung der Schichtdicke auf beide Enden dieser Schicht hin abnimmt.

25 30
2. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehalte der Wasserstoffatome in der lichtempfangenden Schicht an den beiden Enden gleich sind.
3. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehalte der Wasserstoffatome in der lichtempfangenden Schicht an den beiden Enden verschieden sind»

35

B/13

Dresdner Bank iMi."-h«nl Kto. 3939

- Postsrheck [Munchonl KIo. 670-43-804

- 2 - DE 3545
4. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefenprofil der Wasserstoffatome in der lichtempfangenden Schicht einen Höchstwert hat.
5. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt mit dem Höchstwert einen Bereich umfaßt.
6. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefenprofil der Wasserstoffatome auf die beiden Endabschnitte hin unter kontinuierlicher Änderung abnimmt.
7. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefenprofil der Wasserstoffatome auf die beiden Endabschnitte hin unter stufenweiser Änderung abnimmt.
8. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefenprofil der Wasserstoffatome auf die beiden Endabschnitte hin unter kontinuierlicher Änderung in einer Richtung und unter stufenweiser Änderung in der anderen Richtung

25 abnimmt.
9. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Wasserstoffatome 'in der lichtempfangenden Schicht in dem Abschnitt mit dem Höchstwert innerhalb des Bereichs von 0,1 bis 40 Atom-% liegt.
10. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Wasserstoffatome in der lichtempfangenden Schicht in dem Abschnitt mit dem Mindestwert innerhalb des

ϋβ en

33Α60Α3

- 3 - DE 3545

1 Bereichs von 0,05 bis 30 Atom-% liegt.
11. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz im Wasserstoffatomgehalt in der lichtempfangenden Schicht zwischen dem Abschnitt mit dem Höchstwert und dem Abschnitt mit dem Mindestwert innerhalb des Bereichs von 0,01 bis 35 Atom-% liegt.
12. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Wasserstoffatome in der lichtempfangenden Schicht in dem Abschnitt mit dem Höchstwert 0,1 bis 40 Atom-% und in dem Abschnitt mit dem Mindestwert 0,05 bis 30 Atom-% und die Differenz im Wasserstoffatomgehalt zwischen dem Abschnitt mit dem Höchstwert und dem Abschnitt mit dem Mindestwert 0,01 bis 35 Atom-% beträgt.
13. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der lichtempfangenden Schicht Halogenatome enthalten sind.
14. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der lichtempfangenden Schicht Atome der Gruppe III des Periodensystems enthalten sind.
15. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der lichtempfangenden Schicht Atome der Gruppe V des Periodensystems enthalten sind.
16. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der lichtempfangenden Schicht Halogenatome und Atome der Gruppe III des Periodensystems enthalten sind.

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17. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der lichtempfangenden Schicht Halogenatome und Atome der Gruppe V des Periodensystems enthalten sind.
18, Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach

Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Träger und der lichtempfangenden Schicht eine untere Schicht vorgesehen ist, die aus einem amorphen oder IQ einem mikrokristallinen Material besteht, das Siliciumatome als Matrix und mindestens eine aus Wasserstoffatomen und Halogenatomen ausgewählte Atomart als am Aufbau beteiligte Atome enthält.

j5
19. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Schicht ferner mindestens eine aus Sauerstoffatomen, Kohlenstoffatomen und Germaniumatomen ausgewählte Atomart enthält.
20. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach

Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der unteren Schicht Atome der Gruppe III des Periodensystems enthalten sind.
21. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach

Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der unteren Schicht Atome der Gruppe V des Periodensystems enthalten sind.
22. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach

Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der lichtempfangenden Schicht Atome der Gruppe III und Atome der Gruppe V des Periodensystems enthalten sind.

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23, Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der lichtempfangenden Schicht eine obere Schicht vorgesehen ist, die Siliciumatome als Matrix und mindestens eine aus Kohlenstoffatomen, Stickstoffatomen und Sauerstoffatomen ausgewählte Atomart als am Aufbau beteiligte Atome enthält.
24. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der lichtempfangenden Schicht eine obere Schicht vorgesehen ist, die Siliciumatome als Matrix und eine organische Substanz mit hohem Widerstand als Bestandteil enthält.
25. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der licht-, empfangenden Schicht eine obere Schicht vorgesehen ist, die ein organisches Material mit hohem elektrischen Widerstand enthält.
26. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf der lichtempfangenden Schicht eine obere Schicht vorgesehen ist, die Siliciumatome als Matrix und mindestens eine aus Kohlenstoffatomen, Stickstoffatomen und Sauerstoffatomen ausgewählte Atomart enthält.
27. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf der lichtempfangenden Schicht eine obere Schicht vorgesehen ist, die ein organisches Material mit hohem elektrischen Widerstand enthält.
28. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Schicht ferner entweder Atome der Gruppe III oder Atome der Gruppe V des Periodensystems enthält.