DE3311462A1

DE3311462A1 - Photoempfindliches element

Info

Publication number: DE3311462A1
Application number: DE19833311462
Authority: DE
Inventors: Takao Sakai Osaka Kawamura; Masazumi Amagasaki Hyogo Yoshida
Original assignee: Kyocera Corp; Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1983-03-29
Publication date: 1983-10-13
Also published as: US4451546A; JPS58189643A; DE3311462C2

Description

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite

$311462

Photoempfindliches Element

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein photoempfindliches Element.

In letzter Zeit wird vermehrt amorphes Silicium (im folgenden kurz als a-Si bezeichnet), amorphes Germanium (im folgenden
als a-Ge.bezeichnet) und amorphes Silicium-Germanium (im
folgenden als. a-Si:Ge bezeichnet) , die durch Glimmentladungszersetzung oder Zerstäuben (Sputtern) erhalten werden können, für elektrophotographische photoempfindliche Elemente verwendet, Dies beruht darauf,, daß a-Si, a-Ge und a-Si:Ge bei weitem
konventiunellen photoempfindlichen Elementen aus Selenium
oder CdS überlegen sind, da sie unter anderem keine Umweltverschmutzung verursachen und bessere Widerstandsfähigkeit
gegen Hitze und Abnutzung haben.

Insbesondere im Falle des a-Si:Ge ist der Bänderabstand (band gap) von Ge kleiner als der von a-Si, so daß man erwarten kann, daß die Hinzufügung einer geeigneten Menge von Ge zu a-Si den photoempfindlichen Bereich zu längeren Wellenlängen ausdehnt. Eine solche Ausdehnung würde, wenn sie erreicht wird, die ver-

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite V'

331Η62

Wendung von a-Si:Ge bei Halbleiter-Laserstrahldruckern ermöglichen, die jetzt eine schnelle Entwicklung erfahren. Wird eine photoleitende a-Si:Ge Schicht in Form einer einzigen Schicht (alleine auf dem Substrat) verwendet, wird die Vergrößerung des Ge-Anteils relativ zu a-Si den photoempfindlichen Bereich zu längeren Wellenlängen ausdehnen, aber eine unvorteilhafte Veringerung der gesamten Photoempfindlichkeit (einschließlich der im Bereich sichtbaren Lichtes) bewirken. Anders gesagt ist Ge wirksam zur Erhöhung der Empfindlichkeit auf der Seite längerer Wellenlängen, verschlechtert aber gleichzeitig in entgegengesetzter Weise die ausgezeichnete Photoempfindlichkeit im Bereich sichtbaren Lichtes, die a-Si selbst hat. Daher ist die Menge von Ge ziemlich beschränkt, und es können demgemäß keine photoempfindlichen Elemente mit wünschbaren Photoempfindlichkeitcharakteristiken erhalten werden. Außerdem hat Ge nicht nur im Vergleich zu a-Si eine hohe Lichtabsorption, sondern auch eine kleine Beweglichkeit der Ladungsträger, die durch Lichtabsorption erzeugt werden. Dies bedeutet, daß im Falle eines Aufbaus mit nur einer Schicht viele der Ladungsträger innerhalb der photoleitenden Schicht gefangen werden, wodurch das Restpotential erhöht und die Photoempfindlichkeit in nachteiliger. Weise verringert wird.

Demgemäß ist es eine Hauptaufgabe der Erfindung,ein photoempfindliches Element zu schaffen, das eine hohe Empfindlichkeit nicht nur im Bereich sichtbaren Lichtes, sondern auch im nahen Infrarotbereich hat.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines photoempfindlichen Elementes, mit dem Bilder.guter Qualität bei Belichtung mit sichtbarem Licht und auch mit

■ ... 5

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite 4

Licht des nahen Infrarots erhalten werden können.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines phötoempfindlichen Elementes, das für einen Halbleiter-Laserstrahldrucker geeignet ist.

Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden dadurch gelöst, daß ein photoempfindliches Element geschaffen wird, das ein elektrisch leitendes Substrat, eine amorphe Siliciumhalbleiterschicht mit einer Dicke von ungefähr 5 bis 100 Mikron, die als eine ladungszurückhaltende Schicht wirkt, eine photoleitende amorphe Silicium-Germanium-Schicht, die wenigstens Wasserstoff enthält und eine Dicke von 0,1 bis 3 Mikron hat und die Photoempfindlichkeit im Bereich langer Wellenlängen (700 bis 850 nm) sicherstellt, und eine photoleitende amorphe Siliciumschicht aufweist, die wenigstens Wasserstoff enthält und eine Dicke von ungefähr 0,1 bis 3 Mikron hat und die Photoempfindlichkeit im Bereich sichtbaren Lichtes sicherstellt.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die. beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 den Schichtaufbau des erfindungsgemäßen photoempfindlichen Elementes; .

Fig. 2 die Lichtdurchlaßkurven für die amorphe Silicium

schicht und die photoleitende.amorphe Silicium-Germanium-Schicht;

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Sextet

331U62

Fig. 3 und 4 die Glinunentladungszersetzungs vorrichtung zum

Herstellen des erfindungsgemäßen photoempfindlichen Elementes; und

Fig. 5 und 6 die spektrale Empfindlichkeit des erfindungsgemäßen photoempfindlichen Elements.

In Fig. 1 ist der Aufbau des erfindungsgemäßen photoempfindlichen Elements dargestellt. Mit der Bezugsziffer 1 ist ein elektrisch leitendes Substrat, mit den Bezugsziffern 2, 3 und 4 sind eine a-Si Halbleiterschicht, eine photoleitende a-Si:Ge-Schicht bzw. eine photoleitende a-Si-Schicht dargestellt, die in dieser Reihenfolge auf dem Substrat schichtweise übereinander aufgebracht sind.

Die a-Si-Halbleiterschicht 2, die auf dem Substrat 1 ausgebildet werden soll, wird in einer Dicke von ungefähr 5 bis 100 Mikron, vorzugsweise ungefähr 10 bis 60 Mikron durch z.B. Glimmen tladungs zersetzung oder Zerstäubung (Sputtering) hergestellt. Diese a-Si-Halbleiterschicht 2 wirkt als eine ladungszurückhaltende Schicht, die sicherstellt, daß die Ladungen auf der Oberfläche der photoleitenden a-Si-Schicht 4, die noch erwähnt werden wird, zurückgehalten werden. Gleichzeitig dient sie als eine Ladungstransportschicht, die Ladungsträger zum Substrat 1 transportiert. Für ihre Funktionsweise als ladungszurückhaltende Schicht muß die a-Si-Halbleiterschicht 2 einen Dunkelwiderstand von nicht weniger als 10 Ω · cm .haben. Ein solcher Dunkelwiderstand von nicht weniger als 10¹³fi-cm kann z.B. dadurch erreicht werden, daß in das a-Si ungefähr 10 bis 40 Atom-% Wasserstoff, ungefähr 5 χ 10~² bis 10~⁵ Atom-%. Sauerstoff und ungefähr 10 bis 20.000 ppm (parts per million = Teile pro Million Teile) einer Verunreinigung der Gruppe IIIA des Periodenschemas (vorzugsweise Bor) eingebracht wird, wie dies durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung in der US-Patentanmeldung Ser. No. 254 189 Offenbart wurde, die am

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite f

331 H62 7

14. April 1981 eingereicht wurde. Im obigen Falle ist der Sauerstoffgehalt auf einen Maximalwert von 5 χ 10~2 Atom-% begrenzt, so daß ausgezeichnete Photoempfindlichkeitscharakteristiken behalten werden können. Da jedoch die a-Si-Halbleiterschicht 2 nicht als eine photoleitende Schicht wirkt, kann sie bis zu 30 Atom-% Sauerstoff enthalten, wie dies in der japanischen offengelegten Patentanmeldung SHO54-145539 offenbart ist. Der Sauerstoff kann durch eine äquivalente Menge von Stickstoff oder Kohlenstoff ersetzt werden. Soweit ein Dunkelwiderstand der Größenordnung von 10¹³ß«cm in der a-Si-Halbleiterschicht erhalten wird, kann jeder Zusatz verwendet werden. Der Grund, warum der Dunkelwiderstand von a-Si beträchtlich, durch die Hinzufügung von Sauerstoff oder Stickstoff erhöht wird, ist in vielen Punkten noch nicht geklärt, beruht jedoch vermutlich darauf, daß freie Bindungen (dangling bonds) auf wirksame Weise durch einen solchen Zusatz beseitigt werden. Da SiH₄, Si2Hg oder ähnliches als Ausgangsmaterial für die Herstellung von a-Si verwendet wird, da Wasserstoff als Trägergas beim Verfahren der Glimmentladungszersetzung verwendet wird und da bei Gegenwart von Bor dieses in Form von B2Hg verwendet wird, enthält a-Si im allgemeinen Wasserstoff in einer Menge von ungefähr 10 bis, 40 Atom-%. Mit Wasserstoff allein können freie Bindungen (dangling bonds) jedoch nur in einem unbefriedigenden Maße beseitigt werden; der Dunkelwiderstand erhöht sich dadurch nur sehr wenig. Dagegen wird durch den Einbau von Sauerstoff oder Stickstoff der größte Teil der freien Bindungen beseitigt, und der Dunkelwiderstand wird auf 10i³fi'cm oder mehr erhöht. Da a-Si von sich aus einen großen Bänderabstand (band gap) und eine große Ladungsträgerbeweglichkeit hat, wirkt diese Schicht in wirksamer v/eise als eine Ladungstransportschicht.

to · · ψ ψ

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite S^ '

Der Grund/ warum die a-Si-Halbleiterschicht 2 eine Dicke von wenigstens 5 Mikron, vorzugsweise 10 Mikron oder mehr haben sollte, besteht darin, daß in dem Falle, daß die Schicht eine geringere Dicke hat, es schwierig ist, das photoempfindliche Element auf ein gewünschtes Oberflächenpotential aufzuladen. Andererseits sollte die Dicke der Schicht geringer sein als 100 Mikron, vorzugsweise weniger als 60 Mikron, da das Oberflächenpotential in einer dickeren a-Si-Halbleiterschicht Sättigung erreicht.

Die photoleitende a-Si:Ge-Schicht 3 wird ähnlich auf der a-Si-Halbleiterschicht 2 in einer Dicke von ungefähr 0,1 bis 3 Mikron durch Glimmentladungszersetzung oder Zerstäubung (sputtering) z.B. hergestellt und enthält ungefähr 10 bis 40 Atom-% Wasserstoff. Dies beruht darauf, daß z.B. S1H4 und GeH^ als Ausgangsmaterialien verwendet werden und da bei dem weiter unten zu erwähnenden Verfahren der Glimmentladungszersetzung zweckmäßigerweise Wasserstoff als Trägergas für SiH4 und GeH4~Gase verwendet wird. Der Dunkelwiderstand der photoleitenden a-Si:Ge-Schicht 3, die auf diese Weise nur Wasserstoff enthält, beträgt weniger als 10i0ß.cm, bringt jedoch keine Nachteile mit sich, da die a-Si-Halbleiterschicht 2 als eine ladungshaltende Schicht wirkt. Falls dies notwendig ist, kann jedoch eine geeignete Menge eine Verunreinigung der Gruppe IIIA des Periodenschemas, vorzugsweise Bor, und darüber hinaus eine Spurenmenge von Sauerstoff eingebaut werden, so daß der Dunkelwiderstand oder die Empfindlichkeit erhöht wird. Vorzugsweise ist der Gehalt der Verunreinigung der Gruppe IHA nicht mehr als 20.000 ppm und der Sauerstoffgehalt nicht größer als ungefähr 0,05 Atom-%. Durch Sauerstoff wird der Dunkelwiderstand beträchtlich erhöht, aber andererseits die Photoempfindlichkeit verringert, überschreitet

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite S^ * 1 / C;

der Sauerstoffgehalt 0,05 Atom-%, so werden die a-Si:Ge eigenen Photoempfindlichkeitscharakteristiken verschlechtert. .Die Verunreinigung der Gruppe IIIA alleine kann den Dunkelwiderstand in einem gewissen Maße erhöhen und ergibt die höchste Empfindlichkeit.

Da. der Bänder.zwischenraum von Ge im Vergleich mit a-Si klein ist, stellt die erwähnte photoleitende a-Si:Ge-Schicht eine ausgezeichnete Photoempfindlichkeit im Bereich des nahen Infrarots sicher, insbesondere im Bereich längerer Wellenlängen von 700 bis 900 nm. Auf diese Weise wird durch Ge die Photoempfindlichkeit im Bereich längerer Wellenlängen verbessert, die bei alleiniger Verwendung von a-Si klein ist. Dadurch wird die Anwendung des photoempfindlichen Elements in Halbleiter-iLaserstrahldruckern möglich, deren Belichtungslichtquelle Licht mit einer Wellenlänge von ungefähr 800 nm enftiitiert.. Um die Empfindlichkeit im Bereich längerer Wellenlängen zu erhöhen, kann Ge in einem a-Si:a-Ge-Molarverhältnis· von maximal 1:1 bis zu minimal 19:1 enthalten sein. Wird die photoleitende Schicht durch die Formel 3-Si_xGe₁__χ ausgedrückt, dann ist χ zwischen 0,5 und 0,95. Das Molarverhältnis sollte wenigstens 19:1 betragen, da bei einem geringeren Ge-Gehalt nicht erwartet werden kann, daß die Empfindlichkeit im Bereich längerer Wellenlängen erhöht wird. Wird der Ge-Gehalt größer als 1:1, wird die Empfindlichkeit dagegen veringert. Dies beruht, da der Bänderzwischenraum von Ge sehr viel kleiner ist als bei a-Si, vermutlich darauf, daß der Einbau einer großen Menge von Ge zum Einfangen von Ladungsträgern, die in der photoleitenden a-Si:Ge-Schicht 3 erzeugt sind, in der Grenzfläche mit der a-Si-Halbleiterschicht 2 führt.

Die Dicke der photoleitenden a-Si:Ge-Schicht 3 sollte wenigstens 0,1 Mikron betragen, da bei geringeren Dicken die Lichtabsorbtion unzureichend ist und die Empfindlichkeit nicht

...

Glawe, Delfs/ Moll & Partner - ρ 10781/83 - SeiteoT« α Λ IC:')

sichergestellt werden kann. Die obere Grenze von ungefähr 3 Mikron für die Schichtdicke beruht darauf, daß das Zurückhalten der Ladung des photoempfindlichen Elementes durch die a-Si-Halbleiterschicht 2 sichergestellt wird und daß darüber hinaus wie oben erwähnt der BänderZwischenraum von Ge klein und die Ladungsträgerbeweglichkeit klein ist. Die photoleitende a-Si:GeSchicht 3 muß nicht nur die Ladungsträger transportieren, die in der Schicht erzeugt sind, sondern auch die Ladungsträger zur a-Si-Halbleiterschicht 2 transportieren, die in der darüberliegenden noch zu erwähnenden photoleitenden a-Si-Schicht erzeugt werden. Eine Dicke von mehr als 3 Mikron wird zu einer großen Abnahme der Empfindlichkeit der photoleitenden a-Si-Schicht 4 führen.

Die photoleitende a-Si-Schicht 4, die auf der photoleitenden a-Si:Ge-Schicht 3 aufgebracht werden soll, wird durch ähnliche Weise mit einer Dicke von ungefähr 0,1 bis 3 Mikron hergestellt und enthält wenigstens 10 bis 40 Atom-% Wasserstoff.

Wie bereits erwähnt hat a-Si, das nur Wasserstoff enthält einen niedrigen Dunkelwiderstand. Die Schicht 4 kann jedoch nur Wasserstoff enthalten, da die a-Si-Halbleiterschicht 2 als eine ladungszurückhaltende Schicht dient. Trotzdem ist die Oberfläche der photoleitenden a-Si-Schicht 4 die das Bild bildende Oberfläche. In diesem Zusammenhang wird ein unzureichend niedriger Dunkelwiderstand das Fließen von Ladung in Querrichtung ermöglichen, was wiederum Störungen das Bildes bewirken wird. Um den Dunkelwiderstand der photoleitenden a-Si-Schicht 4 zu erhöhen, ist es daher wünschenswert, neben Wasserstoff eine geeignete Menge einer Verunreinigung der Gruppe IIIA des Periodenschemas·(vorzugsweise

... 11

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite "M"

331U62

Bor) und, falls dies darüber hinaus notwendig ist/ eine Spur von Sauerstoff oder Kohlenstoff einzubauen. Obwohl durch solche Zusätze der Dunkelwiderstand der photoleitenden a-Si-Schicht wirksam erhöht werden kann, sind Sauerstoff und Kohlenstoff besonders wirksam. Wie in der oben erwähnten US-Patentanmeldung Ser. No. 254 189 beschrieben ist, kann Sauerstoff in einer Menge bis zum 5 χ 10"" 2 Atom-% enthalten sein. Dies beruht darauf, daß in a-Si enthaltener Sauerstoff den Dunkelwiderstand erhöht, aber andererseits die Photoempf iridl ichke it veringert. Wenn die Schicht Sauerstoff enthält, kann sie auch gleichzeitig damit 10 bis 20.000 ppm einer Verunreinigung der Gruppe IIIA enthalten. Natürlich kann auch nur eine Verunreinigung der Gruppe IIIA von 10 bis 20.000 ppm enthalten sein, wenn dies ausreicht, den Dunkelwiderstand zu erhöhen. Im Falle von Kohlenstoff ist die Verringerung der Photoempfindlichkeit nicht so ausgeprägt wie im Falle von Sauerstoff; demgemäß kann Kohlenstoff in einer Menge von bis zu 5 Atom-% enthalten sein. Solange wie der Dunkelwiderstand erhöht wird, ohne daß gleichzeitig die Photoempfindlichkeit von a-Si wesentlich verschlechtert wird, kann eine geeignete Menge irgendeines anderen Zusatzes verwendet werden.

Eine photoleitende a-Si-Schicht 4, die zumindest Wasserstoff enthält, hat ausgezeichnete Photoempfindlichkeitcharakterist.iken im Bereich sichtbaren Licht und hat eine viel höhere Empfindlichkeit als konventionelle photoempfindliche Elemente aus Se und Se-Te. Bei dem photoempfindlichen Element der Erfindung stellt die. photoleitende a-Si:Ge-Schicht 3 die Photoempfindlichkeit im Bereich längerer Wellenlängen sicher, und die photoleitende a-Si-Schicht 4 stellt die Empfindlichkeit im Bereich sichtbaren Lichtes sicher. In diesem Zusammenhang sollte die Dicke der photoleitenden a-Si-Schicht 4

... 12

Glawe/ DeIfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite

331H62

wenigstens 0,1 bis 3 Mikron sein, weil eine Dicke von weniger als 0,1 Mikron nicht die Empfindlichkeit im Bereich sichtbaren Lichtes sicherstellen kann, und. zwar aufgrund unzureichender Lichtabsorption. Eine Dicke von mehr als 3 Mikron dagegen verhindert ausreichende Transmission von Licht zur photoleitenden a-Si:Ge-Schicht 3 und kann daher nicht die ausgezeichnete Photoempfindlich^ keit im Bereich längerer Wellenlängen sicherstellen. Fig.- 2 zeigt für eine photoleitende a-Si-Schicht' (Wasserstoff gehalt ungefähr 25 Atom-%, Sauerstoffgehalt unge-. fähr 0,01 Atom-%,' Borgehalt 40 ppm) und eine photoleitende a-Sio,75Geg 25 -Schicht (Wasserstoffgehalt ungefähr 25 Atom-%, Sauerstoffgehalt ungefähr 0,01 Atpm-%, Borgehalt 40 ppm),. die Lichtdurchlässigkeit pro Mikron der Dicke jeder Schicht (%/Mikron) als Funktion der Wellenlänge, die von 400 bis 1000 nm variiert. Wie aus der Figur ersichtlich ist zeigt die Kurve A für die photoleitende a-Si-Schicht eine geringe Lichtdurchlässigkeit bei Wellenlängen von nicht mehr als 700 nm (besonders in der Nähe von 600 nm), jedoch Durchlässigkeitswerte bis zu 90 % oder mehr gegen längere Wellenlängen als 700 nm hin. Anders gesagt absorbiert die photoleitende a-Si-Schicht einen großen Teil des Lichtes im Bereich sichtbaren Lichtes, für das die Schicht selbst eine hohe Empfindlichkeit hat, während sie einen großen Teil des Lichtes im Bereich längerer Wellenlängen durchläßt, für den sie eine geringere Empfindlichkeit hat. Demgemäß erreicht ein großer Teil des Lichtes von 700 nm und längeren Wellenlängen die darunterliegende a-Si:Ge-Schicht .3, die für Licht von 700 nm und längeren Wellenlängen sehr empfindlich ist. Andererseits hat die a-Si:Ge-Schicht 3, wie dies durch Kurve B gezeigt ist, eine niedrige Lichtdurchlässigkeit oder eine hohe Lichtabsorption auf der Seite längerer Wellenlängen, wenn man dies mit a-Si vergleicht. Dadurch wird die hohe

... 13

Glawe, Delfs, Moll.& Partner - ρ 10781/83 - Seite^YS

Photoempfindlichkeit in diesem Bereich erreicht. Nichtsdestoweniger bewirkt eine vergrößerte Dicke der photoleitenden a-Si-Schicht 4 eine entsprechende Abnahme der Lichtmenge, die die a-Si:Ge-photoleitende Schicht 3 erreichen kann. In diesem Sinne ist die Dicke von ungefähr 3 Mikron ein annehmbarer Höchstwert. Im Prinzip gibt jedoch eine größer Dicke der photoleitenden a-Si-Schicht 4 eine erhöhte Empfindlichkeit im Bereich sichtbaren Lichtes/ führt jedoch zu einer Abnahme der Empfindlichkeit im Bereich längerer Wellenlängen. Eine dickere photoleitende a-Si:Ge-Schicht 3 bewirkt eine größere Empfindlichkeit im Bereich längerer Wellenlängen und eine geringere Empfindlichkeit im Bereich sichtbaren Lichtes (aufgrund von Einfang von Ladungsträgern in der a-Si:Ge-Schicht 3, die in der a-Si-Schicht 4 erzeugt sind). Demgemäß sollten die Dicken der Schichten vorzugsweise in Abhängigkeit von der erforderten Empfindlichkeit des .photoempfindlichen Elementes im Hinblick auf dessen Hauptverwendungszweck bestimmt werden. Wird Kohlenstoff in die photoleitende a-Si-Schicht 4 eingebaut/ so ist die Lichtdurchlässigkeit ein wenig geringer als im Falle der Kurve A. In diesem Falle sollte die Schichtdicke vorzugsweise höchstens ungefähr 2 Mikron betragen. Fig. 2 zeigt auch, daß die photoleitende a-Si-Schicht 4 am besten die oberste Schicht sein sollte. Wenn die photoleitende a-Si:Ge-Schicht 3 die oberste Schicht ist, so kann die Photoempfindlichkeit im Bereich sichtbaren Lichtes möglicherweise nicht gesichert werden wegen geringer Durchlässigkeit für Licht kürzerer Wellenlängen.

Bei dem photoempfindlichen Element mit den obigen Aufbau kann eine gleichrichtende Schicht zwischen dem Substrat und der a-Sl-Halbleiterschicht 2 vorgesehen sein.

... 14

Glawe, DeIfS/ Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite 1<

Im folgenden soll eine Glimmentl'adungszersetzungsapparatur vom Typ mit induktiver Kopplung für die Herstellung eines erfindungsgemäßen photoempfindlichen Elements beschrieben werden.

Bei der Darstellung der Fig. 3 enthalten 1., 2., 3.,4. und 5. Tanks 5, 6,.7, 8 bzw. 9 SiH₄, B₂H₆, GeH₄, O₂ bzw. C₂H₄-GaS im leckfreien Zustand (leak-free state). Für die SiH₄, ^B ₂ ^Hg und GeH₄ Gase ist in allen Fällen Wasserstoff das Trägergas. Ar oder"He kann jedoch auch anstelle von Wasserstoff verwendet werden. Diese Gase läßt man ausströmen, indem die ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Regulierventile 10, 11, 12, 13 bzw. 14 mit Strömungsgeschwindigkeiten geöffnet werden, die durch entsprechende Massenflußsteuerungen 15, 16, 17, 18 bzw. 19 gesteuert werden. Die Gase von den ersten und zweiten Tanks 5 und 6 werden zu einem ersten Hauptrohr 20 geleitet, das GeH₄-GaS vom dritten Tank 7 wird zu einem zweiten Hauptrohr 21 geleitet, und die Gase O₂ und C₂H₄ von den vierten und fünften Tanks werden zu dritten bzw. vierten Hauptrohren 22 bzw. 23 geleitet. Die Bezugsziffern 24, 25, 26, 27 und 28 bezeichnen Strömungsmesser, und die Bezugsziffern 29, 30, 31 und 32 bezeichnen Rückschlag- oder Absperrventile. Die Gase, die durch die ersten, zweiten, dritten und vierten Hauptleitungen 20, 21, 22 und 23 strömen, werden zu einem röhrenförmigen Reaktor 33 geleitet, auf den eine Resonanzoszillationsspule 34 gewickelt ist. Die Hochfrequenzleistung der Spule beträgt vorzugsweise 0,1 bis 3 kW, und die Frequenz liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 50 MHz. Innerhalb des röhrenförmigen Reaktors 33. ist ein Drehtisch montiert, der mit Hilfe eines Motors 36 gedreht werden kann, und ein Substrat 35 aus Aluminium, nichtrostendem Stahl, NESA-Glas oder dergleichen, auf dem eine a-Si-Halbleiterschicht 2 aufgebraucht werden soll, ist auf dem Drehtisch angeordnet. Dieses Substrat 35 wird gleichförmig mit einer

15

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite^IA _Λ , ^ λ

OOl I 4bZ

4$

geeigneten Heizeinrichtung auf eine Temperatur von ungefähr 100° bis 400° C, vorzugsweise ungefähr 150° bis 300° C vorgeheizt. Da ein sehr gutes Vakuum (Auslaßdruck: 0,5 bis 2 Torr) innerhalb des röhrenförmigen Reaktors 33 bei Bildung der Schicht wesentlich ist, ist der Reaktor mit einer mechanischen Pumpe 38 und einer Diffusionspumpe 39 verbunden.

Um zuerst eine a-Si-Halbleiterschicht 2 auf dem Substrat 35 mit Hilfe des eben beschriebenen Geräts für die Glimmentladungs-. zersetzung zu erzeugen, wird das erste Regulierventil 10 geöffnet, so daß es SiH^-Gas aus dem ersten Tank 5 abgibt. Wenn Bor zugesetzt werden soll, wird das zweite Regulierventil 11 ebenfalls geöffnet, so daß B2Hg-Gas vom zweiten Tank 6 abgegeben wird. Soll außerdem Sauerstoff eingebaut werden, wird das vierte Regulierventil 18 geöffnet, so daß C^-Gas abgegeben wird. Die Gasmengen, die abgegeben werden, werden durch die Massenflußsteuergeräte 15, 16, 18 gesteuert. Das SiH4-Gas oder eine Mischung von SiH4~Gas und B2Hg-Gas wird durch die erste Hauptleitung 20 in den röhrenförmigen Reaktor 33 eingeführt. Gleichzeitig wird Sauerstoffgas in einem vorbestimmten Molverhältnis zu S1H4 durch die dritte Hauptleitung 22 in den Reaktor.33 eingeführt. Ein Vakuum von ungefähr 0,5 bis 2,0 Torr wird im röhrenförmigen Reaktor 33 aufrechterhalten, wobei das Substrat bei einer Temperatur von 100° bis 400° C gehalten wird, und die Hochfrequenzleistung der Resonanzoszillationsspule wird auf 0,3 bis 3 kW mit einer Frequenz von 1 bis 50 MHz eingestellt. Bei diesen Bedingungen findet eine Glimmentladung statt,, durch die die Gase zersetzt werden, wodurch eine a-Si-Halbleiterschicht 2, die Wasserstoff und falls gewünscht Sauerstoff und/oder Bor enthält, auf dem Substrat mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 0,5 bis 5 Mikron pro 60 Minuten gebildet wird.

Wenn die Dicke der a-Si-Halbleiterschicht 2 5 bis 100 Mikron erreicht hat, wird die Glimmentladung einmal unterbrochen.

... 16

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite

Dann werden S1H4- und GeH₄-GaSe aus dem ersten bzw. dritten Tank 5 bzw. 7 abgegeben. Falls notwendig/ werden auch B₂H₆-Gas und O₂-GaS von den zweiten und vierten Tanks (6 bzw. 8) abgegeben. Auf diese Weise wird auf der a-Si-Halbleiterschicht eine photoleitende a-SiiGe-'Schicht 3 mit einer Dicke von 0,1 bis 3 Mikron unter ähnlichen Bedingungen wie eben erwähnt gebildet. Diese Schicht 3 enthält wenigstens Wasserstoff. Die Glimmentladung wird wiederum unterbrochen, und SiH₄-, B₂Hg und 02-Gase werden von den ersten, zweiten bzw. vierten Tanks 5, 6 bzw. 8 abgegeben. C2H₄-Gas vom fünften Tank 9 kann anstelle von 02-Gas verwendet werden. Auf diese Weise wird eine photoleitende a-Si-Schicht 4, die Sauerstoff oder Kohlenstoff zusammen mit Wasserstoff enthält, mit einer Dicke von 0,1 bis 3 Mikron auf der photoleitenden a-Si:Ge-Schicht 3 gebildet.

Das erfindungsgemäße photoempfindliche Element kann auch unter Verwendung eines Geräts für Glimmentladungszer-' setzung vom Typ mit kapazitiver Kopplung, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, hergestellt werden. Dieselben Bezugsziffern wie bei Fig. 3 bezeichnen dieselben Einzelteile; diese Teile werden daher nicht erneut erwähnt. In Fig. 4 bezeichnen die Bezugsziffern 40 bzw. 41 einen sechsten und einen siebten Tank, die Wasserstoff enthalten, das als Trägergas für die SiH₄- und GeH₄-GaSe dienen soll. Mit 42 und 43 sind ein sechstes und ein siebtes Regulierventil bezeichnet. Mit 44 und 45 sind Massenflußsteuergeräte, mit 46 und 47 Strömungsmesser bezeichnet. Innerhalb der Reaktionskammer 48 sind parallel zueinander erste und zweite Plattenelektroden 50. und 51 nahe einem Substrat 35 angeordnet. Die Elektroden 50 und 51 sind mit einer Hochfrequenzleistungsquelle 49 einerseits und andererseits mit fünften und sechsten

... 17 ·

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite

Hauptrohrleitungen 52 bzw. 53 verbunden. Die ersten und zweiten Plattenelektroden sind elektrisch miteinander mit Hilfe eines Leiters 54 verbunden.

Die genannte erst Plattenelektrode 50 weist zwei (erste und zweite) rechteckige paralielepipedförmige Leiter 55 und auf, die miteinander überlagert sind. Die Vorderwand, die zum Substrat 35 zeigt, hat eine Anzahl von Gasabgabeöffnungen, die Zwischenwand an der Verbindung hat eine kleine Anzahl von Gasabgabelöchern, und die Rückwand hat eine Gaseinlaßöffnung, die mit der fünften Hauptrohrleitung 52 verbunden werden soll. Das gasförmige Material von der fünften Hauptrohrleitung 52 wird einmal innerhalb.des ersten Leiters gespeichert, dann allmählich durch die öffnungen der Zwischenwand abgegeben und schließlich durch die Gasabgabeöffnungen auf den zweiten Leiter 56 abgegeben. Gleichzeitig mit der Gasabgabe wird eine Glimmentladung durch Anlegen einer elektrischen Leistung von ungefähr 0,05 bis 1,5 kW (Frequenz: 1 bis 50 MHz) von der Hochfrequenzleistungsquelle 49 an die ersten und zweiten Plattenelektroden 50 und 51 bewirkt, wodurch eine photoleitende Schicht auf dem Substrat 35 gebildet wird. Dabei wird das Substrat 35 elektrisch geerdet gehalten, oder es wird eine GIeichspannungsvorspannung an das Substrat selbst angelegt. Dieses Gerät hat den Vorteil, daß die elektrische Entladung der Plattenelektroden gleichförmig, ist, daß die Schichtbildung und Verteilung gleichförmig ist, daß die Wirksamkeit der Gaszersetzung gut ist und die Geschwindigkeit der Schichtbildung groß ist, und daß darüber hinaus die Einführung des Gases einfach ist und der Aufbau einfach ist. .

Die folgenden experimentellen Beispiele verdeutlichen die Erfindung weiter.

... 18

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite

Beispiel 1

Ein photoempfindliches Element gemäß der Erfindung wurde mit einem Glimmentladungszersetzungsgerät, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist/ hergestellt. Ein Pyrexglasrohr mit 100 mm Durchmesser und 600 mm Höhe wurde als röhrenförmiger Reaktor 33 verwendet, wobei eine Resonanzoszillationsspule (130 mm Durch messer, 90 mm Höhe/ 10 Windungen) um den Reaktor gewickelt war. Eine Aluminiumtrommel von 80 mm Durchmesser wurde als Substrat 35 verwendet. Die Trommel wurde auf den Drehtisch 37 gestellt und auf ungefähr 200⁰C erwärmt. Der röhrenförmige Reaktor 33 wurde bis auf 10~⁶ Torr mit Hilfe der mechanischen Pumpe 38 und der Diffusionspumpe 39 evakuiert. Anschließend wurde nur noch die mechanische Pumpe kontinuierlich betrieben. Dann wurde SiH.-Gas vom ersten Tank 5 mit Wasserstoff als Trägergas abgegeben (10% SiH. relativ zu Wasserstoff), und zwar mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 70 sccm (Standard cm Minute, d.h. bei Normaltemperatur und Atmosphärendruck).

Außerdem wurde B₂Hg-GaS (80 ppm in Wasserstoff) vom zweiten Tank 6 mit 18 sccm und C^-Gas vom vierten Tank 8 mit 0,3 sccm abgegeben. Die Gase wurden auf diese Weise in den röhrenförmigen Reaktor 33 eingeführt, in dem eine a-Si-Halbleiterschicht 2 mit ungefähr.25 Atom-% Wasserstoff, 0,01 Atom-% Sauerstoff und 40 ppm Bor mit einer Dicke von 20 Mikron mit einer Geschwindigkeit von 1 Mikron pro 60 Minuten unter Anlegung einer Hochfrequenzleistung von 160 Watt (Frequenz 4 MHz) an die Spule 34 erzeugt wurde. Der elektrische Entladungsdruck betrug 1 Torr.

Dann wurde SiH,-Gas vom ersten Tank 5 mit 70 sccm, B₂Hg vom zweiten Tank 6 mit 18 sccm, GeH₄-GaS (10% in Wasserstoff) vom dritten Tank 7 bei 14 sccm und O₂~Gas vom vierten Tank 8 mit 0/3 sccm abgegeben und eine photoleitende a-Si_{Q 7}^ Ge_Q ~$

. ..19

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite 3#

331Η62

Schicht 3 mit einer Dicke von 0,1 Mikron hergestellt, die ungefähr 25 Atom-% Wasserstoff, 0,01 Atom-% Sauerstoff und 40 ppm Bor enthielt. Diese Schicht wurde auf der a-Si-Halbleiterschicht 2 unter denselben.Bedingungen wie oben erwähnt ausgebildet.

Die im röhrenförmigen Reaktor 33 verbleibende Gasmischung wurde abgesaugt, und es wurde SiH.-Gas vom ersten Tank 5 mit 70 seem, B₂Hg-GaS vom zweiten Tank 6 mit 18 sccm und O^-Gas vom vierten Tank 8 mit 0,3 sccm abgegeben. Eine photoleitende a-Si-Schicht 4 mit einer Dicke von 1 Mikron, die 40 ppm Bor und 0,01 Atom-% Sauerstoff zusätzlich zu Wasserstoff enthielt, wurde auf der photoleitenden a-Si_n __ Ge_{n ol}--3 unter denselben Bedingungen wie oben ausgebildet. Das auf diese Weise erhaltene photoempfindliche Element wird als Probe A bezeichnet.

Ein photoempfindliches Element mit dem gleichen Aufbau, das jedoch keinen Sauerstoff in der photoleitenden a-Si,, ^c Ge_{Q 2}5~ Schicht 3 enthielt (d.h. das nur Wasserstoff und 40 ppm Bor enthielt) und ein photoempfindliches Element,das nur Wasserstoff aber keinen Sauerstoff oder Bor in der photoleitenden a-Si_{Q 75} Ge_Q 25~^Schlcht 3 enthielt, wurden unter denselben Bedingungen hergestellt. Diese beiden Elemente, werden als Probe B bzw. Probe C bezeichnet.

Jedes photoempfindliche Element wurde auf +500 V geladen und auf spektrale Empfindlichkeit geprüft, indem die Lichtenergie bestimmt wurde, die erforderlich war, um das Oberflächenpotential auf die Hälfte zu reduzieren. Dies wurde in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lichtes durchgeführt, das zur Bestrahlung des photoempfindlichen Elementes verwendet wurde. Diese Wellenlänge wurde nacheinander in 50-nm Intervallen im Bereich von 500-950 nm unter Benutzung eines Monochromators variiert.

...20

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 -■ Seite

331U62

Die Ergebnisse sind in Fig. 5 dargestellt/ in der die Kurven C, D und E den Proben A, B bzw. C entsprechen. Die Kurve F stellt die spektrale Empfindlichkeit eines photoempfindlichen Elementes dar, das nur eine a-Si-Halbleiterschicht auf dem Substrat aufweist. Wie sich klar aus der Figur ergibt, ist das photoempfindliche Element der Erfindung deutlich bezüglich, der Photoempfindlichkeit nicht nur im sichtbaren Lichtbereich, sondern auch im Bereich längerer Wellenlängen verbessert. Im Vergleich mit dem photoempfindlichen Element, das nur die a-Si-Halbleiterschicht hat und durch die Kurve F dargestellt wird, ist das photoempfindliche Element,das Wasserstoff, Sauerstoff und Bor (Probe A, Kurve C) enthält, im · Bereich längerer Wellenlängen empfindlicher, obwohl es fast dieselbe Empfindlichkeit im Bereich sichtbaren Lichtes wie das vorher genannte hat. Die Empfindlichkeit bei der Wellen-

länge von 700 nm beträgt 0,22 cm /erg für das erste und

2
0,32 cm /erg für das letztgenannte Element, während die Empfindlichkeit bei 750 nm 0,12 für das Erstgenannte und 0,2 für das Letztgenannte ist. Die Empfindlichkeit bei 800 nm beträgt 0,06 für das Erstgenannte und 0,13 für das Letztgenannte, was eine ungefähr 1,5-fach und ungefähr 2-fach größere Photoempfindlichkeit im Letzteren bedeutet. Für Probe B, die nur Wasserstoff und Bor in der photoleitenden a-Si_{Q 75} Ge_{Q 2}c~ Schicht enthält, erkennt man eine weitere Erhöhung der Empfindlichkeit. Im Gegensatz dazu zeigt für Probe C mit einer photoleitenden a-Si_Q :,£- Ge_ ---Schicht, die nur Wasserstoff. enthält, Kurve E eine etwas niedrigere Empfindlichkeit verglichen mit den Proben A und B. Trotzdem hat Probe C eine wesentlich höhere Empfindlichkeit als die durch die Kurve F dargestellte Probe. Eine hohe Empfindlichkeit wird durch die photoleitende a-Si-Schicht auch im Bereich sichtbaren Lichtes sichergestellt,

■ 2 wie dies z.B. durch die Daten 0,7 cm /erg bei 600 nm und

2
0,76 cm /erg bei 650 nm gezeigt wird. Unter den Proben. A, B

...21

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite"

und C ist die Probe A die mit der höchsten Aufnahmefähigkeit für elektrische Ladung; ihr folgen Proben B und C in dieser Reihenfolge.

Photoempfindliche Elemente mit demselben Aufbau wie die Probe B mit der Ausnahme, daß die photoleitende St-Si_{0 75} Ge_n „„-Schicht 200, 2.000 und 20.000 ppm Bor zusammen mit Wasserstoff enthielt, wurden hergestellt und auf ihre spektrale Empfindlichkeit untersucht. Messungen ergaben eine allmählich verringerte Empfindlichkeit im Bereich längerer Wellenlänge mit dem Anwachsen des Borgehalts verglichen mit Kurve D. Trotzdem war jedes Probenelement empfindlicher als die Probe, die durch Kurve F dargestellt ist.

Außerdem wurden photoempfindliche Elemente hergestellt, von denen jedes denselben Aufbau wie Probe A hat; mit der Ausnahme, daß das Si:Ge-Molarverhältnis in der photoleitenden a-Si:Ge-Schicht 19:1, 10:1, 2:1 bzw. 1:1 war. Diese wurden dann auf ihre, spektrale Photoempfindlichkeit untersucht. Sogar bei einem Ge-Gehalt von nur 19:1 war die Empfindlichkeit auf der Seite längerer Wellenlängen verbessert, und die Empfindlichkeit wuchs mit wachsendem Ge-Gehalt an. So war das photoempfindliche Element, das Ge im Verhältnis von 2:1 enthielt, ungefähr 1,3- bis 1,7-mal empfindlicher als der durch Kurve C dargestellte Fall. Jedoch ist das photoempfindliche Element, in dem das Si:Ge-Molarverhältnis 1:1 beträgt, weniger empfindlich als das, in dem dieses Verhältnis 2:1 beträgt. Die Ursache und der Grund hierfür sind nicht völlig klar, liegen aber vermutlich daran, daß dann, wenn eine große Menge von Ge eingebaut wird, in der photoleitenden a-SiGeschieht erzeugte Träger an den Zwischenflächen zwischen dieser Schicht einerseits und der a-Si-Halbleiterschicht und der photoleitenden a-Si-Schicht andererseits gefangen werden,

...22

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite~Π

und zwar aufgrund des verhältnismäßig geringen Bandzwischenraums von Ge, wenn man dessen Größe mit derjenigen von a-Si vergleicht. In diesem Zusammenhang ist das Verhältnis 1:1 die äu3erste Grenze für das Si:Ge-Verhältnis.

Bei einem weiteren Versuch wurden drei photoempfindliche Elemente mit demselben Aufbau wie die Proben A, B und C, die ungefähr 1 Atom-% Kohlenstoff in der photoleitenden a-Si-Schicht 4 enthielten, die 0,5 Mikron in diesem Versuch dick war, auf dieselbe Weise wie oben mit der Ausnahme hergestellt,· daß SiH₄-GaS vom ersten Tank 5 mit 70 sccm und C₃H₄-GaS vom fünften Tank 9 mit 5 sccm während der Bildung der photoleitenden a-Si-Schicht 4 abgegeben wurden. Diese Proben D, E und F wurden bezüglich ihrer Spektralempfindlichkeit im Bereich von 500 bis 850 nm untersucht, wobei die in Fig. 6 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.

In Fig. 6 entsprechen die Kurven G, H und I den Proben D, E bzw. F. Wie man sieht, sind diese Proben wesentlich besser . ' bezüglich ihrer Photoempfindlichkeit im Bereich längerer Wellenlängen, wenn man dies mit Kurve F vergleicht (das heißt dem photoempfindlichen Element, bei dem nur eine a-Si-Halbleiterschicht auf dem Substrat vorgesehen ist). Insbesondere, wie dies Kurve H zeigt, hat die Probe E die höchste Empfindlichkeit, die neben Wasserstoff 40 ppm Bor in der photoleitenden a-Si/j ₇₅ Ge_{Q 2}5~^Scnic:nt enthält. Vergleicht man jedoch mit Fig. 5, so hat jede Probe eine etwas geringere Empfindlichkeit. Dies beruht vermutlich darauf, daß der Gehalt an Kohlenstoff die Durchlässigkeit der photoleitenden a-Si-Schicht für Licht langer Wellenlängen verringert hat. Außerdem hat der Kohlenstoffgehalt die Empfindlichkeit im Bereich sichtbaren Lichtes verkleinert, die durch die photoleitende a-Si-Schicht sichergestellt werden soll. Trotzdem ist die Empfindlichkeit ausreichend hoch, wie dies z.B. durch den Wert 0,6 cm /erg

...23

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite 3β

bei 600 nm gezeigt wird. Jede der Proben D, E und F hat eine verbesserte Aufnahmefähigkeit für elektrische Ladungen. Kohlenstoff ist daher geeignet, die Aufnahmefähigkeit für elektrische Ladungen zu erhöhen, ohne daß dabei die Photoempfindlichkeit stark verringert wird. Ist jedoch 5 Atom-% Kohlenstoff in der photoleitenden a-Si-Schicht 4 eines sonst gleichen photoempfindlichen Elements wie Probe D enthalten, so ist die Empfindlichkeit im Bereich sichtbaren Lichtes fast gleich derjenigen eines konventionellen photoempfindlichen Elementes. Demgemäß.sind Kohlenstoffgehalte, die über dies hinausgehen, nicht erstrebenswert.

Schließlich wurden zwei photoempfindliche Elemente mit demselben Aufbau wie Probe A mit der Ausnahme hergestellt, daß die photoleitende a-Si_Q _₅ Ge _{Q 2}5~^Schicht 3 Dicken von 2 Mikron und 3 Mikron hatte . Mit der Erhöhung der Schichtdicke wuchs die Empfindlichkeit bei langen .Wellenlängen an, die Empfindlichkeit im Bereich sichtbaren Lichts nahm dagegen ab. Außerdem wurden photoempfindliche Elemente hergestellt und auf ihre spektrale Empfindlichkeit untersucht, die denselben Aufbau wie Probe A mit der Ausnahme hatten, daß die photoleitende a-Si_{Q 75} Ge_{Q 2}5~^Schicht 0,1 Mikron dick war und die photoleitende a-Si-Schicht 2 oder 3 Mikron dick war. Die Ergebnisse, die erhalten wurden, waren obigen Ergebnissen entgegengesetzt. Daher kann man global sagen, daß die Dicke sowohl der photoleitenden a-Si:Ge-Schicht als auch der photoleitenden a-Si-Schicht höchstens ungefähr 3 Mikron sein sollten.

In einem Versuch zur Bildung eines Bildes wurde die photoempfindliche Elementprobe A in einem Laserstrahldrucker verwendet. Das photoempfindliche Element wurde positiv mit einem Koronaentlader geladen und einem direkt modulierten

...24

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite- 2/

Halbleiterlaserstrahls (Generator-Wellenlänge 780 nm, 3 mW) ausgesetzt unter Benutzung eines rotierenden polyedrischen Spiegels, um darauf ein negatives Bild zu bilden. Es folgte eine Umkehrentwicklung mit einem positiv geladenen Toner unter Benutzung einer Magnetbürste, Übertragung, Reinigung und Löschung. Das photoempfindliche Element wurde mit einer Geschwindigkeit von 130 mm/sec angetrieben. Auf diese Weise wurden 15 Blatt Papier der Größe A4 pro Minute bedruckt. Sehr deutliche und klare Zeichen mit 10 Punkten/mm wurden erzeugt. Die Druckqualität war so, daß die Bilder klar und deutlich sogar nach dem Bedrucken von 100.000 Blättern waren.

Zahlreiche Abwandlungen und Veränderungen der Erfindung sind im Hinblick auf die obigen Lehren möglich und fallen daher in den Bereich der Ansprüche, wobei die Erfindung auch anders ausgeführt werden kann, als dies beschrieben wurde.

Claims

Patentansprüche

Photoempfindliches Element, dadurch gekennzeichnet, daß es ein elektrisch leitendes Substrat (1), eine amorphe Siliciumhalbleiterschicht (2), eine photoleitende amorphe Silicium-Germanium-Schicht (3) mit einer Dicke von ungefähr 0,1 - 3 Mikron und eine photoleitende amorphe Siliciumschicht (4) mit einer Dicke von ungefähr 0,1 - 3 Mikron aufweist.

Photoempfindliches Element, dadurch gekennzeichnet, daß es ein elektrischleitendes Substrat (1), eine amorphe Siliciumhalbleiterschicht (2) mit einer Dicke von ungefähr 5 - 100 Mikron, die eine Ladungen zurückhaltende Schicht bildet, eine photoleitende amorphe Silicium-Germanium-Schicht (3), die auf der amorphen Siliciumhalbleiterschicht (2) ausgebildet ist und

Glawe, DeIfS/ Moll & Partner - ρ 10781/83 - Seite Ί

331H62

eine Dicke von ungefähr 0,1 bis 3 Mikron hat, die die Photoempfindlichkeit im Gebiet langer Wellenlängen von 700 nm oder mehr sicherstellt und ein polares Verhältnis von Silicium zu Germanium von ungefähr 1:1 bis zu 19:1 aufweist, und eine photoleitende Schicht (4) aus amorphen ' Silicium aufweist, die auf der photoleitenden amorphen Silicium-Germanium-Schicht (3) ausgebildet ist, eine Dicke von ungefähr 0,1 bis 3 Mikron hat und die Photoempfindlichkeit im Bereich des sichtbaren Lichtes sicherstellt:

3. Photoempfindliches Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende amorphe Silicium-Germanium-Schicht (3) Wasserstoff, nicht mehr als 20.000 ppm einer Verunreinigung der Gruppe IIIA des Periodenschemas und weniger als 0,05 Atom-% Sauerstoff enthält.

4. Photoempfindliches Element nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende amorphe Siliciumschicht (4) Wasserstoff und nicht mehr als 20.000 ppm einer Verunreinigung der Gruppe IIIA des Periodenschemas enthält.