CN1012853B - 含有球形凹痕基底表面的无定型硅多层光敏元件 - Google Patents

Abstract

一种光敏元件包括基底，光敏层和表面层。光敏层由含硅原子和至少还含锗原子或锡原子的无定形材料形成。表面层由含硅原子和至少还含从氧、碳和氮原子中选出的一种原子的无定形材料形成。基底具有凸凹不平表面(它由球形凹痕组成)并具有在光敏层和表面层之间的界面上匹配的光学禁带宽度。克服了常规光接收元件中的所有问题。有效防止图象中出现干涉条纹，即使使用相干激光束作光源，也能得到优质图象。

Description

本发明涉及对电磁波如光（这里光是广义的，例如紫外线、可见光、红外线、X射线和γ射线）敏感的光接收元件。更具体地说，本发明所涉及的是改进了的适用于如激光束那样的相干光的光接收元件。

为了记录数字图象信息，已知有这样一种方法，即采用受数字图象信息调制的激光束对光接受元件进行光学扫描以形成静电潜象，然后对比潜象进行显影或作进一步的转换，定影或按要求作其它类似处理。特别需要指出的是，在这种通过电子摄影过程形成图象的方法中，图象的记录，通常是通过使用氦氖激光器或半导体激光器（通常具有的发射波长范围为650至820nm）进行的。而作为激光光源，这些激光器的外形尺寸小，且价格低廉。

顺便提到的是，适用于使用半导体激光器进行电子摄影的光接收元件，例如日本特许公开No86341/1979和83746/1981所揭示的，这些光接收元件是由含硅原子的无定形材料构成（以下简称为“a-si”）。由于它们具有很高的维氏硬度，不易造成公共污染，而且与其它各类已知的光接收元件相比，在光敏感区域有良好的匹配特性，因而被认为是值得注意的。

然而，当构成光接收元件的光接收层如上所述是由单层结构的“a-si”构成时，就需要从结构上将氢原子或卤素原子，或者进而还有硼原子，以某一特定的数量范围掺入光接收层中，以维持其暗电阻大于10¹²Ω·cm的需要，从而满足电子摄影中所需的高感光灵敏度。因此，光接收元件的设计将受到颇严格的限制，诸如要求严格控制形成光接收层时的各种条件。而后，为了解决暗电阻减小到某种程度时仍可以有效地利用高敏光灵敏度这样一些设计方面的问题，曾 经提出过一些建议。这些建议是：将感光层的结构制成有两层或更多层，以便使其叠合在一起形成不同的电导率，其中的耗尽层是在光接收层里边形成的（正如日本特许公开No    171743/1979，4053/1982和4172/1982所揭示的那样）;或者通过在基底和光接收层之间和/或在光接收层的上表面沉积阻挡层形成多层结构，以提高视在暗电阻（例如日本特许公开No    52178/1982，52179/1982，52180/1982，58159/1982，58160/1982和58161/1982所揭示的那样）。

但是，这种具有多层结构的光接收层的光接收元件，其每层的表面都是不平整的。在使用这种元件进行激光记录时，由于激光束是一种相干的单色光，故来自激光束照射一方的光接收层的自由表面的反射光，常常要和来自构成光接收层的每层之间界面的反射光以及基底与光接收层之间界面（以下将自由表面及层与层之间的界面统称为“界面”）的反射光彼此发生干涉。

上述干涉的结果，是在所构成的图象中形成所谓干涉条纹图，给图象带来缺陷。特别对于具有高层次的中间色调图象，所获的图象很难鉴别。

此外，存在问题的非常重要的一点还在于由于激光束在光接收层中的吸收是随着半导体激光束工作区波长的增大而减少的，故上文指出的那种干涉现象还会因此而变得更加显著。

这就是说，两层或更多层（多层）结构中的每一层都会出现干涉效果，这些干涉效果彼此相互迭加增强而显现干涉条纹图，直接影响到转换元件，从而将干涉条纹转换及固定在该元件上，并把与上述干涉条纹图相应的缺陷图象带到可见图象上去。

为了克服这些问题，例如曾经建议采用：（a）一种用钻石工具切割基底表面的方法，以便形成一个不平整度为±500

至±10000 的光散射表面（譬如可参见日本特许公开No 162975/1983）;（b）一种沉积光吸收层的方法，即通过对铝基底的表面进行阳极氧化发黑处理，或者通过将碳、有色颜料或染料散布在树脂中，以便沉积光吸收层（譬如可参见日本特许公开No165845/1982）;（c）一种在铝基底上沉积防反射的光散射层的方法，即通过对基底表面进行抛光和氧化处理，或者通过喷沙的方法沉积一层细粒以改变其不平整度。（譬如可参见日本特许公开No16554/1982）。

尽管所建议的这些方法在某种程度上提供了满意的结果，但它们并不能完全消除产生在图象上的干涉条纹图。

这就是说，在方法（a）中，由于在基底表面上形成了比率为t的许多不规则形状，故由于光的散射作用可在某种程度上防止干涉条纹图的产生。但是，由于常规的反射光分量仍然象散射光一样存在，故由常规的反射光产生的干涉条纹图就依然保留;此外，由于基底表面上光的散射作用会使照射亮斑变宽而导致分辨率的实质性下降。

在方法（b）中，只通过阳极氧化发黑处理不可能得到完全的吸收，而且反射光在基底表面上依然存在。而在沉积含有颜料的树脂层时，也还存在着各种各样的问题;在形成含有硅原子的光接收层时，树脂层的排气作用，将导致所得到的光接收层质量显著变坏：在形成“无定形硅”层过程中，树脂层会被等离子体所破坏，使其中的固有吸收作用减小，而由于表面状况的变坏，不希望有的坏影响就会作用在“无定形硅”层的形成过程中。

在方法（c）中，可以入射光为例，入射光的一部分经光接收层表面反射后成为反射光，而余下的部分则作为透射光射入光接收层内部。透射光的一部分在基底表面上作为散射光被散射，而余下的部分则作为反射光作有规则地反射，其中的一部分便以逸出光的形式离开。然而逸出光却是一个与反射光发生干涉的组分。因为不管怎么说，由于还有剩余光，故干涉条纹图不会被全部消除。

顺便提到的是，在这种情况下，为了防止干涉，尽管人们试图提高基底表面的散射能力以使光接收层内部不会出现多次反射，然而这样会使光接收层中的光进一步发生散射而产生散射晕影，随后则使分辨率降低。

特别是在多层结构的光接收元件中，如果基底表面被弄得粗糙而不规则，那么第一层表面上的反射光、第二层的反射光以及基底表面上的常规反射光彼此将发生干涉，而根据光接收元件中每层厚度的不同而产生不同的干涉条纹图。因此，将多层结构的光接收元件的基底表面弄得粗糙不平，并不能完全消除干涉条纹图。

在由喷沙或其它类似方法将基底表面弄得粗糙不平时，基底表面上的粗糙度是随区域而变的，甚至出现在同一区域内的粗糙度也是不均匀的，从而引起如何控制产品质量方面的问题。另外，相对说来比较大的隆起，经常是随机形成的，而且这种大块隆起会使光接收层产生局部性破坏。

进一步说，即使基底表面作成有规则的粗糙形状，那么由于光接收层通常都是沿着基底表面上的不平整形状沉积上的，所以，基底不平整形状的倾斜面是与光接收层上的不平整形状的倾斜面平行的，因而会给入射光造成明、暗区域。进一步说，由于接收层的厚度在整个 光接收层上是不均匀的，所以明暗条纹还会在光接收层中出现。因此，仅仅很规则地将基底表面弄粗糙，并不能防止干涉条纹图的出现。

此外，在将多层结构的光接收层沉积在表面有规则地弄得粗糙的基底上时，由于在层与层之间分界面处出现光的反射而产生的干涉，将同基底表面的有规则的反射光及光接收层表面的反射光发生的干涉结合在一起，所以这种情况比单层结构的光接收元件上出现的干涉条纹还要更复杂。

本发明的目的，在于提供一种主要是由含有硅原子的无定形材料制作的光接收层构成的光接收元件，这种光接收元件能够避免上述存在的问题，而且能够满足各种不同的要求。

这就是说，本发明的主要目的在于提供一种由含有硅原子的无定形材料制作的光接收层构成的光接收元件，其中的电学性能、光学性能以及光电导性能实际上总是稳定的，几乎与工作环境无关;而且抗光学疲劳性能极好，重复使用时不会引起质量变坏，其耐用性及防潮性良好，不会有或几乎没有剩余电势，而且易于控制产品的质量。

本发明的另一个目的，在于提供一种由含无定形材料制作的光接收层构成的光接收元件，它在整个可见光区域中都有很高的感光灵敏度，特别是同半导体激光器有良好的匹配性能，并且表现出快速的光响应。

本发明的再一个目的，在于提供一种由含有硅原子的无定形材料制作的光接收层构成的光接收元件，这种光接收元件具有很高的感光灵敏度及信噪比，并有很高的耐压性能。

本发明的再一个目的，在于提供一种由a-si制作的光接收层构成的光接收元件，这种光接收元件，其基底与沉积在该基底上的 光接收层之间以及各迭片层之间的结合性能是非常好的，其结构排列紧密而且稳固，光接收层的质量也很高。

本发明的再一个目的，还在于提供一种由a-si制作的光接收层构成的光接收元件，这种光接收元件在利用相干光形成图象时不会出现干涉条纹图，甚至在长期重复使用之后也不会在反转图象上出现亮斑;该元件不会造成图象缺损或模糊，却能显现出具有清晰的半色调的很高的不透明度，而且还具有很高的分辨能力，于是能提供高质量的图象。

本发明的这些目的以及其它一些目的，将同本发明的特征一起通过阅读本发明的下述最佳实施例及其附图而体现出来。

图1为说明本发明所述光接收元件实例之一的视图。

图2及图3为图解本发明所述光接收元件中防止出现干涉条纹原理时的局部放大图，其中：

图2为说明基底表面上有球面凹坑结构而形成不平整度的光接收元件中，干涉条纹的出现能被防止的视图;

图3为说明在光接收层沉积在表面规则的粗糙基底上的传统光接收元件中，出现干涉条纹的视图。

图4及图5为说明本发明所述光接收元件基底表面上的不平整形状及其制备方法的视图。

图6为说明适用在本发明所述光接收元件基底上形成不平整形状的装置，其结构实例示意图，其中：

图6（A）为前正视图。

图6（B）为纵断面图。

图7至15说明本发明所述光接收元件的光敏层中锗原子或锡原 子在厚度上的分布图。

图16至24为说明本发明所述光接收元件的光敏层中氧原子、碳原子或氮原子在厚度上的分布，或者第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子在厚度上的分布图;纵座标表示光敏层的厚度，横座标表示相应原子的密度分布。

图25至27为说明本发明所述光接收元件的表层中硅原子、氧原子、碳原子或氮原子在厚度上的分布图;纵座标表示表面的厚度，横座标表示相应原子的浓度分布。

图28为作为光敏层制备设备实例之一，通过辉光放电过程制作光敏层的设备以及本发明所述光接收元件相应表层的示意图。

图29为说明图象被激光束曝光的装置图。

图30至45为说明形成本发明所述光接收层时的气流比变化，其中纵座标表示光敏层或表层的厚度，横座标表示所使用的气流比。

本发明为克服传统光接收元件中碰到的上述问题进行了认真地研究，并且达到了上述的发明目的，最终以下述的研究结果完成了本发明。

这就是说，本发明所涉及的光接收元件，其特征在于：它的基底有一个具备由球面凹坑构成的不平整性表面，其上有一个光接收层;光接收层有一个光敏层和一个表层，而光敏层是由含有硅原子和至少是掺有锗或锡原子的无定形材料构成的，表层则由含有硅原子和至少从氧原子、碳原子、氮原子中选择一种掺入的无定形材料构成的，其中的光导禁带宽度是在上述光敏层及表层之间的界面上完成匹配的。

顺便说一下，通过认真研究之后，本发明人所获得的研究要点如下：

即，其一为：在光接收元件中设置一个光接收层，而光接收层在基底上又有一个光敏层及一个表层。在表层占有的光学禁带与光敏层（上述表层就是直接为此光敏层配备的）占有的光学禁带在该表层及光敏层之间的界面上完成匹配的情况下，入射光在该界面上的反射便可以被防止;而且，诸如出现干涉条纹或由膜层的厚度在成形时造成的不均匀性以和/或由于表层磨损造成的厚度不均匀性而引起光灵敏度不均匀的问题，都可以得到克服。

另一方面，在基底表面上配置许多不平整的球面凹坑也可以克服基底上有多层结构的光接收元件所形成的图象中出现干涉条纹图的问题。

现在，所有这些研究结果都是建立在由本发明人所实现的各种实验所得到的事实基础上的。

为了帮助解决上文，将参照附图进行下面的解释。

图1为说明属于本发明的光接收元件100的层状结构图。光接收元件是由基底101以及在该基底上分别形成的光敏层102和表层103构成的。基底101的表面上有许多参差不齐的类似细小球面的凹坑，而光敏层102及表层103就是沿着这种参差不齐的斜面形成的。

图2及图3用来解释本发明所述光接收元件中出现干涉条纹图的问题是如何解决的。

图3是一个传统的光接收元件的局部放大图，在这个光接收元件中，具有多层结构的光接收层，是沉积在表面被规则地粗糙化了的基底上的。在该图中，301为光敏层，302为表层，303为自由表面，304为光敏层及表层之间的界面。如图3所示，在仅仅通过 研磨或其它类似方法使基底表面有规则地变得粗糙的情况下，由于光接收层通常是沿着基底表面上的不平整形状形成的，所以，基底表面上的不平整形状的倾斜面与光接收层上不平整形状的倾斜面是相互平行的。

正是由于这种平行，所以就会出现下述的问题，例如在光接收层是由光敏层301及表层302这样两层构成的多层结构的光接收元件中就是这样。由于光敏层及表层之间的界面304是和自由表面303平行的，故在界面304上反射的光线R₁的方向与在自由表面上反射的光线R₂的方向彼此相重合，因此，与表层厚度有关的干涉条纹图就会出现。

图2是图1所示的光接收元件的局部放大图。如图2所示，本发明所述的光接收元件中，由许多细小球面凹坑组成的不平整形状，是在基底表面上形成的，而且光接收层是沿着这些不平整形状沉积在基底上的。因此，在多层结构的多接收元件中，例如由光敏层201和表层202组成，其光接收层中，光敏层201与表层202之间的界面204和自由表面203上，分别按照基底表面上的不平整形状而相应地形成由球面凹坑构成的不平整形状。假定在界面204上形成的球面凹坑的曲率半径为R₁，而在自由表面上形成的球面凹坑的曲率半径为R₂，那么，由于R₁与R₂不相同，故在界面204上的反射光与在自由表面203上的反射光的反射角是不一样的，也就是说图2中的θ₁与θ₂不同，而且反射光的方向也不相同。此外，在图2中通过采用符号l₁、l₂和l₃而以l₁+l₂-l₃表示的波长偏差不是常量而是可变的，因而，分份干涉便会出现，就如牛顿环一样，而且干涉条纹是在凹坑内弥散的。那么，如果从微观的角 度说在由光接收层提供的图象上应当出现干涉环的话，则这种干涉环也是用肉眼无法辨认的。

这就是说，在具有多层结构的光接收层的光接收元件中，而且其中的光接收层是在具有上述表面形状的基底上形成的条件下，由于透过光接收层并在层界面上反射的光与在基底表面上反射的光之间发生干涉，从而会产生这类条纹图，由此便可获得一个能形成良好图象的光接收元件。

还应提到，在本发明所述光接收元件基底表面上由球面凹坑形成的不平整形状的曲率半径R和宽度D，对于能够有效地达到防止在本发明所述的光接收元件中出现干涉条纹的有益效果是一个重要因数。本发明人作过各种实验，其结果发现以下事实。

这就是说，如果曲率半径R及宽度D满足下述方程：

(D)/(R) ≥0.035

则由于分份干涉所形成的半个或者更多个牛顿环，就会出现在每个凹坑中。进一步说，如果满足下述方程：

(D)/(R) ≥0.055

则由分份干涉所形成的一个或者更多个牛顿环，就会出现在每个凹坑中。

由上文可知，最好取D/R的比值大于0.035或者最好使其大于0.055，以使遍及光接收元件得到的干涉条纹被分散在每个凹坑中，从而可防止在光接收元件上出现干涉条纹。

进一步说，最好是使由挖出凹坑而形成的不平整性的宽度D的最 大值为500μm左右，较为可取的是小于300μm，更为可取的是小于100μm，

正如本发明中上文提到的那样，在具有特殊表面形状的基底上沉积上去的光接收元件的光接收层，是由光敏层和表层构成的。光敏层是由含有硅（Si）原子及至少掺有锗（Ge）原子或锡（Sm）原子的无定形材料构成的，更为可取的是由含有硅原子（Si）及至少掺有锗（Ge）原子或锡（Sm）原子的、而且至少含有氢（H）原子或卤素（X）原子的无定形材料〔以下我们称之为a-Si（Ge，Sm）（H，X）〕构成;或者是由至少含有氧（O）原子、碳（C）原子及氮（N）原子三者中之一的a-Si（Ge，Sm）（H，X）无定形材料〔以下我们称之为a-Si（Ge，Sm）（O，C，N，）（H，X）〕构成。而且在必要的情况下，上述无定形材料可以含有一种或多种物质，以便控制其电导率。

光敏层可以是多层结构的，而作为组合层之一，最好是使之包含一个所谓的阻挡，而此阻挡层是由电荷注入抑制层和/或含有某种物质以控制电导率的电绝缘材料构成的。

作为表层而言，它是由含有硅原子和至少从氧原子、碳原子和氮原子中选择一种的无定形材料构成的，特别可取的是由含有硅（Si）原子和至少从氧（O）原子、碳（C）原子和氮（N）原子中选择一种至少含有氢（H）原子或卤素（X）原子的无定形材料〔以下我们称之为a-Si（O，C，N）（H，X）〕构成。

对于按照本发明制备光接收元件的光敏层及表层来说，由于需要以光学精度准确地控制其厚度以便更有效地达到本发明的上述目的，通常要使用真空喷镀技术，诸如辉光放电法，阴极真空溅射法或离子 镀膜法，而且光化学气相沉积法和热化学气相沉积法也可以使用。

本发明所述的光接收元件，现在将参照附图作更具体的解释。然而这种叙述并无限制本发明范围的意思。

图1为说明本发明所述光接收元件的典型层状结构的视图，图中分别用100，101，102，103及104表示光接收元件、基底、光敏层、表层和自由层。

基底

在本发明所述的光接收元件中，基底101上有一个比光接收元件所要求的分辨率还低的表面，而且这种不平整度是由许多球面凹坑构成的。

基底表面的形状以及制备该形状的最佳实施方案，可参照图4及图5作专门解释，但是应当指出的是，本发明所述光接收元件中基底的形状及其制备方法，并不受此局限。

图4为本发明所述光接收元件中基底表面形状的典型实施例，图中的不平整形状部分是放大了的。在图4中，分别用401，402，403及404表示基底、基底表面，刚性实球及球面凹坑。

图4还表明制备上述基底表面形状的最佳方法实例。这就是说，刚性实球403在基底表面402的上方一个予定高度的位置上受重力作用下落，与基底表面402碰撞从而形成球面凹坑404。大量的基本上为同一曲率半径R和同一宽度D的球面凹坑404，是通过大量的基本上为同一直径R′的刚性实球403从同一高度h同时或相继下落而在基底表面402上形成的。

图5表示如上述的表面上形成由大量球面凹坑构成的不平整形状的基底时的一些典型实施例。

在图5（A）所示的实施例中，大量的曲率半径基本相同宽度也基本相同的凹窝504，504，……，是紧密地彼此搭接在一起而形成的，因而这种有规则的不平整形状，是通过大量的球体503，503，……，基本上是从同一高度有规则地下落在基底501表面502上的不同位置而构成的。在这种情况下，为了形成彼此相搭接的凹坑504，504，……，自然需要球体503，503……受重力作用自由下落，以使球体503各自对基底502碰撞的次数和球体的个数是相同的。

另一种情况，在图5（B）所示的实施例中，具有两种曲径半径和两种宽度的大量凹坑504，504′，……，是彼此密集地搭接而形成在基底501的表面502上的，因此这些在表面上有不规则深度的不平整形状，是通过从同一高度或不同高度下落不同直径的两种球体503，503′……而形成的。

再一种情况，在图5（c）所示的实施例中（所给出的是基底表面的正视图和剖面图），基本上为同一曲率半径及多种宽度的凹坑504，504，……，是彼此塔接形成的，因此，这种无规则的不平整形状，是通过基本上为相同直径的大量球体503，503，…基本上从同一高度无规则地下落在基底501的表面502上形成的。

如上所述，由球面凹坑构成的不平整形状，可以通过将刚性实球下落在基底表面上而形成。在这种情况下，大量的具有所要求的曲率半径及宽度的球面凹坑，可通过适当的选择多种条件，如刚性实球的直径、下落高度、刚性实球以及基底表面的硬度或下落球体的数量，按予定的密度在基底表面上下落而形成。也就是说，基底表面上形成的不平整形状的高度和节距，可以通过选择上述各种条件来随意进行 调节，以便获得基底不平整表面具有所要求的形状。

为了将光接收元件的基底表面制成不平整形状，建议采用如下方法：借助金钢面切削工具进行研磨加工，使用车床、铣刀等，这些方法在某种程度上是有效的。但是该方法会导致某些问题的产生，诸如要使用切削油，要消除在切削作业中不可避免的粉尘和残留在切削表面上的切削油等，这样做会给加工带来麻烦并使工作效率下降。然而在本发明中，由于基底上的不平整面形是由前述球面凹坑构成的，所以，具有所要求的不平整形状表面的基底就能很方便地制造出来，而不存在上述的这些问题。

本发明所使用的基底101，可以是导电的，也可以是绝缘的。导电的基底可包括如NiCr金属，不锈钢、铝、铬、钼、金、铌、钽、钒、钛、铂和铅或其合金。

电绝缘的基底可包括如合成树脂的薄膜或板材，如聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯、醋酸纤维、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯和尼龙、玻璃、陶瓷和纸张。建议对电绝缘的基底进行导电处理，并在此处理过的表面上设置光接收层。

例如，在采用玻璃的情况下，可在其表面配置上一层由镍铬合金、铝、铬、钼、金、铌、钽、钒、钛、铂、钯、氧化铟、氧化锡、ITO（氧化铟+氧化锡）等构成的薄膜来实现导电性。在采用聚碳酸酯薄膜等合成树酯的情况下，导电性可通过真空沉积、电子束蒸镀、溅射等方法在其表面配置上一层或镀上一层由镍铬合金、铝、银、铅、锌、镍、金、铬、钼、铱、铌、钽、钒、铊和铂构成的金属薄膜来实现。基底的外形轮廓可以是任意形状的，诸如柱状、带状，或板状等，它可以根据本发明来确定。例如，在采用如图1所示的光接收元件作为电子摄影的成象元件时，在连续高速工作的情况下，需要其形状为封 闭的带状结构或柱状结构。基底的厚度应满足接收元件予定的要求，如果是挠性光接收元件，那就应做得尽量薄，以便与基底的性能相适应。但是为了组装和加工或从基底的机械强度出发，其厚度一般大于10微米。

可以根据图6（A）和图6（B）来对采用本发明的光接收元件用于电子摄影时制备基底表面的装置的一个实施例进行说明。但本发明并不仅仅限于此。

对于用于电子照相的接收元件的基底，可对铝合金或类似的材料进行通常的挤压加工以形成船形管或心轴管，再进行拉伸加工和加热淬火以获得一个作为吸筒的柱状基体。然后，采用图6（A）和图6（B）所示的装置在柱状基体的表面上形成凹凸不平的基底。

用于在基底表面上形成上述不平形状的球体，可包括各种不锈钢、铝、钢、镍、黄铜及其它类似的金属，陶瓷和塑料制成的硬球。在所有的球体中，不锈钢或钢制的硬球由于耐用和廉价而最为适合。这些球体的硬度可高于或可低于基底的硬度。当反复使用这些球体时，球体的硬度应高于基底的硬度。

图6（A）和图6（B）是整个装置的示意剖面图，其中示出的铝柱体601用来制备基底，柱体601可予先加工成平滑的表面。柱体601被固定在一个转轴602上，并由一个适当的驱动装置603（如：马达）驱动，使之绕轴心旋转。考虑将要形成的凹痕的密度及所提供的硬球的数量，可适当地确定和控制转速。

一个用于靠重力落下硬球605的下落装置604包括，一个用于贮存和落下硬球605的球体输送器606，一个用于振动硬球605以帮助它从输送器609中落下的振荡器607，一个正对着 柱体的回收槽608，一个将回收槽608内回收的硬球605通过管道送入输送器606的球体传送装置，用于在送入输送器609的途中清洗硬球的清洗器610，用于通过喷嘴将清洗液（溶剂之类）送入清洗器610的水箱611，和用于回收清洗中用过的液体的回收槽612。

由输送器606靠重力落下的硬球的数量由下落孔613的开口控制，振动的幅度由振荡器607给定。

感光层

在本发明的光接收元件中，感光层102被涂在上述基底上。感光层包含a-si（Ge，Sn）（H，X）或a-si（Ge，Sn）（O，C，N）（H，X），并且最好含有控制导电性的物质。

在感光层中所含的卤素原子（X）可为氟，氯，溴和碘，其中以氟和氯为最好。在感光层102中所含的氢原子（H）的数量，卤素原子（X）的数量或氢原子与卤素原子数量之和（H+X）常常为1%到40%原子数，并且最好为5%到30%原子数。

在按照本发明的光接收元件中，感光层的厚度是有效地实现本发明目的的一个重要因素，在设计光接收元件时应加以足够的小心以便元件具有予期的性能。感光层厚度一般为1到100微米，1到80微米更好，最好为2到50微米。

本发明的光接收元件的感光层中加入锗原子和/或锡原子的目的就是改善光接收元件在长波范围内的吸收光谱特性。

即本发明的光接收元件由于在其感光层中加入了锗原子和/或锡原子而具有了多种极好的特性。特别是，它对于从短波到长波包括可见光在内的很宽的波长范围内的光更加敏感，并且对光的响应更快。

当采用半导体激光的光线作为光源时，这种效应就变得更加重要。

在本发明的光接收元件的感光层中，锗原子和/或锡原子既可含在整个层中，也可含在与基底相邻的感光层的部分区域中。

在后一种情况下，感光层变成一种层体结构，从基底边缘起感光层被顺次分成二个分层，第一个分层中包含有锗原子和/或锡原子而第二个分层中既不包含有锗原子也不含有锡原子。

在整个膜层中加入锗原子和/或锡原子，或者仅在分层中加入这些原子这两种情况下，锗原子和/或锡原子在其中可为均匀或可不均匀地分布。（均匀分布指感光层中的锗原子和/或锡原子的分布在平行于基底表面的方向和厚度方向上都是均匀的。不匀分布指在感光层中的锗原子和/或锡原子在与基底表面平行的方向上的分布是均匀的，而在厚度方向上是不均匀的。）

并且在本发明的光接收元件的感光层中，希望其中的大量锗原子和/或锡原子均匀分布在邻接基底的边缘区域中，或与自由表面一侧相比更多地存在于靠近基底一侧的边缘区域中。在这些情况中，当锗原子和/或锡原子在邻接基底一侧的边缘区域中有很高的分布密度时，那些不易在分层中或在光接收层自由边缘附近区域中被吸收的长波光线，就可在分层中或在与光接收层的基底紧邻的区域中基本上完全被吸收了。这就避免了由基底表面反射的光线引起的干涉现象。

如上所述，在本发明的光接收元件的感光层中，锗原子和/或锡原子可均匀分布在整个膜层或部分分层区域中，或在厚度方向上不均匀地或连续地分布在整个膜层或部分分层区域中。

参照图7到图15，下面将解释一种在感光层厚度方向上锗原子分布的典型例子。

在图7到图15中，横座标表示锗原子的分布密度C，纵座标表示整个感光层或与基底邻接的分层的厚度，t_B表示感光层与基底最贴近的位置，t_T表示感光层另一个最接近于远离基底表面的位置或含有锗原子的分层与不含有锗原子的分层的交界面的位置。

即含有锗原子的感光层是由t_B边缘到t_T边缘构成。

在这些图中，厚度和密度被示意性地夸大了，以帮助理解。

图7表示在感光层中锗原子在厚度方向上分布的第一个典型例子。

在图7所示的例子中，锗原子分布成在位置t_B（在这点含有锗原子的感光层与支撑物表面相接触）到位置t₁之间的范围内其密度C为一个常数C₁，而且从位置t₁到交置面位置t_T的范围内密度C从C₂逐渐地连续减少。在界面位置t_T上锗原子密度基本上为零。（“基本上为零”是指密度比可测极限还要低。）

在图8所示的例子中，所含锗原子的分布是从t_B位置上的密度C₃逐渐地连续减小到t_T位置上的密度C₄。

图9中所示的例子，锗原子分布是在位置t_B和位置t₂之间的区域内密度C₅是一个常数，在位置t₂和位置t_T之间区域内它逐渐地连续减小。在t_T位置上的密度基本上为零。

在图10所示的例子中，锗原子分布是在位置t_B和位置t₃之间的区域内密度C₆逐渐地连续减小，并且在位置t₃到位置t_T之间很快地连续减小。在t_T位置的密度基本上为零。

在图11所示的例子中，锗原子分布C是在位置t_B到t₄之间的区域内密度C₇是一个常数，从位置t₄到位置t_T之间密度线性减小。在位置t_T的密度为零。

在图12的例子中，锗原子的分布是在位置t_B和t₅之间的区 域内密度C₈是一个常数，从位置t₅到t_T之间的密度从C₉线性减小到C₁₀。

在图13所示的例子中，锗原子的分布是从位置t_B到t_T之间的区域内密度线性减小到零。

在图14所示的例子中，锗原子分布是从位置t_B到t₆之间的区域内密度从C₁₂线性减小到C₁₃，并且从位置t₆到t_T内密度C₁₃保持为常数。

在图15所示的例子中，锗原子分布是从位置t_B的密度C₁₄开始先缓慢减小再迅速地从位置t_B减小到位置t₇的C₁₅。

在位置t₇到t₈的范围内，密度先迅速减小再缓慢减小到位置t₈的密度C₁₆。在位置t₈到t₉区域密度缓慢减小到C₁₇。在位置t₉到t_T之间密度C₁₇再进一步减小到基本上为零。密度的减小如曲线所示。

在图7到图15中描述了在层102′中锗原子和/或锡原子在厚度方向上分布的几个例子。在本发明的受光元件中，锗原子和/或锡原子在感光层中的分布最好是在与基底相邻的位置应当密度高而在界面t_T处密度应当很低。

换言之，构成本发明光接收元件的感光层具有一个与基底相邻的区域，锗原子和/或锡原子希望以较高密度被包含在这个局部区域中。

本发明的光接收元件中的这个局部区域最好被构成在距界面t_B5微米的范围内。

这个局部区域可从界面t_B起整个地或部分地占据5微米的厚度。

这个局部区域是否应整个地或部分地占据这一层取决于所形成的光接收层所要求的性能。

在局部区域中所包含的锗原子和/或锡原子在厚度方向上的分布应当是锗原子和/或锡原子的最大密度Cmax大于1000PPM原子数，更好的是大于5000PPM原子数，最好对于硅原子数量大于1×10⁴PPM原子数。

换言之，在本发明的光接收元件中，含有锗原子和/或锡原子的感光层中的锗原子和/或锡原子的分布应当是它们的最大密度Cmax最好是存在于从t_B（或从基底边缘）开始5微米厚度之内。

在本发明的光接收元件中，在感光层中的锗原子和/或锡原子的数量应当按本发明的任务能够有效地实现来确定。它常常为1到6×10⁵PPM原子数，最好是10到3×10⁵PPM原子数，取为1×10²到2×10⁵PPM原子数更好。

本发明的光接收元件中的感光层可以加入氧原子、碳原子和氮原子之中的至少一种原子。这对于提高光接收元件的感光性能和暗电阻以及改善光接收层与基底的联结是很有效的。

在将氧原子、碳原子和氮原子之中至少一种原子加入到本发明的光接收元件的感光层中时，根据其目的和上述效果而使之在厚度方向上它具有均匀的或不匀的分布，并且含量也相应地随之改变。

即在提高光接收元件的感光性能与暗电阻时，它们以均匀分布含于整个感光层的区域中。在这种情况下，包含在感光层中的碳原子、氧原子和氮原子之中的至少一种原子的数量可以较少。

在改善基底和感光层之间的粘接性能时，碳原子、氧原子和氮原子之中至少一种原子被均匀地包含在与基底相邻的分层中，或者包含在其中的碳原子、氧原子和氮原子之中至少一种原子的分布密度在感光层中接近基底的一边更高。在这种情况下，碳原子、氧原子和氮原 子之中至少一种原子的数量应当较大以改善与基底的粘结性能。

按照本发明的光接收元件的感光层中所包含的氧原子、碳原子和氮原子之中至少一种原子数量的确定除了考虑上述光接收层所需的性能外，还应考虑到与基底接触的界面的性能与上述性能之间的有机联系。它常常为0.001%到50%原子数，最好是0.002%到40%原子数，更适合的范围是0.003%到30%原子数。

此外，在整个感光层中加入元素的情况下，或在加入元素的分层的这部分的厚度相对于光接收层厚度较大的情况下，含量的上限较小。这就是说，如果加入元素的区域的厚度是感光层厚度的五分之二，含量一般小于30%原子数，最好小于20%的原子数，小于10%的原子数更加合适。

参照图16到图24将给出几个典型例子，其中氧原子、碳原子和氮原子之中至少一种原子以较大数量含于本发明的感光层靠近基底的一边，然后数量从基底的一边到自由表面一边逐渐减小，在接近自由表面的感光层中减小到很少或基本上为零。但是，本发明的范围不限于此。

氧原子（O），碳原子（C）和氮原子（N）之中至少一种原子的含量在下面表示为“原子（O，C，N）”。

在图16到图24中，横座标表示原子（O，C，N）密度C的分布，纵座标表示感光层的厚度;t_B表示支基底和感光层界面的位置，t_T表示自由表面与感光层界面的位置。

图16表示在感光层中原子（O，C，N）在厚度方向上分布的第一个典型例子。其中原子（O，C，N）的分布形式为，从位置t_B（在这点感光层与基底相接触）到位置t₁的范围内密度C保持为常 数C₁，从位置t₁到t_T密度C由C₂逐渐连续减小，在t_T处Ⅲ族或Ⅴ族原子密度为C₃。

在图17所示的例子中，含于感光层中的原子（O，C，N）的密度C的分布为，从位置t_B处的密度C₄连续减小到位置t_T处的密度C₅。

在图18所示的例子中，原子（C，O，N）密度C的分布为，从位置t_B到t₂的区域内密度C₆保持为常数，从位置t₂到t_T区域内它逐渐地连续减小。在位置t_T处的密度基本上为零。

在图19所示的例子中，原子（O，C，N）的密度分布为，从位置t_B到t_T的区域内密度C₈逐渐地连续减小，在t_T处它基本上为零。

在图20所示的例子中，原子（O，C，N）的密度C的分布为，从位置t_B到t₃的区域内密度C₉保持为常数，从位置t₃到t_T的区域内密度C₉线性减小到密度C₁₀。

在图21所示的例子中，原子（O，C，N）的密度C的分布为，在位置t_B到t₄的区域之内密度C₁₁保持为常数，在位置t₄到t_T之间密度由C₁₂线性减小到C₁₃。

在图22所示的例子中，原子（O，C，N）的密度分布为，从位置t_B到t_T之间区域内密度C₁₄线性减小，在t_T处基本为零。

在图23所示的例子中，原子（O，C，N）的密度C的分布为，在位置t_B到t₅之间密度C₁₅线性减小到C₁₆，在位置t₅到t_T之间的区域内密度C₁₆保持为常数。

最后，在图24所示的例子中，原子（O，C，N）的密度C的分布为，在位置t_B到t₆之间区域内密度从t_B处的C₁₇先缓慢减 小再迅速减小到C₁₈。在位置t₆到t₇之间区域，密度先迅速减小再缓慢减小到t₇处的C₁₉。在位置t₇和t₈之间密度缓慢减小，在t₈处为C₂₀。在位置t₈到t_T之间密度C₂₀缓慢减小到基本上为零。

如图16到图24的实施例所示，原子（O，C，N）的分布密度C在感光层中靠近基底的一边较高，而在邻近自由表面的感光层中分布密度C很低或基本上减小到零，在这种情况下，只要在靠近基底一边安排一个原子（O，C，N）分布密度较大的局部区域，而这个局部区域最好是在基底表面起5微米的范围，就可以更有效地改善感光层与基底的粘接性能。

这个局部区域可以是部分地或者是全部地安排在其靠近基底一边含有原子（O，C，N）的光接收层的一端上，这可根据所形成的光接收层所要求的性能来确定。

这个局部区域中所含的原子（O，C，N）的数量最好为：原子（O.C.N）的分布密度C的最大值大于500PPM原子数，最好大于800PPM原子数，大于1000PPM原子数更为合适。

在本发明的光接收元件的感光层中，用于控制导电性的物质可以是均匀分布或不均匀分布地含于光接收层的整个区域或部分区域。

作为控制导电性的物质，应当提到在半导体领域中所谓的杂质，可以是那些包括提供P型导电性的属于周期表中第Ⅲ族的原子（以下简称为“Ⅲ族原子”）或者是提供n形导电性的属于周期表中第Ⅴ族的原子（以下简称为“Ⅴ族原子”）。特别是，Ⅲ族原子可包括B（硼），Al（铝），Ga（镓），In（铟）和Tl（铊），其中B和Ga特别适用。Ⅴ族原子可包括P（磷）、As（砷）、Sb（锑）、 和Bi（铋），其中P和Sb最为合适。

在本发明的光接收元件的感光层中加入Ⅲ族原子或Ⅴ族原子作为控制导电性的物质时，根据下述的用途或所需的效果，它们被含于整个层中或部分区域中，其含量也可变化。

这就是说，如果主要目的在于控制导电类型和/或感光层的导电性，则这些物质含于感光层的整个区域中，其中Ⅲ族原子或Ⅴ族原子的含量可较小，通常它从1×10^-3到1×10³PPM原子数，最好为5×10^-2到5×10²PPM原子数，1×10^-1到5×10²PPM原子数更为适当。

在与基底相接触的部分区域中以均匀分布状态加入Ⅲ族或Ⅴ族原子的情况下，或在与基底相邻的一边Ⅲ族或Ⅴ族原子在厚度方向上以较大的分布密度含于其中的情况下，含有Ⅲ族原子或Ⅴ族原子的分层，或者Ⅲ族或Ⅴ族原子以较大密度含于其中的区域具有电荷注入抑制层的作用。这就是说，在加入Ⅲ族原子的情况下，当在感光层的自由表面进行正电充电处理时，电子从基底一边移向感光层中的运动即可被有效地抑制。另一方面，在加入Ⅲ族原子的情况下，在层的自由表面进行负电充电处理时，正空穴从基底一边注入感光层中的运动即可被有效地抑制。在这种情况下含量较大。特别是，它的一般为30到5×10⁴PPM原子数，最好为50到1×10⁴PPM原子数，1×10²到5×10³PPM原子数更佳。这样，作为电荷注入抑制层来达到予期的效果。感光层的厚度（T）和在邻近基底处含有Ⅲ族或Ⅴ族原子的分层或区域的厚度（t）应按关系式t/T≤0.4来确定。这个比值最好是小于0.35，小于0.3更好。而且，分层或区域的厚度（t）一般为3×10^-3到10微米，最好为4×10^-3到8 微米，取为5×10^-3到5微米更好。

另外，有关下列情况的实施例，即将Ⅲ族或Ⅴ族原子加入光接收层中，其分布为在靠近基底处数量较大，从基底朝向光接收层的自由表面其数量减小，在靠近自由表面的一端数量很小或基本上等于零，可以比照图16到图24所示的在感光层中含有原子（O.C.N）的例子来解释。但本发明并不由这些实施例限制。

在上面说明Ⅲ族或Ⅴ族原子的分布状态的单个效应的同时，Ⅲ族或Ⅴ族原子的分布状态和Ⅲ族或Ⅴ族原子的数量也可以适当地结合以使光接收层具有适当的性能以达到所需的目的。例如，在感光层中靠近基底的一端安排一个电荷注入抑制层的情况下，一种与含于电荷注入抑制层中用于控制导电性的物质相比控制不同极性导电性的物质可含于感光层中而不是电荷注入抑制层中，或者一种控制相同极性导电性的物质以比电荷抑制层中更小的数量含于其中。

此外，在本发明的光接收元件中，由电绝缘物质构成的所谓阻挡层可以用来代替电荷注入抑制层来作为在基底一边构成的分层，或阻挡层和电荷注入层一起都构成分层。组成阻挡层的材料可包括那些无机电绝缘材料如Al₂O₃，SiO₂和Si₃N₄或有机电绝缘材料如聚碳酸酯。

表层

本发明的光接收元件的表层103置于上述感光层102上并具有一个自由表面104。

表层103由含有氧原子（O），碳原子（C），和氮原子（N）之中至少一种原子的a-Si所构成，最好还含有氢原子（H）和卤素原子（X）之中至少一种原子〔下面称为“a-Si（O.C.N） （H.X）”〕，它产生一种作用使得在光接收元件的自由表面104减少对入射光的反射并且增加透过率，同时也改善多种性能如防潮性，连续重复使用的性质，耐压性能，随环境变化的电阻特性和光接收元件的耐用性等。

在这种情况下，应当使用表层占有的光学禁带宽度Eopt与由在其上直接配置有表层103的感光层102占有的光学禁带宽度Eopt在感光层102和表层103的界面上被匹配，或这些光学禁带宽度被匹配到这种程度以使在表层103和感光层102的界面上可以基本上防止入射光的反射。

此外，除了上述条件外，还应该使由表层占有的光学禁带宽度Eopt在表层103靠近自由表面的一边足够大以使相当多数量的入射光到达设在表层下面的感光层102。然后，在表层103和感光层102之间的界面上匹配光学禁带宽度的情况下，和使光学禁带宽度Eopt在表层靠近自由表面的端部足够大的情况下，由表层占有的光学禁带宽度在表层厚度方向上连续变化。

表层光学禁带宽度Eopt在厚度方向的数值通过控制含于表层中的作为调整光学禁带宽度的原子氧原子（O），碳原子（C）和氮原子（N）之中至少一种原子的含量来控制。

特别是，氧原子（O），碳原子（C），氮原子（N）之中至少一种原子〔下面称作“原子（O.C.N）”〕的含量在感光层靠近表面的一端调整到近似于或等于零。然而，原子（O，C，N）的数量在表面层中从靠近光敏层的一端到靠近自由表面的一端是连续地增加的，为了阻止入射光线在自由表面上的反射，足够数量的原子（O，C，N）是包含在靠近自由表面一端的。在下文中，参照图25-27 解释了几种在表层内原子（O，C，N）分布状态的典型例子。但是，本发明不仅仅局限于这里的实施例。

在图25-27中，横座标代表原子（O，C，N）和硅原子的分布密度C，纵座标代表表层的厚度t，其中t_T是光敏层和表层之间交界面的位置，t_F是自由表面的位置，实线表示原子（O，C，N）的分布密度变化，虚线表示硅原子（Si）的分布密度的变化。

图25表示在层厚度方向上表层内所含有的原子（O，C，N）和硅原子（Si）的分布状态的第1个典型的实施例，在该实施例中，原子（O，C，N）的分布密度C从界面位置t_T的零线性地增加到位置C₁的t₁，而另一方面，硅原子的分布密度从位置t₁到位置t₂却是线性地从密度C₂降低到密度C₃，然后原子（O，C，N）和硅原子的分布密度C分别保持在恒定密度C₁和密度C₃。

在图26所示的实施例中，原子（O，C，N）的分布密度C从界面位置t_T到位置t₃线性地从密度为零增加到密度C₄，而从位置t₃到位置t_F则保持在恒定的密度C₄。另一方面，硅原子的分布密度C从位置t_T到位置t₂线性地从密度C₅下降到密度C₆，从位置t₂到位置t₃是线性地从密度C₆下降到密度C₇，从位置t₃到位置t_F则保持恒定密度C₇。当形成表层的初始阶段，在具有高密度的硅原子的区域中，薄膜的成形速度是逐渐增加的，在这种情况下可以本实施例所述的二步方式降低硅原子的分布密度的方式来使薄膜的形成速度得到补偿。

在由图27所示的实施例中，原子（O，C，N）的分布密度从位置t_T到位置t₄是连续地从零增加到密度C₈，而硅原子（Si）的分布密度C是连续地从密度C₉下降到密度C₁₀，原子（O，C，N） 的分布密度以及硅原子（Si）的分布密度从位置t₄到位置t_F分别保持在恒定密度C₈和恒定密度C₁₀，如本实施例中逐步连续地增加原子（O，C，N）的分布密度的情况下，表层的厚度方向上的反射率的变化系数基本上可以是恒定的。

如图25-27所示，在根据本发明做成的光接收元件的表层内，希望配置一个层区，使原子（O，C，N）的分布密度在其中靠光敏层的一端基本上等于零，并连续地朝自由表面方向增加，而在其中靠自由表面的一端作成相当高。因此，在这种情况下，这个层区的厚度通常制作成大于0.1微米，以起到防止反射层和保护层的功能。

在表层内至少也希望包含氢原子和卤素原子，在表层内氢原子（H）的数量，卤素原子（X）的数量，或者氢原子和卤素原子（H+X）的总量通常是从1%到40%原子数，较好的是从5%到30%原子数，最好的是5%到25%原子数。

此外，在本发明中，表层的厚度对于有效地达到本发明的目的也是非常重要的因素之一，它是根据所希望的目的来适当地予以确定的。应该按照表层内所含的氧原子，碳原子，氮原子，卤素原子和氢原子的相对的和有机的关系，或者按照表层所要求的性质来确定表层的厚度。此外，还需要从经济观点，如产率和批量生产等方面的因素来作出决定。基于上述的考虑，表层的厚度通常是从3×10^-3到30微米，最好是从4×10^-3到20微米，更为适合的是从5×10^-3到10微米。

由于采用如上所述的本发明的光接收元件的层结构，所有的由于将用上述的用无定形硅构成的光接收层组成的光接收元件而出现的问题能够得到克服。尤其是，在用相干光的激光作为光源的情况下，有 可能明显地阻止在由于相干现象所形成的图象上干涉条纹图的出现，因此有可能取得高质量的复制图象。

此外，由于本发明的光接收元件在整个可见光区域有高的光敏性，以及在波长的一侧光敏性是极好的，所以尤其适用于与半导体激光器适配，以呈现出快速的光响应，和较佳的电、光和光导性质，耐压性能和适应工作环境的性能。

特别是在把光接收元件应用到电子照相的情况下，剩余电压不致于影响图象的形成，也不致于影响稳定的电性能，高的灵敏度，高的信噪比，好的耐光性和重复使用的性能，以及高的象密度和清晰的半色调;并且能重复地提供具有高分辨率的高质量的图象。

本发明中如何形成光接收层的方法现将予以说明。

在本发明中构成光接收层的无定形材料是采用真空沉积的技术制备的。这种技术采用如同辉光放电、溅射和离子镀膜的方法那样的放电现象。

应当根据各种因素，譬如，制备条件，设备所需的费用，以及制备光接收元件所需的生产规模和性能来有选择地选用合适的生产方法。辉光放电方法或溅射方法应是最为适宜的，这是因为对制备具有所需求的性能的光接收元件来说，容易控制其制备条件。而且碳原子和氢原子很容易和硅原子一起被加进去。辉光放电方法和溅射方法也可以结合成一个完整的系统来使用。

如果采用辉光放电的方法形成一种具有a-Si（H，X）组分的膜层时，就可以把能供给硅原子（Si）的含硅原子气体与供加氢原子（H）和/或卤素原子的气体一起通进一个沉积室。将该室内的压力减小使沉积室内产生辉光放电，于是由a-Si（H，X）组成的层 结构就形成在事先预先安置在室内予定位置处的基底表面上。

供Si用的气体原料可采用气体的，或可气化的氢化硅（硅烷），例如，SiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈，Si₄H₁₀等等，考虑到容易形成工作层和具有良好的供硅效率，尤其以选用SiH₄和Si₂H₆为好。

此外，各种卤素化合物可以选作为引入卤素原子的气体原料，其中气体或气化的卤素化合物，例如，气体卤素，卤化物，卤间化合物和卤代硅烷衍生物是优先选用的。其中特别可以包括氯、氯、溴、碘这样的卤素气体;BrF，ClF，ClF₃，BrF₂，BrF₃，IF₇，ICl，IBr等卤间化合物，以及SiF₄，Si₂H₆，SiCl₄和SiBr₄等卤化硅。如上所述的气体或气化的卤化硅的使用是特别有利的，因为由含原子a-Si的卤素所形成的膜层可以在不需附加使用Si的气体原料的情况下形成。

能用于供氢原子的气体原料可以包括气体的或气化的原料，例如，氢气，卤化物（如，HF，HCl，HBr和HI），氢化硅（如，SiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈和Si₄O₁₀），或卤代氢化硅（如，SiH₂F₂，SiH₂I₂，SiH₂Cl₂，SiHCl₃，SiH₂Br₂或SiHBr₃）。这些气体原料的使用是有利的，因为从电或光电性能的控制的观点来看，氢原子是十分有效的，而氢原子的含量可以很容易地从中受到控制。而如上所述的卤化氢或卤化氢化硅的利用是特别有利的，因为氢原子（H）也可以与卤素原子一起被引入。

在利用反应溅射方法或离子镀膜的方法形成含a-Si（H，X）膜层时，例如，采用溅射的方法时是通过把气体卤素化合物或含硅原子的卤素化合物通入沉积室以形成含有该种气体的等离子体，由此而 引进卤素原子的。

此外，在需要引进氢原子时，则将含有氢原子的气体原料，如：氢H₂或如上所述的气体硅烷通入溅射沉积室，并在其中形成含有该气体的等离子体。

例如，在采用反应溅射方法的情况下，是通过把含有卤素原子的气体，以及氢H₂与惰性气体（例如，根据需要而选用的氦He或氩Ar）相混合，通过一个沉积室，并在其中形成等离子体，然后溅射硅靶，以便在基底上形成含a-Si（H，X）的膜层。

如果采用辉光放电的方法来形成a-SiGe（H，X）膜层，则将一种提供硅原子（Si）的气体原料、一种提供锗原子（Ge）的气体原料和一种提供氢原子（H）和/或卤素原子（X）的气体原料，在适当的气压条件下被通进抽成真空的沉积室，在沉积室中产生辉光放电，结果在室内合适位置的基底上形成一层a-SiGe（H，X）膜层。

提供硅原子，卤素原子和氢原子的气体原料与用于形成上面提到过的a-Si（H，X）层的气体原料是相同的。

提供Ge的气体原料包括气体的或可气化的卤化物，如：GeH₄，Ge₂H₆，Ge₃H₈，Ge₄H₁₀，Ge₅H₁₂，Ge₆H₁₄，Ge₇H₁₆，Ge₈H₁₈和Ge₉H₂₀，其中按照容易操作和锗原子的有效释放考虑，最好选用GeH₄，Ge₂H₆和Ge₃H₈。

为了采用溅射方法形成a-SiGe（H，X）膜层，是采用二个靶（一个硅靶和一个锗靶）或者是一个由硅和锗组成的靶，在所希望的气氛下接受溅射的。

为了采用离子镀膜的方法形成a-SiGe（H，X）膜层，就让 硅和锗的蒸气在一个所希望的等离子体中通过，硅蒸气是利用加热盛放在小丹内的多晶硅或单晶硅来产生的;而锗蒸气是利用加热盛放在小舟内的多晶锗或单晶锗来产生的。加热是通过采用电阻加热或电子束方法（E、B方法）实现的。

不论采用溅射方法，或采用离子镀膜方法都可以通过把上述气体卤化物或含卤素的硅化物中的一种通进产生等离子体的沉积室中使卤素原子与膜层结合，在氢原子与膜层相结合时，把能提供氢原子的气体原料通入产生等离子体的沉积室中。气体原料可以是气体氢，硅烷，和/或氢化锗。提供卤素原子的气体原料包括上面提及的含卤素的硅化合物，其它可以采用的气体原料包括卤化氢（如，HF，HCl，HBr和HI）;卤代硅烷（如，SiH₂F₂，SiH₂I₂，SiHCl₂，SiHCl₃，SiH₂Br₂和SiHBr₃）;卤氢化锗（如，GeHF₃，GeH₂F₂，GeH₃F，GeHCl₃，GeH₂Cl₂，GeH₃Cl，GeHBr₃，GeH₂Br₂，GeH₃Br，GeHI₃，GeH₂I₂和GeH₃I），以及卤化锗（如，GeF₄，GeCl₄，GeBr₄，GeI₄，GeF₂，GeCl₂，GeBr₂和GeI₂）。它们是气体或者是可气化的物质。

为了采用辉光放电的方法，溅射方法或离子镀膜的方法来形成由含锡原子的无定形硅a-SiSn（H，X）所组成的光接收层，就用释放锡原子（Sn）的气体原料来代替上述形成a-SiGe（H，X）层时所需的释放锗原子的气体原料。适当地控制所用的方法可以使膜层含有所希望的锡原子数量。

释放锡原子的气体原料包括氢化锡（SnH₄）和卤化锡（如，SnF₂，SnF₄，SnCl₂，SnCl₄，SnBr₂，SnI₂和 SnI₄），它们是气体或可气化的物质。卤化锡是优先选用的，因为它们在基片上形成一层含有卤素原子的a-Si膜层。在卤化锡中，SnCl₄是特别优先选用的，因为它容易操作，而且有高的供锡效率。

在利用固体SnCl₄作为供锡的原料时，最好通过送进热的惰性气体（即Ar和He）来气化原料，由此而产生的气体以所需的压力被送进抽空的沉积室。

还可以将第Ⅲ族原子、第Ⅴ族原子、氮、氧、碳原子包含到无定形材料〔a-Si（H，X）或a-Si（Ge，Sn）（H，X）〕中一起采用辉光放电方法，溅射方法或离子镀膜方法来形成膜层。在这种情况下，上述的a-Si（H，X）或a-Si（Ge，Sn）（H，X）原料是与第Ⅲ族原子，第Ⅴ族原子，氮，氧，碳原子的原料相结合后，一起使用的。应当适当地控制原料的供给，以便使膜层中含有所需原子的数量符合要求。

例如，如果采用辉光放电方法从含有原子（O，C，N）的a-Si（H，X）中或者从含有原子（O，C，N）的a-Si（Ge，Sn）来形成所需的膜层，则用于形成a-Si（Ge，Sn）或a-Si（H，X）层的气体原料应该与用于引入原子（O，C，N）的原料相结合使用，应该适当地控制这些原料的供给，使膜层中含有所需原子的数量符合要求。

引入原子（O，C，N）的气体原料可以是任何气体物质或由氧，碳和氮中的任何一种所组成的可以气化的物质。常用的引入氧原子（O）的原料包括氧（O₂），臭氧（O₃），二氧化氮（NO₂），氧化亚氮（N₂O），三氧化二氮（N₂O₃），四氧化二氮（N₂O₄），五氧化二氮（N₂O₅）以及三氧化氮（NO₃），其它的例子包括下述的硅 氧烷，例如，二硅氧烷（H₃SiOSiH₃）和三硅氧烷（H₃SiOSiH₂OSiH₃），它们是由硅原子（Si），氧原子（O）和氢原子（H）所组成。用于引入碳原子的原料的例子包括，具有1-5个碳原子所饱和烃类，例如，甲烷（CH₄）乙烷（C₂H₆），丙烷（C₃H₈），n-丁烷（n-C₄H₁₀），戌烷（C₅H₁₂）;具有2-5个碳原子的烯烃，例如，乙烯（C₂H₄），丙烯（C₃H₆），丁烯-1（C₄H₈），丁烯-2（C₄H₈），异丁烯（C₄H₈）和戌烯（C₅H₁₀）;以及具有2-4个碳原子的炔烃，例如，乙炔（C₂H₂），丙炔（C₃H₄）和丁炔（C₄H₆）。用于引入氮原子的原料包括，氮气（N₂），氨（NH₃），联胺（H₂NNH₂），叠氮化氢（HN₃），叠氧化氨（NH₄N₃），三氟化氮（F₃N）和四氟化氮（F₄N）。

例如，在利用辉光放电;溅射，或者离子镀膜的方法形成由含有第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的a-Si（H，X）或a-Si（Ge，Sn）（H，X）构成的膜层或层区的情况下，把用于引入第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的原料与在形成如上所述的由a-Si（H，X）或a-Si（Ge，Sn）（H，X）构成的膜层的时候用于形成a-Si（H，X）或a-Si（Ge，Sn）（H，X）的原料一起使用，并且把这二种原材料结合在一起以控制他们在所形成的膜层中的数量。

在此专门介绍引入硼原子的原料作为引入第Ⅲ族原子的原料，它们包括氢化硼，例如，B₂H₆，B₄H₁₀，B₅H₉，B₅H₁₁，B₆H₁₀，B₆H₁₂和B₆H₁₄，以及卤化硼，例如，BF₃，BCl₃和BBr₃。此外也可采用AlCl₃，CaCl₃，Ga（CH₃）₂，InCl₃，TlCl₃等。

至于引入第Ⅴ族原子的原料，尤其是磷，它们包括，磷氢化合物 （如，PH₃和P₂H₆），磷卤化合物（如，PH₄I，PF₃，PF₅，PCl₃，PCl₅，PBr₃，PBr₅和PI₃）。此外，AsH₃，AsF₅，AsCl₃，AsBr₃，AsF₃，SbF₃，CbF₅，SbCl₃，SbCl₅，BiH₃，BiCl₃和BiBr₃也可以作为引入第Ⅴ族原子的有效原料。

在利用辉光放电方法形成含有氧原子的膜层或层区时，把用于引入氧原子的原料添加到从上述原料组中送出的原料中去以形成光接收层。

作为引入氧原子用的原料，下面这些气体或可气化的物质（其中至少具有氧原子作为组分原子）的绝大部分都可以利用。

例如，有可能利用含有硅原子（Si）作为组分的气体原料和含有氧原子（O）作为组分的气体原料所组成的混合物以及根据需要再加上含有氢原子（H）和或卤素原子（X）作为组分的气体原料一起，按一定的混合比例进行混合的混合物;也可以利用含有硅原子（Si）作为组分的气质原料8含有氧原子（O）和氢原子（H）作为组分的原料以一定的比例混合后的混合物;或者利用含有硅原子（Si）作为组分的气体原料与含有硅原子（Si），氧原子（O）及氢原子（H）作为组分的气体原料进行混合后的混合物。

此外，也可以利用含有硅原子（Si）和氢原子（H）作为组分的气体原料与含有氧原子（O）作为组分的气体原料进行混合的混合物。

尤其是，在此可以提到的有：例如，氧（O₂），臭氧（O₃），一氧化氮（NO），二氧化氮（NO₂），氧化二氮（N₂O），三氧化二氮（N₂O₃），四氧化二氮（N₂O₄），五氧化二氮（N₂O₅），三氧化氮（NO₃）;由硅原子（Si），氧原子（O）和氢原子（H）作为组分的硅氧烷，例如，二硅氧烷（H₃SiOSiH₃）和三硅氧烷（H₃SiO SiH₂OSiH₃）等等。

在利用溅射方法形成含有氧原子的膜层或层区的情况下，可以通过溅射一个单晶或多晶硅片或二氧化硅（SiO₂）片，或含有Si和SiO₂的混合物的基片作为靶片来进行溅射，溅射可以在不同的气氛中进行。

例如，在利用Si片作为靶片时，将用于引入氧原子和根据需要引入氢原子和/或卤素原子的气体原料用稀释气体进行稀释，并通到溅射沉积室，形成带有这些气体的等离子体，并使Si片受到溅射。

另一种方式，溅射可以在氛释气体的气氛中，或者在至少含有氢原子（H）和/或卤素原子（X）作为组分原子的气氛中进行，并利用单个硅Si靶，或二氧化硅（SiO₂）靶，或者利用一个Si和SiO₂的混合靶来实现。作为引入氧原子用的气体原料，如上述辉光放电例子中所提到的引入氧原子用的气体原材料也可以在溅射方法中用作为有效的气体。

此外，在利用辉光放电方法形成由含碳原子的a-Si组成的膜层时，可以采用一种由含硅原子（Si）作为组分的气体原料，含碳原子（C）作为组分的气体原料与任选的一种含有氢原子（H）和/或卤素原子（X）作为组分的气体原料按所需的混合比例混合后的混合物;一种由含硅原子（Si）作为组分的气体原料与含碳原子（C）和氢原子（H）作为组分的气体原料也按所需的混合比混合的混合物;一种由含硅原子（Si）作为组分的气体原料与含碳原子（C），氢原子（H）及硅原子（Si）作为组分的气体原料混合的混合物;或者使用一种由含硅原子（Si）和氢原子（H）作为组分的气体原料与含有碳原子（C）作为组分的气体原料相混合的混合物。

在这当中能有效地使用的气体原料可以包括：含有C和H作为组分原子的气体氢化硅，如硅烷，SiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈和Si₄H₁₀，以及含有C和H作为组分原子的气体原料，如具有1-4个碳原子的饱和烃，含有2-4个碳原子的烯烃和含有2-3个碳原子的炔烃。确切地说，饱和烃可包括：甲烷（CH₄），乙烷（C₂H₆），丙烷（C₃H₈），n-丁烷（n-C₄H₁₀）和戌烷（C₅H₁₂）;烯烃可包括：乙烯（C₂H₄），丙烯（C₃H₆），丁烯-1（C₄H₈），丁烯-2（C₄H₈），异丁烯（C₄H₈）和戌烯（C₅H₁₀）;炔烃可包括：乙炔（C₂H₂），丙炔（C₃H₄）和丁炔（C₄H₆）。

含有硅（Si）、碳（C）和氢（H）作为组分原子的气体原料可包括硅化烷基，例如，四甲基硅（Si（CH₃）₄）和四乙基硅（Si（C₂H₅）₄）。除这些气体原料之外，当然氢（H）也能用作为引入氢原子（H）的气体原料。

在用溅射方法形成由a-SiC（H，X）组成的膜层的情况下，其实现是通过利用一种单晶或多晶硅片，一种碳（石墨）片或含有硅和碳混合物的晶片作为溅射靶，并在所希望的气氛中对靶片进行溅射。

例如在利用硅（Si）片作为靶片的情况下，用于引入碳原子和氢原子和/或卤素原子的气体原料，在它们通入溅射沉积室的同时按需要用稀释气体，例如，氩（Ar）和氦（He）气，进行稀释，由此形成带有这些气体的等离子体并溅射硅（Si）靶。

另一种方式，在利用Si或C作为一个单独的靶片，或者采用一个含有Si和C相混合的混合物作为靶片的情况下，用于引入氢原子和/或卤素原子作为溅射气体的气体原料用稀释气体按需要予以稀释， 并通入溅射沉积室，由此形成等离子体和实现溅射。在溅射方法中作为用于引入需用的每种原子的气体原料，也可使用如上所述在辉光放电方法中所用的那些气体原料。

在利用辉光放电方法形成含有氮原子的膜层或层区的情况下，把用于引入氮原子的原料加到从上述的用于形成光接收层的原料中按需要选出的材料内。作为引入氮原子的原料，可以利用至少包含氮原子作为组分原子的大部分气体的或可气化的物质。

例如，有可能使用含有硅原子（Si）作为组分的气体原料，含有氮原子（N）作为组分的气体原料，和根据需要以一定的混合比与含有氢原子（H）和/或卤素原子（X）作为组分的气体原料混合的混合物。或者，使用含有硅原子（Si）作为组分的气体原料也以所希望的混合比与含有氮原子（N）和氢原子（H）作为组分的气体原料相混合的混合物。

另一种方式，也可能使用含有氮原子（N）作为组分的气体原料与含有硅原子（Si）和氢原子（H）作为组分的气体原料混合的混合物。

作为引入氮原子（N），并形成含有氮原子的膜层或层区的有效的气体原料可以包括气体的，或可以气化的氮，各种氮化物以及氮的化合物。例如，含有氮作为组分或者氮和氢作为组分的叠氮化合物，如：氮（N₂），氨（NH₃），联氨（H₂NNH₂），叠氮氢（HN₃）和叠氮胺（NH₄N₃）。此外还有，卤化氮化合物〔如，三氟化氮（F₃N），四氟化氮（F₄N₂）〕也可能予以利用。这些化合物除了可以引入氮原子（N）以外，还可以引入卤素原子（X）。

含有氮原子的膜层和层区可以通过溅射方法利用一个单晶或多晶Si片，或Si₃N₄片或含Si和Si₃N₄混合物的晶片作为靶片，且 在不同的气氛中对它们进行溅射来形成。

在利用Si片作为溅射的靶片时，例如，用于引入氮原子以及按需要引入氢原子和/或卤素原子的气体原料可以有选择性地用一种稀释气体进行稀释，并通进溅射沉积室中以形成等离子体，使Si片接受溅射处理。

另一种方式，可以利用一个Si或Si₃N₄作为靶片，或由Si和Si₃N₄的混合物组成的混合靶片，然后在一种稀释气体的气氛中，或者在至少含有氢原子（H）和/或卤素原子（X）作为组分原子的气氛（亦即溅射气体）中使靶片接受溅受处理，作为引入氮原子用的气体原料，在前面所提到的用于辉光放电的例子中的那些气体原料同样可以作为有效的气体原料而用在溅射方法中。

如上面所提到的那样，本发明的光接收元件的光接收层可以采用辉光放电方法或溅射方法来制备。在光接收层内，锗原子和/或锡原子;第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子;氧原子，碳原子或氮原子以及氢原子和/或卤素原子的数量将通过调节每一种原料的气体流动速率或者分别调节各种进入沉积室的原料中的气体流速比来加以控制。

形成本发明光接收元件的光接收层的条件，例如，基体的温度，沉积室内的气压，放电功率对于欲取得具有所希望性能的光接收元件来说是很重要的因素，在考虑到所要求的制取膜层的性能时，应对这些因素进行适当的选择。此外，因为这些膜层的形成条件是依据光接收层内所含的每种原子的种类和数量的不同而改变，所以这些条件的确定也要考虑到所含原子的种类和数量。

例如，当需要形成含有氮原子，氧原子，碳原子和第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的z-Si（H，X）膜层时，基底的温度通常是从50- 350℃，较好的是从50-250℃;在沉积室内的气压通常是从0.01-1乇，最好的是从0.1-0.5乇;放电功率通常是从0.005-50瓦/平方厘米，较好的是从0.01-30瓦/平方厘米，最好选用从0.01-20瓦/平方厘米。

当需要形成a-SiGe（H，X）层，或形成含有第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的a-SiGe（N，X）膜层的情况下，基底的温度通常是从50-350℃，较好的是从50-300℃，最好选用从100-300℃;在沉积室内的气体压力通常是从0.01-5乇，较好的是从0.001-3乇，最好选用从0.1-1乇;放电功率通常是从0.005-50瓦/平方厘米，较好的是从0.01-30瓦/平方厘米，最好选用从0.01-20瓦/平方厘米。

然而，形成膜层的实际条件，例如基底的温度，放电功率和沉积室内的气压，这些条件通常不能互相独立地予以确定。因此膜层形成的最佳条件将根据欲形成的所希望的性能的无定形材料膜层的相关的和有机的联系来作出令人满意的确定。

另外，前面提到的各种条件，在形成光接收层时必须保持恒定以便使本发明的光接收层内所含的锗原子和/或锡原子，氧原子，碳原子，氮原子，第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子，或氢原子和/或卤素原子的分布状态均匀。

此外，当要求形成含有锗原子和/或锡原子，氧原子，碳原子，氮原子，第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的，并通过在形成本发明光接收层的膜层厚度方向上改变原子分布密度来取得在膜层厚度方向上具有所希望的分布状态的光接收层的情况下，光接收膜层的形成是，例如，在辉光放电时，靠适当地变化用于引入锗原子和/或锡原子，氧原子， 碳原子，氮原子，或第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的气体原料通进沉积室内的气流速度，使它与所希望的变化系数相一致，而其它条件保持恒定的情况下完成的。气流速度可以通过逐步改变设置在气流系统中途的预定的针阀开孔的大小来改变，例如，采用手动操作，或者用外部马达驱动等任何方法进行操作。在这为情况下，改变气流速度可以不一定是线性的。而是，例如通过用微处理机等设备以事先设计好的变化系数曲线控制流速来获得所希望的含量曲线。

此外，在通过溅射方法形成光接收层的情况下，用分布密度在层厚方向受到改变来形成锗原子和/或锡原子，氧原子，碳原子，氮原子，第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子在层厚度方向的所希望的分布状态。这种分布密度的变化是由于利用供引入锗原子和/或锡原子，氧原子，碳原子，氮原子，第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的气体原料，以及用与辉光放电时一样的方式，按照所希望的变化系数改变这些气体通入沉积室的流速来获得的。

参照实施例1-10，将更明确地描述了本发明，然而本发明决不是仅仅限于这些实施例。

在每一个实施例中，通过使用辉光放电方法构成了光接收层。

图38表示根据本发明，采用辉光放电方法，制备光接收元件的一种设备。

为了构成本发明中的相应的各个膜层，在图中的气体容器2802，2803，2804，2805，和2806中，充以各种相应的气体原料。例如，在气体容器2802中充以SiF₄气体（纯度99.999%），在气体容器2803中充以用H₂稀释的B₂H₆气体（纯度99.999%）（称之为B₂H₆/H₂），在气体容器2804中，充以CH₄气体 （纯度99.999%），在气体容器2805中，充以GeF₄气体（纯度99.999%），以及在气体容器2806中充以惰性气体（He）。在密闭容器2806中盛有SnCl₄。

在这些气体进入反应室2801之前，首先要确认关闭好气体容器2802-2806的阀门2822-2826和泄漏阀2835。而入口阀2812-2816，出口阀2817-2821以及分阀门2832和2833却是打开着的。然后先打开主阀门2834，以便将反应室2801和气体管道内部抽成真空。下面就是在一个真空铝园柱体2837上，形成一层光敏层和一层表面层的实施例。

首先，通过开启入口阀门2822，2823，和2825，并控制压力计2827，2828和2830的压力至KKg/cm²，从气体容器2802中引出SiH₄气体，从气体容器2803中引出B₂H₆/H₂气体，以及从气体容器2805中引出GeF₄气体，分别使这些气体流入流量控制器2807，2808和2810。然后，逐渐地开启出口阀门2817，2818和2820，以及分阀门2832，使气体进入反应室2801。在此种情况下，调节出口阀门2817，2818和2820，使得在SiF₄气体流速，GeF₄气体流速和B₂H₆/H₂气体流速之间，得到所希望的比值。调节主阀门2834，同时观察真空计2836的读数使在反应室里边得到所希望的压力。然后，在确认了加热器2838已将2837的温度加热在50到400℃范围之内后，将电源2840给定到予定的电功率上，以便在反应室2801内，产生辉光放电，同时使用微型计算机（在图中没有给出）按照予先设计好的变化系数曲线，控制SiF₄气体，GeF₄气体，CH₄气体以及B₂H₆/H₂气体的流速，于是在 园柱基体2837上，首先形成了一层包含有硅原子，锗原子和硼原子的光敏层。

然后，再在光敏层上形成一层表面层。其工艺正如以上所描述的一样，例如，对SiF₄气体和CH₄气体，可任选一种稀释气体，例如分别是He，Ar和H₂来稀释，按所希望的气体流速进入反应室2801，同时依据以前设计的变化系数曲线，采用微型计算机控制SiF₄气体和CH₄气体的流速，并且按照予定条件产生辉光放电，因此形成了一种含有碳原子的Si（H，X）表面层。

除了形成相应各个膜层所需要的阀门之外，所有的其它出口阀门当然是关闭的。在形成各个膜层时，该系统的里边，予先抽到高真空，因而需要关闭出口阀门2817-2821，再开启分阀门2832和2833以及完全开启主阀门2834，以避免用于形成先前一层的气体留在反应室2801之内和留在由出口阀2817-2821到反应室2801之内的气体管路中。

此外，当采用SnCl₄作为原料将锡原子结合进光敏层时，SnCl₄以固态形式放入密闭容器2806′，并在其中加热，同时从气体容器2806吹入2806′容器中某种惰性气体，例如Ar或He，以便引起气泡产生SnCl₄气体。然后，如同以上所述的SiF₄气体、GeF₄气体、B₂H₂/H₂气体和类似的气体一样，以同样的工艺，把所得到的气体引入反应室。

试验实施例

通过使用由SUS不锈钢制成的，2毫米直径的硬球，把一个铝合金园柱体表面（60毫米直径和298毫米长），做成凸凹不平的表面，（如以上图6所示的器件）。

实验证明硬球的半径R′，下落高度h，凹坑的曲率半径R，以及凹痕宽度D的关系时，证实了曲率半径R和凹痕宽度D是由硬球半径R′，下落高度h等条件决定的。也证实了通过控制园柱体的迴转动速度，或者迴转动次数，或者控制刚性硬球下落数量，就能够调节每一个凹痕之间的节距（凹痕的密度或者凸凹不平的节距），以达到所希望的节距。

实施例1

以上述试验实施例的方法，对铝合金园柱体的表面进行加工，得到如表1A的两对直径D和比值D/R（园柱体101-106号的园柱形铝的基底。

然后，采用如表1B下面的条件，和如图28中的制造设备，在每一层铝的基底（园柱体101到106号）上，形成了一层光接收层。

在上述的每一种情况中都是用微型计算机依据表示在图30中的流速曲线，自动地在形成表面的过程中控制CH₄气体、H₂气体、和SiF₄气体的流速的。

通过波长为780毫微米和焦点直径为80微米的激光束的照射，使用如图29所示的图象曝光设备，对这些光接收元件加以曝光。并且通过随后的显影和转换，得到了图象。在表1A的下面一行中表示了由此而得到的图象中出现干涉条纹的状况。

图29（A）是描图全部曝光设备的平面略图。

图29（B）是全部曝光设备的侧视略图。

在图中表示了光接收元件2901，半导体激光器2902，一个f₀透镜2903和一个多面镜2904。

然后，用以上描述的同样方式，用铝合金园柱体，以常规的切割工具对铝合金园柱体表面进行加工（60毫米直径，298毫米长，100微米凸凹不平的节距和3微米凸凹不平的深度），制成了一种光接收元件，以便进行比较。在电子显微镜下观测所得到的光接收元件，基底和光接收层之间的界面和光接收层的表面是彼此平行的。用此光接收元件，以如上同样的方式所形成的图象，以如上所描述的同样方式，加以评价。此结果如表1A下面一行所示。

实施例2

除了按照表2B中形成膜层的条件形成光接收层以外，形成这些光接收层的每一个铝的基底（园柱体No.101到107号）都是采用如同实施例1中相同的方式加工而成的。

然而，使用微型计算机分别按照图31和图32所示的流速曲线，自动地控制在形成光敏层的过程中GeF₄气体和SiF₄气体的流速，以及NH₃气体，H₂气和SiF₄气体的流速。

至于将硼原子结合进光敏层的条件是，它们以B₂H₆/SiF₄≥100PPM的比值引入，而且硼原子搀杂进整个膜层的区域中的剂量约是200PPM。

按照实施例1同样的方式所得到的光接收元件上形成图象时，其中出现的干涉条纹的状况，表示在表2A的下面一行上。

实施例3到11

除了按照表3到表10的形成膜层的条件，构成光接收层以外，形成这些光接收层的每一个铝基底上（园柱体No    103到106号）都是采用如用实施例1中相同的方式加工而成的。

在这些实施例中是按照图33到图45所示的流速变化曲线（如同表11中分别写明的那样）在微型计算机的控制下，自动地调节形成光敏层和表面层所用气体的流速。

硼原子的引入方法是与实施例2中所叙述的方法相同。

在以实施例1的同样方法，得到的光接收元件上，形成了图象。在这样得到的图象中，没有观察到干涉条纹，而且图象的品质是非常高的。

Claims (12)

1、一种含有球形凹痕基底表面的无定形硅多层光敏元件包括基底和基底上的光接收层，所述光接收层具有光敏层具有光敏层和表面层，其特征在于所述光敏层是由含有硅原子和至少包含有或者锗原子或者锡原子其中一种原子的无定形材料所构成，所述表面层是由包含有硅原子和至少还包含有从氧原子，碳原子和氮原子中挑选出的一种原子的无定形材料所组成，所述基底具有由许多球形凹痕构成的凸凹不平的表面，球形凹痕的周边相接，其曲率半径R和宽度D满足下式：0.35≤D/R，D≤500μm，光带隙在所说的光敏层和所说的表面层之间的界面上完全匹配。

2、一种按照权利要求1所述的光敏元件，其中光敏层包含从氧原子，碳原子和氮原子中挑选出来的至少一种原子。

3、一种按照权利要求1或2所述的光敏元件，其中光敏层包含属于元素周期表第Ⅲ或Ⅴ族的控制导电率元素的原子。

4、一种按照权利要求1或2所述的光敏元件，其中光敏层具有多层结构。

5、一种按照权利要求4所述的光敏元件，其中光敏层具有一层包含属于元素周期表第Ⅲ或Ⅴ族的控制导电率的元素的原子的电荷注入抑制层，作为其中的一个分层。

6、一种按照权利要求4或5所述的光敏元件，其中光敏层具有一层阻挡层作为其中的一个分层。

7、一种按照权利要求1或2所述的光敏元件，其中球形凹痕具有同一曲率半径。

8、一种按照权利要求1或2所述的光敏元件，其中球形凹痕具有同一曲率半径和同一宽度。

9、一种按照权利要求1或2所述的光敏元件，其中球形凹痕是通过让许多刚性硬球自然地下落在基底表面上而形成的。

10、一种按照权利要求1或2所述的光敏元件，其中球形凹痕是通过让几乎有相同直径的刚性硬球，从几乎相同的高度上，自然地下落在基底表面上而形成的。

11、一种按照权利要求1或2所述的光敏元件，其中基底是一种金属基体。

12、一种使用权利要求1所述的光敏元件的电子摄影方法，包括

（1）给所述光接收元件提供一个电场，以及

（2）给所述光接收元件提供带有信息的电磁波，从而形成静电图象。

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