專(zhuān)利名稱(chēng):光接收元件的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于對(duì)電磁波，如光(這里光是廣義的，如紫外線(xiàn)、可見(jiàn)光線(xiàn)、紅外線(xiàn)、X射線(xiàn)和γ射線(xiàn))，敏感的光接收元件。更具體地講，本發(fā)明涉及的是經(jīng)改進(jìn)的光接收元件，它特別適合于應(yīng)用在施加相干光，如激光光束的場(chǎng)合。
為記錄數(shù)字圖像信息，已經(jīng)有已知的方法，如先根據(jù)數(shù)字圖像信息調(diào)制激光光束，并以該激光束光學(xué)掃描一個(gè)光接收元件，從而形成靜電潛像，然后顯影這些潛像或進(jìn)一步施加變換，定影或進(jìn)行類(lèi)似其它所需的處理。尤其，在使用電子攝影工藝以形成圖像的方法中，通常是使用一個(gè)氦氖激光器或一個(gè)半導(dǎo)體激光器(發(fā)射波長(zhǎng)一般在650～820nm范圍)進(jìn)行圖像記錄，這種激光器做為激光光源尺寸小且價(jià)格便宜。
另外，做為適合于使用半導(dǎo)體激光器情況的電子攝影光接收元件，那些包括含有硅原子的非晶態(tài)材料(以下稱(chēng)為“a-Si”)的光接收元件，例如，在公開(kāi)號(hào)為86341/1979和83746/1981的日本專(zhuān)利中所公開(kāi)的，已經(jīng)過(guò)鑒定，并且是值得注意的，因?yàn)橥阎钠渌N類(lèi)的光接收元件相比，它們除了在光敏區(qū)具有優(yōu)良的耦合特性外，還具有較高的維氏硬度，并且在環(huán)境污染方面問(wèn)題較少。
然而，當(dāng)構(gòu)成上述光接收元件的光接收層做成單層結(jié)構(gòu)的a-Si層時(shí)，必須從結(jié)構(gòu)上在特定數(shù)量范圍內(nèi)將氫原子或鹵素原子，或者甚至硼原子摻雜到a-Si層內(nèi)，以便維持電子攝影所需的大于1012Ωcm的暗電阻，同時(shí)保持它們的高光敏特性。這樣，設(shè)計(jì)光接收元件的靈活性就受到相當(dāng)嚴(yán)格的限制，例如在形成這個(gè)光敏層時(shí)對(duì)各種條件需要嚴(yán)格控制。于是，提出了克服上述問(wèn)題的一些建議，根據(jù)這種設(shè)計(jì)，在把暗電阻降低到一定程度時(shí)，仍能有效地利用高光敏特性，即，光接收層是這樣構(gòu)成的，它具有兩層或更多層，這些層具有不同的導(dǎo)電率并疊合在一起，其中在光接收層內(nèi)形成有一個(gè)耗盡層，如公開(kāi)號(hào)為171743/1979、4053/1982和4172/1982的日本專(zhuān)利所公開(kāi)的。另外，也可以用一個(gè)多層結(jié)構(gòu)來(lái)改善表面暗電阻，在這種多層結(jié)構(gòu)中，有一個(gè)阻擋層置于基底和光接收層之間，或置于光接收層的表面上，如在公開(kāi)號(hào)為52178/1982、52179/1982、52180/1982、58159/1982、58160/1982和58161/1982的日本專(zhuān)利中所公開(kāi)的。
然而，具有多層結(jié)構(gòu)的光接收層的那些光接收元件每層的厚度并不平整如一。在使用這些元件來(lái)進(jìn)行激光記錄的情況下，由于激光束為相干單色光，則從激光輻射一側(cè)的光接收層自由表面反射的光，與從構(gòu)成光接收層的各層之間的交界面及基底與光接收層的交界面反射的光經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生相互干涉(以下將自由表面和層交界面統(tǒng)一稱(chēng)為“界面”)。
干涉將在形成的圖像中產(chǎn)生所謂干涉條紋圖案，這些圖案將導(dǎo)致圖像失真。尤其是在高層次的中間色調(diào)的圖像情況下，獲得的圖像在可辨度方面將變得非常差。
此外，有一點(diǎn)非常重要，那就是當(dāng)所用的半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)范圍增大，光接收層中對(duì)激光束的吸收減小，從而上述干涉現(xiàn)象將變得更加顯著。
這就是說(shuō)，在兩層或多層結(jié)構(gòu)的情況，干涉效應(yīng)對(duì)每一層都發(fā)生，并且干涉結(jié)果將相互疊加，顯示出干涉條紋圖案，這些干涉圖案將直接對(duì)轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生影響，并因此使干涉條紋在該元件上轉(zhuǎn)換和定影，最后在可見(jiàn)圖像中造成與干涉條紋圖案對(duì)應(yīng)的圖像失真。
為了克服這些問(wèn)題，已提出一些方法，如，(a)用鉆石裝置磨削基底表面以形成不平整度為±500
至±10000
的光散射表面(參考如公開(kāi)號(hào)為162975/1983的日本專(zhuān)利);(b)通過(guò)用黑色鋁氧化膜處理鋁基底的表面，或通過(guò)將碳、有色顏料或染料擴(kuò)散到一種樹(shù)脂里來(lái)設(shè)置一個(gè)光吸收層(參考如公開(kāi)號(hào)為165845/1982的日本專(zhuān)利);(c)通過(guò)用無(wú)光鉛氧化膜工藝處理基底表面，或用噴沙方法造成一個(gè)微粒狀不平整面，在鋁基底上設(shè)置一個(gè)防光散射反射層(參考如公開(kāi)號(hào)為16554/1982的日本專(zhuān)利)。
雖然上述方法在一定程度上提供了較滿(mǎn)意的結(jié)果，但它們還是不能有效地完全消除在圖像中的干涉條紋圖案。
也就是說(shuō)，在方法(a)中，由于在基底表面形成了具有單位t的許多不平整面，所以由光的散射效應(yīng)能在一定程度上阻止干涉條紋圖案的產(chǎn)生。然而，在光散射時(shí)，規(guī)則的反射光仍然存在，因此由這種反射光產(chǎn)生的干涉條紋圖案仍然存在;此外，由于在基底表面的光散射效應(yīng)，輻照點(diǎn)變大，從而導(dǎo)致析象能力實(shí)質(zhì)上下降。
在方法(b)中，僅通過(guò)黑色鋁氧化膜處理不可能獲得完全吸收，反射光在基底表面仍然存在。而且，在設(shè)置顏料擴(kuò)散樹(shù)脂層的情況下，還存在著各種問(wèn)題，在形成a-Si層時(shí)，引起樹(shù)脂層除氣，致使最終形成的光接收層的質(zhì)量明顯變壞在形成a-Si層時(shí)，等離子體損壞了樹(shù)脂層，其原有的吸收功能降低，而且由于表面狀態(tài)惡化，對(duì)繼續(xù)形成a-Si層將帶來(lái)所不期望的影響。
在方法(c)中，以入射光為例，一部份入射光在光接收層表面被反射，成為反射光，而其余部份作為透射光進(jìn)入光接收層內(nèi)部。透射光的一部份在基底表面被散射成為漫射光，其余部份有規(guī)律地被反射成為反射光，其中有一部份形成出射光。但是，這個(gè)出射光是一個(gè)和反射光產(chǎn)生干涉的分量，總之，由于這種光的存在，干涉條紋圖案就不能被完全消除。
另外，為防止這種情況下的干涉，有人試圖增加基底表面的漫反射能力，以使得在光接收層內(nèi)部不發(fā)生多次反射。但這又在光接收層內(nèi)造成光的漫射，引起暈影，最終降低了析像能力。
具體地講，在多層結(jié)構(gòu)的光接收元件中，如果基底表面不規(guī)則地變得粗糙，則在第一層表面的反射光、在第二層的反射光和在基底表面的規(guī)則反射光將相互干涉，從而在光接收元件中按照各層的厚度產(chǎn)生干涉條紋圖案。因此，在多層結(jié)構(gòu)的光接收元件中，使基底表面不規(guī)則地變粗糙不可能完全防止產(chǎn)生干涉條紋。
在使用噴沙或類(lèi)似的其它方法來(lái)使基底表面不規(guī)則地變粗糙的情況中，表面粗糙度在不同區(qū)域都有變化，粗糙度中的不平整性甚至發(fā)生在同一區(qū)域，這就給生產(chǎn)控制帶來(lái)問(wèn)題。另外，常常隨機(jī)地形成相對(duì)大的突起，這種大的突起在光接收層中引起局部故障。
進(jìn)而即使基底表面規(guī)則地變粗糙，因?yàn)楣饨邮諏油ǔＪ前椿妆砻娴牟黄秸螤畛练e，所以基底不平整面上的傾斜面將平行于光接收層的不平整面上的傾斜面，這樣入射光就會(huì)產(chǎn)生亮區(qū)和暗區(qū)。在這種光接收層內(nèi)，由于層的厚度在整個(gè)光接收層上不一致，就產(chǎn)生了亮暗帶圖形。因此，僅僅有規(guī)則地使基底表面粗糙不能完全防止干涉條紋圖案的發(fā)生。
進(jìn)一步講，在有規(guī)則粗糙表面的基底上沉積多層結(jié)構(gòu)的光接收層的情況中，由層與層之間的界面反射光產(chǎn)生的干涉，與由基底表面的規(guī)則反射光和光接收層表面的反射光之間產(chǎn)生的干涉相結(jié)合，因此情形比在單層結(jié)構(gòu)的光接收元件中發(fā)生干涉條紋更為復(fù)雜。
本發(fā)明的目的是要提供一種包括一個(gè)主要由a-Si組成的光接收層的光接收元件，這種元件避免上述問(wèn)題，并能滿(mǎn)足各種要求。
這就是說(shuō)，本發(fā)明的主要目的是要提供一種光接收元件，它包括由a-Si構(gòu)成的光接收層，它的光的、電的、光電導(dǎo)性能總是基本穩(wěn)定的，幾乎不受工作環(huán)境的影響，它有優(yōu)良的抗光疲勞性能，重復(fù)使用不會(huì)使性能衰退，它壽命長(zhǎng)，防潮性能好，它沒(méi)有或幾乎沒(méi)有剩余潛能，它還使生產(chǎn)控制變得容易。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種光接收元件，它包括由a-Si組成的一個(gè)光接收層，其在整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)域具有高的光敏特性，尤其是與半導(dǎo)體激光器耦合性能優(yōu)良，并顯示出快速光響應(yīng)。
本發(fā)明的其它目的是提供一種光接收元件，它包括由a-Si組成的一個(gè)光接收層，其具有高光敏特性，高的信噪比和高的承受電壓特性。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是要提供一種光接收元件，它包括一個(gè)由a-Si組成的光接收層，其在基底和基底上的層之間，或各疊層之間有著良好的緊密接合力，在結(jié)構(gòu)安排和優(yōu)良的層質(zhì)量方面既嚴(yán)格又穩(wěn)定。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是要提供一種光接收元件，它包括由a-Si組成的一個(gè)光接收層，其適合于使用相干光形成圖像，避免發(fā)生干涉條紋圖案，并且即使重復(fù)使用很長(zhǎng)時(shí)間仍然避免逆顯影光斑，還避免圖像失真或圖像模糊，它具有高析像能力，以清楚的中間色調(diào)顯示出高層次，能夠提供高質(zhì)量的圖像。
通過(guò)參考附圖并閱讀對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的下述描述，上述的和其它的目的，以及本發(fā)明的特征就變得一目了然了。
圖1示意地給出根據(jù)本發(fā)明的光接收元件的一個(gè)例子。
圖2和圖3是局部放大圖，表示根據(jù)本發(fā)明的光接收元件中，防止發(fā)生干涉條紋的原理。
圖2表示以球形凹痕在基底表面形成不平整面就能在光接收元件中防止發(fā)生干涉條紋。
圖3表示在傳統(tǒng)光接收元件中，干涉條紋的發(fā)生，其中光接收層設(shè)置在表面規(guī)則地粗糙化的基底上。
圖4和圖5是示意圖，表示根據(jù)本發(fā)明的光接收元件的基底表面的不平整形狀和產(chǎn)生這種不平整形狀的方法。
圖6是一個(gè)略圖，示意地表示適合于在本發(fā)明的光接收元件的基底上形成所述不平整形狀的一種設(shè)備的構(gòu)造的例子，其中，圖6(A)是一個(gè)正視圖，圖6(B)是一個(gè)垂直剖面圖。
圖7到圖15表示在本發(fā)明的光接收元件的光敏層中，鍺原子或錫原子沿厚度方向的分布。
圖16到圖24表示在本發(fā)明的光接收元件的光敏層中氧原子、碳原子或氮原子沿厚度方向的分布，或者第三族原子或第五族原子沿厚度方向的分布，縱坐標(biāo)代表光敏層的厚度，橫坐標(biāo)代表有關(guān)原子的分布濃度。
圖25是一個(gè)使用輝光放電工藝的加工設(shè)備的示意說(shuō)明圖，這種設(shè)備是分別制備本發(fā)明的光接收元件的光敏層和表面層的設(shè)備的一個(gè)例子。
圖26表示使用激光束的圖像曝光設(shè)備。
為克服傳統(tǒng)光接收元件的上述問(wèn)題并達(dá)到上述目的，本發(fā)明者進(jìn)行了認(rèn)真的研究，結(jié)果，根據(jù)下面所述的研究結(jié)論完成了本發(fā)明。
也就是說(shuō)，本發(fā)明涉及一種光接收元件，其特征在于該光接收元件包括一個(gè)基底和一個(gè)光接收層，該接收層具有一個(gè)由非晶材料組成的光敏層和一個(gè)表面層，該非晶材料包含硅原子并且至少包含或者鍺原子或者錫原子，所說(shuō)的表面層具有多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)至少具有最外層的耐磨層和內(nèi)層的防反射層，并且所說(shuō)的基底具有由球形凹痕構(gòu)成的不平整表面。
此外，本發(fā)明者在認(rèn)真研究后獲得如下的結(jié)論一個(gè)研究結(jié)論是，在基底(襯底)上配備著具有光敏層和表面層的光接收層的光接收元件中，把表面層做成在最外層有一耐磨層和在內(nèi)層至少有一層防反射層的多層結(jié)構(gòu)，就能防止入射光在表面層和光敏層之間的界面反射，并能克服由于形成表面層時(shí)層厚不均勻和/或因表面層磨損造成的層厚不均勻而導(dǎo)致的干涉條紋或靈敏度不均勻這樣一些問(wèn)題。
另一個(gè)研究結(jié)論是，通過(guò)在基底的表面上由許多球形凹痕形成不平整狀態(tài)，能夠克服那種在基底上有許多層的光接收元件中成象時(shí)發(fā)生的干涉圖案問(wèn)題。
這些研究結(jié)論是以本發(fā)明者進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)所獲得的論據(jù)為根據(jù)的。
為了有助于對(duì)上面所述的內(nèi)容的理解，將結(jié)合附圖作下列說(shuō)明。
圖1為表示本發(fā)明光接收元件100的層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。光接收元件由基底101、以及依次在101上形成的光敏層102和表面層103構(gòu)成?；?01的表面上呈現(xiàn)許多類(lèi)似于微小球形凹痕的不平整狀態(tài)。光敏層102和表面層103是沿著不平整面的傾斜面形成的。
圖2和圖3為說(shuō)明在本發(fā)明的光接收元件中如何解決干涉條紋圖案問(wèn)題的視圖。
圖3是傳統(tǒng)光接收元件中一個(gè)部分的放大視圖。其中，多層結(jié)構(gòu)的光接收層沉積在基底上，基底的表面被規(guī)則地打毛加工。圖中，301為光敏層，302為表面層，303為自由表面，而304為光敏層與表面層的交界面。如圖3所示，在基底表面僅由研磨或其它類(lèi)似的方法規(guī)則地打毛的情況下，由于光接收層通常是在基底表面上沿著不平整形狀部分形成的，所以基底表面上不平整面的傾斜面與光接收層的不平整面的傾斜面是相互平行的。
由于這種平行性，在光接收層由兩層(即光敏層301和表面層302)組成的多層結(jié)構(gòu)的光接收元件中，總是存在著下列問(wèn)題。因?yàn)楣饷魧雍捅砻鎸娱g的界面304與自由表面303平行，界面304處的反射光R1的方向與自由表面處的反射光R2的方向互相重合，因此，根據(jù)表面層的厚度產(chǎn)生一個(gè)干涉條紋。
圖2為圖1所示一個(gè)部分的放大視圖。如圖2所示，在本發(fā)明光接收元件中的基底表面上形成了由許多微小球形凹痕構(gòu)成的不平整形狀，而在其之上的光接收層是按這不平整的形狀沉積的。因此，在多層結(jié)構(gòu)的光接收元件中(例如，元件中的光接收層包括光敏層201和表面層202)，光敏層201和表面層202之間的界面204與自由表面203分別按基底表面上的不平整形狀形成由球形凹痕組成的不平整形狀。假設(shè)界面204處形成的球形凹痕的曲率半徑為R1，在自由表面處形成的球形凹痕的曲率半徑為R2，由于R1與R2不等，所以，界面204處的反射光和自由表面203處的反射光具有互不相同的反射角，即圖2中的Q1與Q2不等，它們的反射光的方向不同。此外，用圖2所示的l1、l2和l3，由l1+l2-l3表示的波長(zhǎng)差不是恒定的而是可變的，因此發(fā)生了與所謂的牛頓環(huán)現(xiàn)象相應(yīng)的剪切干涉，在凹痕中干涉條紋被彌散了。而且，如果在光接收元件產(chǎn)生的圖象中干涉環(huán)以微觀的形式出現(xiàn)，那么它是肉眼所看不見(jiàn)的。
也就是說(shuō)，在具有這種表面形狀的基底上形成多層結(jié)構(gòu)的光接收層的光接收元件中，由于通過(guò)光接收層的光與在層分界面上和基底表面處反射的光發(fā)生干涉而產(chǎn)生的條紋圖案成為圖象，由此能夠得到能形成極好圖象的光接收元件。
此外，本發(fā)明光接收元件的基底表面上由球形凹痕形成的不平整形狀的曲率半徑R和寬度D構(gòu)成了一個(gè)重要的因素，該因素對(duì)有效地防止在本發(fā)明的光接收元件中出現(xiàn)干涉條紋方面有有益的效果。本發(fā)明者進(jìn)行了各種不同的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了下列事實(shí)。
即，如果曲率半徑R和寬度D滿(mǎn)足下列等式(D)/(R) ≥0.035在各個(gè)凹痕中就出現(xiàn)0.5或0.5個(gè)以上的由剪切干涉引起的牛頓環(huán)。而，如果它們滿(mǎn)足下列等式
(D)/(R) ≥0.055在各個(gè)凹痕中就出現(xiàn)1個(gè)或1個(gè)以上的由剪切干涉引起的牛頓環(huán)。
根據(jù)上面所述，推薦選擇D/R大于0.035，最好是大于0.055，以便在各個(gè)凹痕中彌散整個(gè)光接收元件產(chǎn)生的干涉條紋，從而防止在光接收元件中出現(xiàn)干涉條紋。
而且，要求由磨出的凹痕形成的不平整狀態(tài)的寬度最大約為500微米，以小于200微米較佳，最好不大于100微米。
本發(fā)明的光接收元件中設(shè)置在具有上述特殊表面的基底上的光接收層是由光敏層和表面層構(gòu)成的。光敏層由含有硅原子并且至少含有或者鍺原子或者錫原子的非晶材料組成，最好是由含有硅原子(Si)、至少含有鍺原子(Ge)或錫原子(Sn)、并至少含有氫原子(H)或鹵素原子(X)的非晶材料〔以下稱(chēng)為“a-Si(Ge，Sn)(H，X)”〕或至少含有選自氧原子(O)、碳原子(C)和氮原子(N)中的一種原子的a-Si(Ge，Sn)(H，X)〔以下稱(chēng)為 “a-Si(Ge，Sn)(O，C，N)(H，X)”〕構(gòu)成。并且上述非晶材料可以含有一種或多種摻雜物，用來(lái)在需要時(shí)控制導(dǎo)電率。
光敏層可以是一個(gè)多層結(jié)構(gòu)，它最好包括一個(gè)含有控制導(dǎo)電率的摻雜物的電荷注入阻止層作為組合層，和/或一個(gè)勢(shì)壘層作為組合層。
表面層可以由含有硅原子、至少一種從氧原子(O)、碳原子(C)和氮原子(N)中選出的原子的非晶材料構(gòu)成，在此之外，非晶材料中至少含有氫原子(H)或鹵素原子(X)則更好〔以下稱(chēng)為“a-Si(O，C，N)(H，X)”〕，或者，表面層可以由無(wú)機(jī)氟化物、無(wú)機(jī)氧化物和無(wú)機(jī)硫化物中選出至少一種來(lái)構(gòu)成。在上面可供選擇的方案中的任一種情況下，表面層都是至少在最外層具有耐磨層和在內(nèi)層具有防反射層的多層結(jié)構(gòu)。
在制備本發(fā)明光接收元件的光敏層和表面層時(shí)，因?yàn)樾枰阉鼈兊暮穸染_控制在光學(xué)級(jí)以便有效地達(dá)到本發(fā)明的前述目的，通常使用真空沉積技術(shù)，如輝光放電法、濺射法或離子鍍法，除了這些方法外，也可以用光學(xué)化學(xué)汽相沉積法和熱化學(xué)汽相沉積法。
現(xiàn)在將參照附圖更具體地說(shuō)明本發(fā)生的光接收元件。這一說(shuō)明不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
圖1是一個(gè)表示本發(fā)明的光接收元件的典型層結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，其中示出了光接收元件100、基底101、光敏層102、表面層103和自由表面104。
基底本發(fā)明的光接收元件中的基底101具有一帶有微小不平整面的表面，其不平整度小于光接收元件所需的分辨能力，而該不平整面是由許多球形凹痕形成的。
基底表面的形狀以及推薦的制備這一形狀的方法的實(shí)例參考圖4和圖5作具體的說(shuō)明，但應(yīng)注意的是，本發(fā)明光接收元件中基底的形狀及其制備方法一點(diǎn)也不僅局限于此。
圖4為本發(fā)明光接收元件中基底表面形狀的典型實(shí)例的簡(jiǎn)單示意圖，其中放大了一部分不平整的形狀。圖4中示出基底401、基底表面402、真實(shí)剛性球403以及球形凹痕404。
圖4也是推薦的制備基底表面形狀方法的一個(gè)例子。使真實(shí)剛性球403從基底表面402以上預(yù)定高度的位置上自由落下，撞著基底表面402，從而形成球形凹痕404。通過(guò)使許多半徑R′基本相同的真實(shí)剛性球403從相同的高度h同時(shí)或相繼落下，就能在基底表面402上形成許多曲率半徑R基本相同且具有相同寬度D的球形凹痕404。
圖5給出幾個(gè)典型的基底實(shí)施例，它們?cè)诒砻嫔暇哂腥缟纤龅脑S多球形凹痕構(gòu)成的不平整形狀。
在圖5(A)所示的實(shí)施例中，通過(guò)使許多球體503、503……從同一個(gè)高度上基本規(guī)則地下落到基底501的表面502上的不同位置，形成許多曲率半徑和寬度基本相等的凹痕504、504……，它們彼此交疊，從而規(guī)則地形成一個(gè)不平整的形狀。在這種情況下，要形成互相交疊的凹痕504、504……，當(dāng)然需要球體503、503……是自由落下的，以使得各個(gè)球體503對(duì)基底502的碰撞次數(shù)可以互相替代。
而在圖5(B)所示的實(shí)施例中，通過(guò)使兩種不同直徑的球體503、503′……從彼此基本相等或彼此不同的高度下落到基底501的表面503上，形成具有兩種曲率半徑和兩種寬度的許多凹痕504、504′……，這些凹痕互相稠密地交疊在一起，從而形成在表面上具有不規(guī)則高度的不平整狀態(tài)。
在圖5(C)所示的實(shí)施例中(基底表面的正視圖和剖面圖)，通過(guò)把許多直徑基本相同的球體503、503……從基本相同的高度不規(guī)則地下落到基底501的表面502上，形成曲率半徑基本相等且具有多種寬度的許多凹痕504、504……，這些凹痕彼此交疊，從而形成一個(gè)不規(guī)則的不平整狀態(tài)。
如上所述，通過(guò)向基底表面落下真實(shí)剛性球，就能形成由球形凹痕構(gòu)成的不平整形狀。此時(shí)，適當(dāng)選擇各種不同的條件，諸如真實(shí)剛性球的直徑、下落高度、真實(shí)剛性球和基底表面的硬度或下落球體的數(shù)量，就能在基底表面上以預(yù)定的密度形成許多具有所需曲率半徑和寬度的球形凹痕。也就是說(shuō)，可以根據(jù)目的，通過(guò)選擇上述各種條件來(lái)隨意調(diào)節(jié)基底表面上形成的不平整形狀的高度和間距，由此便能獲得表面具有所需不平整形狀的基底。
為了把光接收元件基底的表面做成不平整的形狀，已提出由使用車(chē)床、銑刀等金剛石切削工具進(jìn)行研磨而形成這樣一種形狀的方法，這種方法在某種程度上是有效的。但是，這種方法存在著下列問(wèn)題需要使用切削油，以除去在切削加工中必然產(chǎn)生的切屑;需要去除殘留在切削表面上的切削油，這畢竟使制造工作復(fù)雜化并降低了工作效率。在本發(fā)明中，由于基底的不平整表面形狀是由如上所述的球形凹痕構(gòu)成的，因此能很方便地制備出具有所需不平整形態(tài)表面的基底，完全沒(méi)有上面所述的問(wèn)題。
本發(fā)明所用的基底101可是導(dǎo)電性的或絕緣的。導(dǎo)電性的基底可包括，如NiCr、不銹鋼、Al、Cr、Mo、Au、Nb、Ta、V、Ti、Pt和Pb等金屬或它們的合金。
電絕緣的基底可以包括，例如聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯、醋酸纖維、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等合成樹(shù)脂的薄膜或薄片，以及玻璃、陶瓷及紙的薄膜或薄片。對(duì)電絕緣基底至少有一個(gè)表面進(jìn)行導(dǎo)電處理比較好，光接收層就做在這個(gè)處理過(guò)的表面上。
例如對(duì)玻璃，在表面上設(shè)置一層由NiCr、Al、Cr、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pd、In2O2、SnO3、ITO(In2O3+SnO2)等制成的薄膜，即可加上導(dǎo)電性。對(duì)于聚碳酸酯這樣的合成樹(shù)脂膜，用真空沉積、電子束汽相沉積、濺射等方法把NiCr、Al、Ag、Pb、Zn、Ni、Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、V、Tl和Pt等金屬薄膜沉積在樹(shù)脂膜的表面或把金屬疊合在表面上便可提供導(dǎo)電性?；卓梢詾閳A柱體、帶狀或平板狀等任何形狀，這可根據(jù)使用情況適當(dāng)?shù)卮_定。例如，在用圖1所示的光接收元件作為電子攝影所用的成象元件時(shí)，最好是做成循環(huán)帶狀，或連續(xù)高速生產(chǎn)時(shí)做成圓柱形式。適當(dāng)確定基底部件的厚度，以便能按需需要制成光接收元件。在光接收元件需要柔韌性的情況下，可以把它做得盡可能的薄，只要基底還能有效地承擔(dān)其基底的功能就行。不過(guò)，從制造、處理或從基底的機(jī)械強(qiáng)度的角度來(lái)看，其厚度一般大于10微米。
下面結(jié)合圖6(A)和6(B)，說(shuō)明本發(fā)明制備基底表面的裝置的一個(gè)實(shí)施例，這里，本發(fā)明的光接收元件用作電子攝影用的光接收元件，不過(guò)，本發(fā)明不只局限于這一實(shí)施例。
對(duì)用于電子攝影的光接收元件的基底來(lái)說(shuō)，圓柱狀的基底被做成拉拔成型的管子，這是通過(guò)一般的擠壓加工把鋁合金或其它材料加工成船廳管或卷筒管，再進(jìn)一步拉拔，再經(jīng)過(guò)任意的熱處理或回火而得到的。然后，用如圖6(A)和6(B)所示的制造裝置在圓柱狀基底表面上形成不平整的形狀。
如上所述在基底表面上形成不平整形狀所用的球體可以包括，例如由不銹鋼、鋁、鎳、黃銅和其它類(lèi)似的金屬以及陶瓷和塑料制成的各種剛性球。其中，從壽命和降低成本的角度來(lái)說(shuō)，不銹鋼或鋼的剛性球比較好。這種球的硬度可以比基底的高或低。在重復(fù)使用球體的情況下，就需要球的硬度比基底的高。
圖6(A)和6(B)是整個(gè)制造裝置的剖面簡(jiǎn)圖，其中示出了制備基底用的鋁圓柱601，圓柱601可以預(yù)先在表面上做成適當(dāng)?shù)墓鉂嵍?。圓柱601由轉(zhuǎn)軸602支撐著，轉(zhuǎn)軸由一個(gè)合適的驅(qū)動(dòng)裝置603(如馬達(dá))所驅(qū)動(dòng)，并可繞軸的中心轉(zhuǎn)動(dòng)。考慮到要形成的球形凹痕的密度和所用真實(shí)剛性球的數(shù)量，適當(dāng)確定和控制轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
用于使真實(shí)剛性球605自由下落的下落裝置604包括一個(gè)存放和落下真實(shí)剛性球605的進(jìn)料裝置606、一個(gè)振動(dòng)真實(shí)剛性球605以便促使它們從進(jìn)料器609下落的振動(dòng)器607、一個(gè)碰撞圓柱的回收容器608、一個(gè)通過(guò)管子把回收容器608中的真實(shí)剛性球傳遞到進(jìn)料器606的進(jìn)球器、多個(gè)在到進(jìn)料器609途中流動(dòng)清洗真實(shí)剛性球的清洗槽610、多個(gè)向清洗槽610用類(lèi)似噴咀那樣的方式供給清洗液(溶劑或類(lèi)似的東西)的蓄液池611、以及回收清洗液的回收容器612。
打開(kāi)下落部件613，以及根據(jù)振動(dòng)器607所給的振動(dòng)程度，可適當(dāng)控制由進(jìn)料器606自由落下的真實(shí)剛性球的數(shù)量。
光敏層在本發(fā)明的光接收元件中，光敏層102置于上述基底上。光敏層由a-Si(鍺、錫)(H，X)或a-Si(鍺，錫)(O，C，N)(H，X)組成，最好包括控制導(dǎo)電率的物質(zhì)。
在光敏層內(nèi)的鹵素原子(X)具體包括氟、氯、溴以及碘，特別是以氟和氯為佳。在光敏層102內(nèi)包括的氫原子(H)數(shù)、鹵素原子(X)數(shù)，或氫原子和鹵素原子(H+X)總數(shù)的原子百分比一般為從1%到40%，最好為從5%到30%。
在本發(fā)明的光接收元件中，光敏層的厚度是有效地達(dá)到本發(fā)明目的之重要因素之一，因此在設(shè)計(jì)光接收元件時(shí)要十分慎重，以便得到性能合乎要求的元件。該層的厚度一般是從1微米到100微米，最好從1到80微米，從2到50微米更佳。在本發(fā)明的光接收元件的光敏層中摻入鍺原子和/或錫原子的目的，主要是為了改善光接收元件在長(zhǎng)波范圍內(nèi)的光譜吸收特性。
就是說(shuō)，通過(guò)在光敏層中摻入鍺原子和/或錫原子，本發(fā)明的光接收元件即可產(chǎn)生極佳的各種特性，尤其是它對(duì)從短波到長(zhǎng)波范圍內(nèi)的可見(jiàn)光更為敏感，而且對(duì)光的響應(yīng)極快。
當(dāng)以半導(dǎo)體激光器作光源時(shí)，這個(gè)效果就更明顯了。
在本發(fā)明的光接收元件的光敏層中，或者在整個(gè)層內(nèi)，或者在鄰近基底的部分區(qū)域內(nèi)含有鍺原子和/或錫原子。
對(duì)后一情況，光敏層即成為層狀結(jié)構(gòu);即包含鍺原子和/或錫原子的分層，以及既不包括鍺原子也不包括錫原子的分層，從基底一側(cè)依次層疊。
在整個(gè)層內(nèi)或僅在層的部分區(qū)域內(nèi)摻入鍺原子和/或錫原子情況下，鍺原子和/或錫原子可以為均勻或不均勻分布。(均勻分布意味著在光敏層中，鍺原子和/或錫原子在與基底表面平行的方向和其厚度方向的分布都是均勻的。不均勻分布意味著在光敏層中，鍺原子和/或錫原子在與基底表面平行的方向的分布是均勻的，而在其厚度方向是不均勻的。)在本發(fā)明的光接收元件的光敏層中，希望光敏層內(nèi)的鍺原子和/或錫原子，在鄰近基底的邊緣部分，均勻分布的數(shù)量較大，或者在基底邊緣部分的數(shù)目較自由表面部分多。在這些情況下，當(dāng)在鄰近基底的邊緣部分，在鍺原子和/或錫原子的濃度急劇增加時(shí)，長(zhǎng)波長(zhǎng)的光能夠在組合層中或在分別鄰近于光接收層的基底層區(qū)域中，被基本或完全吸收;而當(dāng)將諸如半導(dǎo)體激光器輻射的長(zhǎng)波長(zhǎng)光用作光源時(shí)，該長(zhǎng)波長(zhǎng)則在組合層中或在接近光接收層的自由表面?zhèn)鹊膶訁^(qū)域內(nèi)，幾乎不能被吸收。其目的是防止來(lái)自基底表面的反射光所形成的干涉。
如上述，在本發(fā)明的光接收元件的光敏層中，鍺原子和/或錫原子可以在整個(gè)層內(nèi)或組合層部分區(qū)域內(nèi)均勻分布，或者在整個(gè)層或組合層部分區(qū)域內(nèi)沿層厚度方向不均勻連續(xù)分布。
下邊參考圖7到15，通過(guò)典型例子予以說(shuō)明鍺原子在光敏層中沿厚度方向上為連續(xù)不均勻的分布。
在圖7到圖15中，橫座標(biāo)表示鍺原子的分布濃度C，縱座標(biāo)表示整個(gè)光敏層或與基底相鄰的組合層的部分區(qū)域的厚度;tB表示與基底相鄰的光敏層的位置;tT表示與遠(yuǎn)離基底的相鄰的表面層的端部位置，或表示包含鍺原子的組合層和不包含鍺原子的組合層的界面位置。
就是說(shuō)，包含鍺原子的光敏層從tB方向向tT方向形成。
在這些圖中，厚度和濃度均予以放大圖示，以助理解。
圖7示出在光敏層中鍺原子沿厚度方向分布的第一個(gè)典型實(shí)例。
在圖7所示的例子中，鍺原子的分布為從位置tB(包含鍺原子的光敏層在tB位置與基底表面互相接觸)到位置t1的范圍內(nèi)，其濃度C為恒定值C1;而且從位置t1到界面的位置tT區(qū)域內(nèi)，濃度C從C2逐漸地連續(xù)降低。在界面位置tT，鍺原子的濃度基本為零。(“基本為零”意味著其濃度低于可能測(cè)到的極限值。)在圖8所示的例子中，所包含的鍺原子分布為位置tB處的濃度C3，其值逐漸地連續(xù)降低到位置tT處的濃度C4。
在圖9所示的例子中，鍺原子的分布為從位置tB到位置t2的區(qū)域內(nèi)，濃度C5是恒定的，并且從位置t2到位置tT的區(qū)域內(nèi)其濃度逐漸地連續(xù)降低。位置tT處的濃度基本為零。
在圖10所示的例子中，鍺原子的分布為從位置tB到位置t3的區(qū)域內(nèi)，濃度C6逐漸地連續(xù)降低，并且從位置t3到位置tT的區(qū)域內(nèi)迅速地連續(xù)降低。位置tT處的濃度基本為零。
在圖11所示的例子中，鍺原子C的分布為從位置tB到位置t4的區(qū)域內(nèi)，濃度C7是恒定的，而從位置t4到位置tT的區(qū)域內(nèi)其濃度則直線(xiàn)下降。在位置tT處的濃度為零。
在圖12所示的例子中，鍺原子的分布為從位置tB到位置t5的區(qū)域內(nèi)，濃度C8是恒定的，而從位置t5到tT的區(qū)域內(nèi)，濃度C9直線(xiàn)降低到濃度C10。
在圖13所示的例子中，鍺原子的分布為從位置tB到位置tT的區(qū)域內(nèi)，濃度直線(xiàn)降低為零。
在圖14所示的例子，鍺原子的分布為從位置tB到位置t6的區(qū)域內(nèi)，濃度C12直線(xiàn)降低到C13，并且從位置t6到位置tT的范圍內(nèi)，濃度C13維持恒定。
在圖15所示的例子中，鍺原子的分布為位置tB處的濃度C14緩慢降低，然后從位置tB到位置t7的范圍內(nèi)迅速降低到濃度C15。
從位置t7到位置t8的范圍內(nèi)，濃度先迅速降低，再緩慢降低，使位置t8處的濃度C16。在位置t8和位置t9之間，濃度緩慢降低到C17。在位置t9和位置tT之間，濃度C17進(jìn)一步降低到基本為零。濃度降低情況如曲線(xiàn)所示。
在圖7到圖15中，已說(shuō)明了在層102′中鍺原子和/或錫原子依厚度方向分布的幾個(gè)例子。在本發(fā)明的光接收元件中，鍺原子和/或錫原子在光敏層內(nèi)的濃度，最好是在與基底相鄰處高，而在與界面tT相鄰處相當(dāng)?shù)汀?br>這就是說(shuō)，希望構(gòu)成本發(fā)明的光接收元件的光敏層具有一個(gè)與基底相鄰的區(qū)域，使鍺原子和/或錫原子在該區(qū)域的局部地方濃度較高。
在本發(fā)明的光接收元件中的該局部區(qū)域，離界面tB最好在5微米以?xún)?nèi)。
該局部區(qū)域可以是離界面tB處5微米厚度范圍的一部分。
該局部區(qū)域是該層的全部還是一部分，取決于要形成的光接收層的特性要求。
在該局部區(qū)域內(nèi)包含的鍺原子和/或錫原子沿厚度方向的分布應(yīng)該是鍺原子和/或錫原子的最大濃度Cmax，以硅原子數(shù)為基準(zhǔn)，其原子百分比要大于1000ppm，最好大于5000ppm，大于1×104ppm更佳。
這就是說(shuō)，在本發(fā)明的光接收元件中，包含鍺原子和/或錫原子的光敏層最好這樣形成鍺原子和/或錫原子分布的最大濃度Cmax是在離tB(或離基底側(cè))5微米的厚度內(nèi)。
在本發(fā)明的光接收元件中，應(yīng)使在光敏層中的鍺原子和/或錫原子數(shù)適當(dāng)，以真正達(dá)到本發(fā)明的目的。一般說(shuō)其百分比為1到6×105ppm，最好為10到3×105ppm，當(dāng)為1×102到2×105ppm時(shí)更佳。
本發(fā)明的光接收元件的光敏層可以摻入選自氧原子、碳原子、氮原子中的至少一種原子。這對(duì)于提高光接收元件的光靈敏度和暗電阻，以及改善襯底和光接收層之間的附著作用都是有效的。
在將選自氧原子、碳原子以及氮原子中的至少一種原子摻入到本發(fā)明的光接收元件的光敏層中的情況下，可沿層的厚度方向作均勻分布或不均勻分布，這取決于上述的目的和所予期的效果，其含量的變化也應(yīng)如此。
就是說(shuō)，在提高光接收元件的光靈敏度、暗電阻的情況下，他們?cè)诠饷魧拥恼麄€(gè)層內(nèi)是均勻分布的。在這種情況下，包含在光敏層內(nèi)的選自碳原子、氧原子和氮原子中的至少一種原子的原子數(shù)是相當(dāng)小的。
在改善基底和光敏層之間的附著作用的情況下，選自碳原子、氧原子和氮原子中的至少一種原子被均勻地包含在與基底相鄰近的構(gòu)成光敏層的層中，或者所包含的選自碳原子、氧原子及氮原子中的至少一種原子的濃度分布是這樣的在基底一側(cè)光敏層的端部濃度較高。在這種情況下，為了改善對(duì)基底的附著作用，選自氧原子、碳原子及氮原子中的至少一種原子的原子數(shù)量比較大。
在本發(fā)明的光接收元件中的光敏層中，所包含的選自氧原子、碳原子和氮原子中的至少一種原子的原子數(shù)，在考慮到結(jié)構(gòu)關(guān)系時(shí)，如除了上述的光接收層的特性要求外，它與基底接觸界面性能也要予以確定。并且其原子百分比一般為從0.001ppm到50ppm，最好從0.002ppm到40ppm，從0.003ppm到30ppm為最適宜。
另外，在光敏層整個(gè)層內(nèi)摻入元素的情況下，在光接收層的層厚度中，摻入元素的層區(qū)域的層厚度比例較大，這使其含量的上限較小。就是說(shuō)，如果摻入元素層區(qū)域的厚度是光敏層厚度的2/5，則其原子百分比含量一般小于百分之30，最好小于百分之20，小于百分之10最為適宜。
下邊參考圖16到24，對(duì)一些典型例子予以說(shuō)明。例子中，在本發(fā)明的光敏層中基底一側(cè)包含了相當(dāng)數(shù)目的選自氧原子、碳原子、氮原子中至少一種原子的原子數(shù)，而該原子數(shù)從基底一側(cè)端部到自由表面一側(cè)端部逐漸降低并且在自由表面一側(cè)光敏層端部附近，進(jìn)一步降低到相當(dāng)小的數(shù)目或基本為零。但是本發(fā)明的范圍并不限于這些例子。
以下將選自氧(O)原子、碳(C)原子、氮(N)原子中的至少一種元素的含量稱(chēng)為“原子(O，C，N)。在圖16至24中，橫座標(biāo)表示原子(O，C，N)的分布濃度C，縱座標(biāo)表示光敏層的厚度，tB表示基底和光敏層之間的界面位置。tT表示自由表面和光敏層之間的界面位置。
圖16示出光敏層內(nèi)原子(O，C，N)沿厚度方向分布的第一個(gè)典型例子。在這個(gè)例子中原子(O，C，N)分布方式為從位置tB(光敏層與基底接觸)到t1的區(qū)域內(nèi)濃度C維持恒定值C1，從位置t1到tT的區(qū)域內(nèi)濃度C從C2逐漸連續(xù)降低，在位置tT第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的濃度是C3。
在圖17所示例子中，光敏層內(nèi)包含的原子(O、C、N)分布濃度C為位置tB的濃度C4連續(xù)降低到tT處的濃度C5。
在圖18所示的例子中，原子(O，C，N)的分布濃度為從位置tB到位置t2的區(qū)域內(nèi)，濃度C6維持恒定，并且從位置t2到位置tT的區(qū)域內(nèi)，濃度逐漸地連續(xù)下降。位置tT處的濃度基本為零。
在圖19所示的例子中，原子(O，C，N)的分布濃度為從位置tB到位置tT的區(qū)域內(nèi)，濃度C8逐漸地連續(xù)下降，在位置tT處基本為零。
在圖20所示的例子中，原子(O，C，N)的分布濃度為從位置tB到位置t3的區(qū)域內(nèi)，濃度C9維持恒定，而從位置t3到位置tT的區(qū)域內(nèi)，濃度C8直線(xiàn)降低到濃度C10。
在圖21所示的例子中，原子(O，C，N)的分布濃度為從位置tB到位置t4的區(qū)域內(nèi)，濃度C11維持恒定，而在從位置t4到位置tT的區(qū)域內(nèi)則直線(xiàn)降低到C13。
在圖22所示的例子中，原子(O，C，N)的分布濃度為從位置tB到位置tT的區(qū)域內(nèi)，濃度C14直線(xiàn)降低，在位置tT處濃度基本為零。
在圖23所示的例子中，原子(O，C，N)的分布濃度為在從位置tB到位置t5的區(qū)域內(nèi)，濃度C15直線(xiàn)降低到C16，并且從位置t5到位置tT的區(qū)域內(nèi)維持恒定。
最后，在圖24所示的例子中，原子(O，C，N)的分布濃度C為從位置tB處的濃度C17緩慢降低，然后從位置tB到位置t6區(qū)域內(nèi)迅速降低到濃度C18。在位置t6到位置t7的區(qū)域內(nèi)，濃度先迅速降低，再緩慢降低到在位置t7處的C19。在位置t7和位置t8之間，濃度緩慢降低，在位置t8處濃度為C20。從位置t8到位置tT范圍內(nèi)，濃度C20緩慢降低到基本為零。
如圖16到圖24的實(shí)施例中所示，在這樣的情況下，原子(O，C，N)的分布濃度C在靠近基底一側(cè)的光敏層部分較高，同時(shí)在自由表面附近的光敏層部分內(nèi)又相當(dāng)?shù)?，或基本降低到零?？梢酝ㄟ^(guò)設(shè)置一個(gè)局部區(qū)域更有效地改善光敏層與基底之間的附著作用。在該局部區(qū)域內(nèi)，原子(O，C，N)的分布濃度在靠近基底一側(cè)部分較高，最好在離鄰近基底表面交界面5微米以?xún)?nèi)的位置設(shè)置該局部區(qū)域。
該局部區(qū)域可以部分地或整體地設(shè)置在光接收層的端部，光接收層在基底側(cè)包含原子(O，C，N)，這可以根據(jù)要形成的光接收層性能要求適當(dāng)確定。
我們希望，在局部區(qū)域內(nèi)包含的原子(O，C，N)數(shù)為原子(O，C，N)最大子分比濃度要大于500ppm，最好大于800ppm，若大于1000ppm則最佳。
在本發(fā)明光接收元件的光敏層中，光敏層可包含控制導(dǎo)電率的物質(zhì)，在整個(gè)或?qū)訁^(qū)的一部分中以均勻或不均勻狀態(tài)分布。
可以指出，在半導(dǎo)體領(lǐng)域中所稱(chēng)的雜質(zhì)，可以做為控制導(dǎo)電率的摻雜物，其中適用者可包括周期表第Ⅲ族的原子，它可形成P型導(dǎo)電(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“第Ⅲ族原子”);或周期表第Ⅴ族的原子，它可形成N型導(dǎo)電(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“第Ⅴ族原子”)。具體說(shuō)，第Ⅲ族原子可以包括B(硼)、Al(鋁)、Ga(鎵)、In(銦)以及Ti(鉈)，B和Ga尤其適用。第Ⅴ族原子可以包括如P(磷)、As(砷)，Sb(銻)、以及Bi(鉍)，P和Sb尤其適用。
就將第Ⅲ族或第Ⅴ族原子做為控制導(dǎo)電率的物質(zhì)摻入到本發(fā)明的光接收元件光敏層而言，為些物質(zhì)是包含在整個(gè)層區(qū)域還是層的部分區(qū)域，取決于以下敘述的目的或所期望的效果，并且其含量也是變化的。
就是說(shuō)，如果主要目的是控制光敏層導(dǎo)電類(lèi)型和/或?qū)щ娐剩瑒t該物質(zhì)就包含在光敏層的整個(gè)區(qū)域內(nèi)，在該區(qū)域內(nèi)第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的含量可以較小，其原子百分比一般為從1×10-3ppm到1×103ppm，最好5×10-2到5×102ppm，而從1×10-1ppm到5×102ppm最為適宜。
在將第Ⅲ族或第Ⅴ族原子以均勻分布狀態(tài)摻入到與基底接觸層區(qū)域部分的情況下，所包含的原子為在鄰近基底一側(cè)，層厚度方向上所包含的第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的分布濃度較高;在包含第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的結(jié)構(gòu)層，或作為電荷注入阻止層的包含第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的高濃度層區(qū)域濃度亦較高。就是說(shuō)，在摻入第Ⅲ族原子情況下，由于在光敏層自由表面進(jìn)行正極性起電處理，就能夠有效地阻止從基底一側(cè)注入的電子注入光敏層。而另一方面，在摻入第Ⅲ族原子情況下，由于在該層的自由表面進(jìn)行負(fù)極性的起電處理，就能夠有效地阻止從基底一側(cè)注入的正極性空穴注入光敏層。這種情況下，摻雜含量是很高高的。具體說(shuō)，其原子百分比為30ppm到5×104ppm，最好為50ppm到1×104ppm，且從1×102ppm到5×103ppm最為適宜。對(duì)于產(chǎn)生阻擋作用的電荷注入阻止層，光敏層的厚度(T)以及鄰近基底包含第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的層或?qū)訁^(qū)域的厚度(t)應(yīng)按其比值t/T≤0.4來(lái)確定。該比值最好小于0.35，小于0.3最為適宜。另外，該層或?qū)訁^(qū)域的厚度(t)一般為3×10-3到8微米，最好為4×10-3到8微米，以5×10-3到5微米最適宜。
另外，典型的實(shí)施例可以依在圖16到24中所示的光敏層包含原子(O、C、N)的類(lèi)似例子來(lái)說(shuō)明。在典型實(shí)施例中，第Ⅲ族或第Ⅴ族原子摻入到光接收層中，其分布使其在基底側(cè)原子數(shù)較大，且從基底朝著光接收層自由表面降低，在靠近自由表面?zhèn)鹊亩瞬枯^小或基本等于零。但是，本發(fā)明并不僅限于這些實(shí)施例。
如圖16到24的實(shí)施例所示，對(duì)這種情況，即在靠近基底側(cè)光敏層部分第Ⅲ族或第Ⅴ族原子分布濃度C較高，同時(shí)在光敏層和表面層之間界面內(nèi)分布濃度C相當(dāng)?shù)突蚧緶p少到零，則其效果為第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的分布濃度大的層區(qū)域能夠更有效地形成上述的電荷注入阻止層，其方法是在靠近基底一側(cè)部分設(shè)置第Ⅲ族或第Ⅴ族原子分布濃度較高的局部區(qū)域，最好設(shè)置的局部區(qū)域是在與基底表面鄰近的界面距離5微米的范圍內(nèi)。
在上邊敘述第Ⅲ族或第Ⅴ族原子分布狀態(tài)的各個(gè)作用的同時(shí)，當(dāng)然尚要適當(dāng)兼顧第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的分布狀態(tài)及第Ⅲ族或第Ⅴ族原子數(shù)，這是要達(dá)到予期的目的、獲得具備所需性能的光接收元件所必須的。例如，在基底一側(cè)光敏層端部設(shè)置電荷注入阻止層情況下，可以以在除了電荷注入阻止層以外的光敏層中，包含一種用于控制一種極性導(dǎo)電率的物質(zhì)，該極性不同于在電荷注入阻止層中所包含的控制導(dǎo)電率的物質(zhì)的極性;或者可以包含一種控制相同極性導(dǎo)電率的物質(zhì)，其含量基本上小于在電荷注入阻止層中所包含的數(shù)量。
另外，在本發(fā)明的光接收元件中，可以設(shè)置一個(gè)由電氣絕緣材料組成的所謂勢(shì)壘層，代替設(shè)置在基底一側(cè)端部作為組合層的電荷注入阻止層;或者可以將勢(shì)壘層和電荷注入阻止層二者均設(shè)置作為組合層。構(gòu)成勢(shì)壘層的材料可以包括，例如像Al2O3、SiO2以及Si3N4這樣的無(wú)機(jī)電絕緣材料，或像聚碳酸酯(Polycarlonate)這樣的有機(jī)電絕緣材料。
表面層本發(fā)明的光接收元件的表面層103布置在光敏層102上，而具有自由表面104。
將表面層103布置在本發(fā)明光接收元件中的光敏層上，其目的在于減少入射光的反射，增加光接收元件自由表面104上的傳輸比，使光接收元件的諸如防潮性、連續(xù)重復(fù)使用性、耐電壓性、抗環(huán)境性、耐久性之類(lèi)的特性得以改善。
作為形成表面層的材料，需要滿(mǎn)足各種條件，材料符合這些條件就能為由其構(gòu)成的層提供優(yōu)良的防反射功能，并且有改善上述各種特性的功能，同時(shí)，材料符合這些條件不會(huì)對(duì)光接收元件的光電導(dǎo)性產(chǎn)生不良影響，能提供滿(mǎn)足要求的光電導(dǎo)性能(例如在一定的電平上提供電阻)，在利用液體進(jìn)行顯影處理的情況下提供優(yōu)良的抗溶性，而且不會(huì)降低所形成的光接收層的各種性能。能滿(mǎn)足這些不同條件，又能有效使用的材料包括下列兩類(lèi)一種是由硅原子(Si)和選自氧原子(O)、碳原子(C)、氮原子(N)中的至少一種原子，除此之外最好還有氫原子(H)或鹵素原子(X)組成的非晶材料〔以下稱(chēng)為“a-Si(O，C，N)(H，X)”〕。
另一種是由諸如MgF2、Al2O3、ZrO2、TiO2、ZnS、CeO2、CeF3、Ta2O5、AlF5及NaF之類(lèi)的無(wú)機(jī)氟化物、無(wú)機(jī)氧化物及無(wú)機(jī)硫化物組成的一組物質(zhì)中選出的至少一種材料。
而且，在本發(fā)明的光接收元件中，表面層103為多層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)至少包括一層最外層的耐磨層和內(nèi)層的防反射層，以解決由表面層厚度的不均勻?qū)е碌母缮鏃l紋或靈敏度不均勻問(wèn)題。也就是說(shuō)，在光接收元件中包括有多層結(jié)構(gòu)的表面層，因?yàn)樵诒砻鎸又挟a(chǎn)生多個(gè)界面，而且在各個(gè)界面上的反射相互抵消，因此，表面層與光敏層之間的界面上的反射也就能夠減少，現(xiàn)有技術(shù)中由于表面層厚度不均勻而導(dǎo)致的反射比率變化的問(wèn)題便能得以解決。
只要能夠滿(mǎn)足所需的性能，當(dāng)然有可能將構(gòu)成表面層的耐磨層(最外層)和防反射層(內(nèi)層)制成單層結(jié)構(gòu)或者二層或多層結(jié)構(gòu)。
對(duì)于將表面層制成這種多層結(jié)構(gòu)，構(gòu)成耐磨層(最外層)和防反射層(內(nèi)層)的層的光帶間隙(Eopt)就會(huì)不同。具體地說(shuō)，與此相對(duì)應(yīng)，使耐磨層(最外層)的折射率、防反射層(內(nèi)層)的折射率以及其上直接布置表面層的光敏層的折射率相互不同。
滿(mǎn)足由下式表示的關(guān)系，可以使光敏層和表面層之間界面上的反射減少至零n3＝n1·n2]]>(其中n1＜n3＜n2)2n3d＝(1/2+m)λ(m為整數(shù))這里，n1是光敏層的折射率，n2是構(gòu)成表面層的耐磨層的折射率，n3是防反射層的折射率，d是防反射層的厚度，λ是入射光的波長(zhǎng)。
盡管在上述實(shí)施例中，確定了關(guān)系n1＜n3＜n2，但并不是總限定于此，例如，關(guān)系可確定為n1＜n2＜n3。
例如，在由包含硅原子和選自氧原子、碳原子或氮原子中的至少一種原子的非晶材料構(gòu)成表面層的情況下，通過(guò)使表面層中所包含的氧原子數(shù)、碳原子數(shù)或氫原子數(shù)在防反射層中不相同，致使其折射率不同。具體地說(shuō)，在用a-SiH構(gòu)成光敏層和用a-SiCH構(gòu)成表面層的情況下，使包含在耐磨層中的碳原子數(shù)比包含在防反射層中的碳原子數(shù)多，并且使光敏層的折射率n1、防反射層的折射率n2、耐磨層的折射率n2以及耐磨層的厚度d分別為n1≈2.0，n2≈3.5，n3≈2.56，d≈755
。而且，通過(guò)使表面層中所包含的氧原子數(shù)、碳原子數(shù)或氮原子數(shù)在耐磨層和抗反射層中不相同，可以使各層中折射率不同。具體地說(shuō)，耐磨層可由a-SiO(H，X)構(gòu)成，防反射層可由a-SiN(N，X)或a-SiO(H，X)構(gòu)成。
選自氧原子、碳原子或氮原子中的至少一種成分，以均勻分布的狀態(tài)包含在構(gòu)成表面層的耐磨層和防反射層中。隨著所包含的這些原子的數(shù)量的增加，前述的各種特能都能得以改善，但是，如果超量，就會(huì)降低層的質(zhì)量，電的和機(jī)械的特性也會(huì)下降。鑒于以上所述，通常確定包含在表面層中的這些原子的原子百分比為0.001～90%，最好為1～90%，10～80%最恰當(dāng)。而且，最理想的是氫原子和鹵素原子中的一種原子包含在表面層中，其中，包含在表面層中的氫原子(H)數(shù)、鹵素原子(X)數(shù)或氫原子和鹵素原子的總數(shù)通常是原子百分?jǐn)?shù)為1～40%，最好為5～30%，5～25%最恰當(dāng)。
此外，在由選自無(wú)機(jī)氟化物、無(wú)機(jī)氧化物和無(wú)機(jī)硫化物中的至少一種化合物構(gòu)成表面層的情況下，這些化合物被有選擇性地應(yīng)用，以使在光敏層、耐磨層和防反射層中的折射率各不相同，而且在考慮以上例示的每一無(wú)機(jī)物及其混合物的折射率的同時(shí)，前述條件也能滿(mǎn)足。括號(hào)中的數(shù)值表示無(wú)機(jī)物及其混合物的折射率ZrO2(2.00)，TiO2(2.26)，ZrO2/TiO2＝6/1(2.09)，TiO2/ZrO2＝3/1(2.20)，GeO2(2.23)，ZnS(2.24)，Al2O3(1.63)，GeF3(1.60)，Al2O3/ZrO2＝1/1(1.68)，MgF2(1.38)。當(dāng)然，根據(jù)制做的層的種類(lèi)及制做條件，這些折射率會(huì)有一點(diǎn)改變。
此外，表面層的厚度也是有效地達(dá)到本發(fā)明目的的重要因素之一，厚度根據(jù)所需目的來(lái)適當(dāng)確定。必要的是在決定厚度的同時(shí)，要根據(jù)包含在層中的氧原子數(shù)、碳原子數(shù)、氮原子數(shù)、鹵素原子數(shù)和氫原子數(shù)或者表面層所需的特性來(lái)考慮相互的結(jié)構(gòu)關(guān)系，另外，還必須從生產(chǎn)率和大規(guī)模生產(chǎn)諸如此類(lèi)的經(jīng)濟(jì)角度來(lái)決定厚度。鑒于以上所述，表面層的厚度通常是3×10-3～30μm，4×10-3～20μm較好，5×10-3～10μm最佳。
采用如上所述的本發(fā)明光接收元件的層結(jié)構(gòu)，在包含有由非晶硅構(gòu)成的光接收層的光接收元件中的如上所述的所有不同問(wèn)題都能夠解決。特別是在利用相干激光束作為光源的情況下，可以顯著地防止成象時(shí)由于干涉現(xiàn)象而產(chǎn)生干涉條紋圖案，由此，能夠得到高質(zhì)量的再產(chǎn)圖象。
另外，因?yàn)楸景l(fā)明光接收元件在整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)域具有高的靈敏度，而且在較長(zhǎng)波長(zhǎng)一側(cè)的光靈敏特性?xún)?yōu)良，所以尤其適于與半導(dǎo)體激光器匹配，顯示出快速的光響應(yīng)，并且表現(xiàn)出比較優(yōu)良的電的、光的和光電導(dǎo)特性、耐壓性和抗工作環(huán)境性。
具體地說(shuō)，在將該光接收元件應(yīng)用于電子攝影的情況下，它絲毫不會(huì)對(duì)成象帶來(lái)不利的剩余潛能效應(yīng)，具有穩(wěn)定的電特性、高靈敏度和高的信噪比，表現(xiàn)出優(yōu)良的耐光性和重復(fù)使用特性、高成象密度和清晰的中間色調(diào)，還能反復(fù)提供具有高析象率的高質(zhì)量圖象。
現(xiàn)在對(duì)本發(fā)明光接收層的形成方法進(jìn)行說(shuō)明。
在本發(fā)明中構(gòu)成光接收層的非晶材料由利用諸如輝光放電的放電現(xiàn)象的真空沉積技術(shù)、濺射和離子鍍工藝來(lái)制備。根據(jù)生產(chǎn)條件、所需設(shè)備的費(fèi)用、生產(chǎn)規(guī)模和要制造的光接收元件的所需特性諸如此類(lèi)的因素，有選擇性地適當(dāng)采用這些工藝?？梢圆捎幂x光放電工藝以及濺射工藝是因?yàn)楸容^容易控制制做具有所需特性的光接收元件的條件，且很容易將碳原子、氫原子與硅原子一起引入?？梢栽谕幌到y(tǒng)中一起采用輝光放電工藝和濺射工藝。
從本質(zhì)上說(shuō)，例如在采用輝光放電工藝形成由a-Si(H，X)構(gòu)成的層時(shí)，能夠提供硅原子(Si)的氣體原料與引入氫原子(H)和/或鹵素原子(X)的氣體原料一起進(jìn)入其內(nèi)部壓力可以降低的沉積室中，在沉積室中發(fā)生輝光放電，在預(yù)定的基底表面上，形成由a-Si(H，X)構(gòu)成的層，該基底預(yù)先放置在真空室中的預(yù)定位置上。
提供Si的氣體原料可包括有氣態(tài)或可氣化的氫化硅(硅烷)，例如有SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H10等，考慮到易于進(jìn)行層的成形工作和高效地提供Si，則SiH4和Si2H6特別好。
此外，各種鹵化物可以作為引入鹵原子的氣體原料，最好是氣態(tài)的或可氣化的鹵化物，例如氣態(tài)鹵素、鹵化物、相互鹵化物和鹵代烷衍生物。特別是可包括諸如氟、氯、溴、碘的鹵素氣體，諸如BrF、ClF、ClF3、BrF2、BrF3、IF7、ICl、IBr等的相互鹵化物，和諸如SiF4、Si2H6、SiCl4和SiBr4的鹵化硅。應(yīng)用如上所述的氣態(tài)的或可氣化的鹵化硅具有特別的優(yōu)點(diǎn)，這是因?yàn)槟軌蛟诓涣硗馐褂锰峁㏒i的氣體原料的情況下形成由鹵素原子構(gòu)成的，含有a-Si的層。
能夠用于給出氫原子的氣體原料包括氣態(tài)的或可氣化材料，例如氣態(tài)原料有氫氣及HF、HCl、HBr及HI等鹵化物，可氣化材料有SiH4、Si2H6、Si3H8之類(lèi)的氫化硅和Si4O10或如SiH2F2、Si2H2I2、SiH2Cl2、SiHCl3、SiH2Br2及SiHBr3之類(lèi)的鹵代氫化硅。應(yīng)用這些氣體原料具有的優(yōu)點(diǎn)是容易控制對(duì)電或光電特性控制極有效的氫原子(H)含量。應(yīng)用如上所述的鹵化氫或鹵代氫化硅更有突出優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)闅湓?H)和鹵原子同時(shí)摻入。
在利用活化濺射工藝或離子鍍工藝(例如利用濺射工藝)形成含有a-Si(H，X)的層的時(shí)候，利用摻入氣態(tài)鹵化物或含鹵素原子的硅化合物，將鹵素原子導(dǎo)入沉積室，由此形成等離子氣體。
此外，在摻入氫原子的情況下，把可摻入氫原子的氣態(tài)原料，例如氫氣或上述氣態(tài)硅烷導(dǎo)入濺射沉積室，由此，形成等離子體氣體。
例如，在活化濺射工藝的情況下。在基底上含有a-Si(H，X)的層是這樣形成的用Si作靶，將稀釋鹵素原子的氣體氫氣與所需的惰性氣體He或Ar一起導(dǎo)入沉積室，由此形成等離子體，然后再濺射硅靶。
為了利用輝光放電工藝形成a-SiGe(H，X)層，將釋放硅原子(Si)的氣體原料、釋放鍺原子(Ge)的氣體原料、釋放氫原子(H)和/或鹵素原子(X)的氣體原料在適當(dāng)?shù)臍鈮合聦?dǎo)入可抽真空的沉積室中，在沉積室中產(chǎn)生輝光放電，這樣，a-SiGe(H，X)層便在沉積室中適當(dāng)固定的基底上形成。
用于供給硅原子、鹵素原子和氫原子的這些氣體原料與那些用于形成上述a-Si(H，X)層的氣體原料一樣。
釋放Ge原子的氣體原料有氣態(tài)的或可氣化的鍺的鹵化物，如GeH4、Ge2H6、Ge3H8、Ge4H10、Ge5H12、Ge6H14、Ge7H16、Ge8H18、Ge9H20，而GeH4、Ge2H6、Ge3H8等由于它們易于操作，且可有效地釋放出Ge原子，所以較好。
為了利用濺射工藝形成a-SiGe(H，X)層，需要在特定氣氛中濺射兩個(gè)靶(一個(gè)為硅靶，一個(gè)為鍺靶)或?yàn)R射由硅和鍺形成的靶。
為了利用離子鍍工藝形成a-SiGe(H，X)層，要使硅和鍺蒸氣通過(guò)所需的氣體等離子體。加熱置于舟中的多晶硅或單晶硅產(chǎn)生硅蒸氣，用對(duì)置于舟中的多晶鍺或單晶鍺加熱的方法產(chǎn)生鍺蒸氣，加熱方式可為電阻加熱或電子束加熱(E.B.方法)。
在采用濺射工藝和離子鍍工藝中的一種時(shí)，通過(guò)將上述氣態(tài)鹵化物或含硅的鹵化物導(dǎo)入產(chǎn)生氣體等離子體的沉積室，可產(chǎn)生含有鹵素原子的層。在形成含有氫原子的層時(shí)，將釋放氫原子的氣體原料導(dǎo)入產(chǎn)生氣體等離子體的沉積室，氣體原料可以是氣態(tài)氫、硅烷和/或氫化鍺。釋放鹵素原子的氣體原料包括上述的含硅鹵化物。其它原料氣體包括鹵化物，如HF、HCl、HBr、及HI等;鹵代硅烷類(lèi)，如SiH2F2、SiH2I2、SiH2Cl2、SiHCl3、SiH2Br2及SiHBr3;鹵化氫鍺類(lèi)，如GeHF3、GeH2F2、GeH3F、GeHCl3、GeH2Cl2、GeH3Cl、GeHBr3、GeH2Br2、GeH3Br、GeHI3、GeH2I2及GeH3I;以及鹵化鍺類(lèi)，如GeF4、GeCl4、GeBr4、GeI4、GeF2、GeCl2、GeBr2及GeI2等。它們可以是氣態(tài)物質(zhì)或可氣化的物質(zhì)。
為了用輝光放電工藝、濺射工藝、或離子鍍工藝形成由含有錫原子的非晶硅(下面稱(chēng)為a-SiSn(H，X)〕構(gòu)成的光接收層，用能釋放錫原子(Sn)的原料(氣體原料)代替上述形成a-SiGe(H、X)層的可釋放鍺原子的氣體原料。適當(dāng)?shù)乜刂乒に?，就可形成含有所需錫原子數(shù)的層。
釋放錫原子(Sn)的氣體原料的實(shí)例有氫化錫(SnH4)和鹵化錫(例如SnF2、SnF4、SnCl2、SnCl4、SnBr2、SnBr4、SnI2及SnI4)，它們可以為氣態(tài)的物質(zhì)或者可氣化的物質(zhì)。鹵化錫類(lèi)較好，因?yàn)樗鼈兪窃诨咨闲纬珊宣u素原子的a-Si。在鹵化錫類(lèi)中，SnCl4特別好，這是因?yàn)樗子诓僮髑夷苡行У毓┙o錫原子。
在固態(tài)SnCl4用作供給錫原子(Sn)的原料時(shí)，在加熱SnCl4的同時(shí)，將惰性氣體(例如Ar和He)吹入(鼓入)其中，使SnCl4氣化為好。由此產(chǎn)生的氣體在所需的壓力下被導(dǎo)入已抽真空的沉積室中。
利用輝光放電工藝、濺射工藝或離子鍍工藝，可以由非晶材料〔a-Si(H，X)或a-Si(Ge，Sn)(H，X)〕形成一種層，上述非晶材料包含第三族原子或第五族的原子、氮原子、氧原子或碳原子等。在這種情況下將用于a-Si(H，X)或a-Si(Ge，Sn)(H，X)的上述原料與幾種第三族原子或第五族原子、氮原子、氧原子或碳原子的原料一起使用。原料氣體的供給量應(yīng)適當(dāng)加以控制，這樣，使層含有所需的原子數(shù)。
例如，如果要利用輝光放電工藝，由含有原子(O，C，N)的a-Si(H，X)或由含有原子(O，C，N)的a-Si(Ge，Sn)(H，X)形成層，則形成a-Si(H，X)或a-Si(Ge，Sn)(H，X)的原料應(yīng)該與用于摻入原子(O，C，N)的原料結(jié)合起來(lái)使用。這些原料的供給量應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)赜枰钥刂?，這樣，層便包含有所需原子的所需原子數(shù)。
引入原子(O，C，N)的原料可以是任何由氧、碳、和氮構(gòu)成的氣態(tài)物質(zhì)或可氣化物質(zhì)。這些用于引入氧原子(O)的原料包括氧氣(O2)、臭氧(O3)、二氧化氮(NO2)、一氧化二氮(N2O)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)、五氧化二氮(N2O5)和三氧化氮(NO3)等。另外的例子是由硅原子(Si)、氧原子(O)、和氫原子(H)構(gòu)成的低硅氧烷，例如二硅氧烷(H3SiOSiH3)和硅氧基二硅氧烷(trisiboxame) (H3SiOSiH2OSiH3)。用于引入碳原子的原料有含有1～5個(gè)碳原子的飽和烴，如甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、正丁烷(n-C4H10)和戊烷(C5H12);含有2～5個(gè)碳原子的烯烴，如乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丁烯-1(C8H8)、丁烯-2(C4H8)、異丁烯(C4H8)及戊烯(C5H10);以及含有2～4個(gè)碳原子的炔烴，如乙炔(C2H2)、丙炔(C3H4)和丁炔(C4H6)。用于引入氮原子的原料的實(shí)例有氮?dú)?N2)、氨氣(NH3)、聯(lián)氨(NH2·NH2)、疊氮化氫(HN3)、疊氮化氨(NH4N3)、三氟化氮(F3N)和四氟化氮(F4N)等。
例如，在利用輝光放電、濺射、離子鍍等工藝形成由含有第三族原子或第五族原子的a-Si(H，X)或a-Si(Ge，Sn)(H，X)構(gòu)成的層或?qū)訁^(qū)域的情況下，將在形成如上所述的a-Si(H，X)或a-Si(Ge，Sn)(H，X)層的過(guò)程中，形成a-Si(H，X)或a-Si(Ge，Sn)(H，X)所用的原料與引入第三族或第五族原子的原料一同使用，它們就能在控制它們進(jìn)入要形成層的量時(shí)互相結(jié)合在一起。
具體地說(shuō)，把引入硼原子的材料作為引入第三族原子的原料，這樣的引入材料包括有氫化硼，如B2H6、B4H10、B5H9、B5H11、B6H10、B6H12和B6H14等;以及鹵化硼，如BF4、BCl3和BBr3。此外，還有AlCl3、CaCl3、Ca(CH3)2、InCl3、TlCl3等類(lèi)似物質(zhì)。
至于引入第五族原子的原料(具體來(lái)說(shuō)，引入磷原子的材料)，有氫化磷類(lèi)，如PH3和P2H6，以及鹵化磷類(lèi)，如PH4I、PF3、PF5、PCl3、PCl5、PBr3、PBr5和PI3等。另外，AsH3、AsF5、AsCl3、AsBr3、AsF3、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3和BiBr3也可作為引入第五族原子的有效原料。
在利用輝光放電工藝形成含有氧原子的層或?qū)訁^(qū)的情況下，將引入氧原子的原料加到那些選自上述形成光接收層的原料中。作為引入氧原子的原料，可以使用絕大多數(shù)至少以氧原子為成份的氣態(tài)或可氣化物質(zhì)。例如，有可能使用一種以硅原子(Si)為成分的氣態(tài)原料和以所需氧原子(O)為成分的氣態(tài)原料的混合物。如果必要，該混合物可按一定比例含有以氫原子(H)作為成分和/或以鹵素原子(X)為成分的氣態(tài)原料。也可使用一種以硅原子(Si)為成分的氣態(tài)原料和以氧原子(O)和氫原子(H)為成份的氣態(tài)原料的、按一定比例混合的混合物，或者是一種以硅原子(Si)為成分的氣態(tài)原料和硅原子(Si)、氧原子(O)及氫原子(H)為成分的氣態(tài)原料的混合物。
此外，也有可能使用一種以硅原子(Si)、氫原子(H)為成分的氣態(tài)原料和以氧原子(O)為成分的氣態(tài)原料的混合物。
特別值得提到的有，氧(O2)、臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、一氧化二氮(N2O)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)、五氧化二氮(N2O5)、三氧化氮(NO3)和以硅原子(Si)、氧原子(O)、氫原子(H)作為成分的低級(jí)硅氧烷，例如二硅氧烷(H3SiOSiH3)和硅氧基二硅氧烷(trisiloxame，H3SiOSiH2OSiH3)等等。
在利用濺射工藝形成含有氧原子的層或?qū)訁^(qū)的時(shí)候，可通過(guò)在不同氣氛下濺射作為靶的單晶硅片、多晶硅片或含有Si、SiO2混合物的片來(lái)實(shí)現(xiàn)。
例如，在用硅片作靶的情況下，將引入氧原子及引入氫原子和/或鹵素原子的氣態(tài)原料根據(jù)需要用稀釋氣體加以稀釋?zhuān)賹⑵鋵?dǎo)入濺射室中，并使它們形成氣體等離子體，再濺射硅片。
另一方面，也可單獨(dú)用Si靶和SiO2靶或者用一個(gè)由Si與SiO2混合而成的靶，在稀釋氣體中或在作為濺射氣體的、至少含有以氫原子(H)和/或鹵素原子(X)作為成分原子的氣體中濺射。作為引入氧原子的氣態(tài)原料，也可把上述輝光放電工藝實(shí)例中所介紹的引入氧原子的氣態(tài)原料用作濺射中的有效氣體。
此外，在利用輝光放電工藝形成由含碳原子的a-Si構(gòu)成的層的情況下，可用如下混合物以硅原子(Si)作為成分原子的氣態(tài)原料與以碳原子(C)作為成分原子的氣態(tài)原料和按需要選取以氫原子(H)和/或鹵素原子(X)作為成分的氣態(tài)原料的，以一定混合比構(gòu)成的混合物;以硅原子(Si)作為成分原子的氣態(tài)原料和以碳原子(C)及氫原子(H)作為成分原子的氣態(tài)原料和以硅原子(Si)、碳原子(C)及氫原子(H)作為成分原子的氣態(tài)原料的混合物;或以硅原子(Si)及氫原子(H)作為成分的氣態(tài)原料和具有碳原子(C)作為成分的氣態(tài)原料的混合物。
這里可有效使用的氣態(tài)原料包括以C和H作為成分的氣態(tài)氫化硅，例如SiH4、Si2H6、Si3H8、及Si4H10一類(lèi)的硅烷，也包括以C和H作為成分原子、具有1至4個(gè)碳原子的飽和烴、2至4個(gè)碳原子的烯烴和2至3個(gè)碳原子的炔烴等。
確切地說(shuō)，這些飽和烴可包括甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、正丁烷(n-C4H8)和戊烷(C5H12)，烯烴可包括乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丁烯-1(C4H8)、丁烯-2(C4H8)、異丁烯(C4H8)和戊烯(C5H10)，炔烴可包括乙炔(C2H2)、丙炔(C3H4)和丁炔(C4H6)。
以Si及H作為成分原子的氣態(tài)原料可包括烴基硅化物，例如Si(CH3)4和Si(C2H5)4。除了這些氣態(tài)原料之外，當(dāng)然可將H2用作引入H的氣態(tài)原料。
在利用濺射工序形成由a-SiC(H，X)構(gòu)成的層時(shí)，它可以這樣進(jìn)行用單晶硅片或多晶硅片，或碳(石墨)片或含Si和C混合物的小片作靶子，在一定氣氛下濺射。
例如在采用硅片作靶的情況下，在將碳原子和氫原子和/或鹵素原子的氣態(tài)原料引入濺射沉積室的同時(shí)，有選擇地用Ar和He這樣的稀釋氣體進(jìn)行稀釋?zhuān)纱诵纬蛇@些氣體的等離子體，并濺射Si片。
另一方面，在用Si和C做成各自的靶或做成由Si和C的混合物構(gòu)成的靶的情況下，作為濺射氣體引入的氫原子和/或鹵素原子氣態(tài)原料可有選擇地用稀釋氣體稀釋并引入濺射室，由此形成氣體等離子體，并進(jìn)行濺射?？梢圆捎萌缟纤龅脑谳x光放電工藝中的氣態(tài)原料作為引入用于濺射工藝中每一種原子的氣態(tài)原料。
在利用輝光放電工藝形成含有氮原子的層或?qū)訁^(qū)的情況下，將引入氮原子的氣態(tài)原料加入所需的選自用于形成如上述的光接收層的原料中。可選用大多數(shù)至少以氮原子作為成分的氣態(tài)或可氣化材料作為引入氮原子的原料。
例如，可使用下述的混合物由以硅原子(Si)作為成分的氣態(tài)原料、以氮原子(N)作為成分的氣態(tài)原料，及按需要選用以氫原子(H)和/或鹵素原子作為成分的氣態(tài)原料，按一定所需混合比組成的混合物，或由以硅原子(Si)作為成分的氣態(tài)原料和以氮原子(N)及氫原子(H)作為成分原子的氣態(tài)原料按一定混合比組成的混合物。
另一方面，也能用由以氮原子(N)作為成分原子的氣態(tài)原料和以硅原子(Si)及氫原子(H)作為成分原子的氣態(tài)原料組成的混合物。
在形成含有氮原子的層或?qū)訁^(qū)時(shí)，能夠有效地作為引入氮原子的氣態(tài)原料是氣態(tài)氮或可氣化氮化物，和諸如具有以氮作為成分或以氮及氫作為成分的疊氮化物之類(lèi)的氮化物，如氮(N2)、氨(NH3)、聯(lián)氨(H2NNH2)、氮化氫(HN3)和氮化氨(NH4N3)。另外，還可提出一些物質(zhì)，如三氟化氮(F3N)和四氟化二氮(F4N2)的鹵氮化合物，它們不僅可引入氮原子(N)還能引入鹵素原子(X)。
可采用單晶或多晶硅片或Si3N4片或含Si和Si3N4混合物的片作靶子，通過(guò)在各種氣體中濺射這些靶子，可形成含有氮原子的層或?qū)訁^(qū)。
例如，在采用Si片作靶的情況下，用稀釋氣體將釋放氮原子的氣體原料和根據(jù)要求而加入的釋放氫原子和/或鹵素原子的氣態(tài)原料進(jìn)行稀釋?zhuān)缓髮⑵鋵?dǎo)入濺射沉積室，使它們形成氣體等離子體，并對(duì)硅片進(jìn)行濺射。
另一方面，也分別用Si和Si3N4制作靶子，也可制成一個(gè)含Si和Si3N4混合物的靶子，然后在稀釋氣體氣氛中，或在用作濺射氣體的至少含有氫原子和/或鹵素原子(X)的氣氛中，對(duì)靶子進(jìn)行濺射。作為釋放氮原子的氣態(tài)原料，在如前述的輝光放電實(shí)例中所介紹的引入氮原子的氣態(tài)原料也可在濺射時(shí)用作一個(gè)有效氣體。
如上所述，采用輝光放電工藝或?yàn)R射工藝制備本發(fā)明光接收元件的光接收層。通過(guò)調(diào)節(jié)各種氣體原料的流速，或調(diào)節(jié)各自進(jìn)入沉積室中的原料之間的流速比可以控制光接收層中的鍺原子和/或錫原子;第三族原子或第五族原子;氧原子、碳原子或氮原子;以及氫原子和/或鹵素原子的量。
在形成本發(fā)明光接收元件的光敏層和表面層時(shí)的一些條件，例如溫度、沉積室中的氣壓和放電功率，都是獲得具有所需特性的光接收元件的重要因素。根據(jù)所制作的層的功能要求來(lái)選定這些條件，而且，因?yàn)閷拥闹谱鳁l件可因光接收層中各種原子的種類(lèi)和數(shù)量而改變，所以在決定這些條件時(shí)也應(yīng)當(dāng)考慮到層所含有的原子的種類(lèi)和數(shù)量。
例如，在要形成其中含有氮原子、氧原子、碳原子和第三族或第五族原子的a-Si(H，X)層的情況下，基底溫度通常為50-350℃，50-250℃較好;沉積室中的氣壓通常為0.01-1乇，最好為0.1-0.5乇;放電功率通常為0.005-50瓦/平方厘米，0.01-30瓦/平方厘米較好，最好是0.01-20瓦/平方厘米。
在要形成a-Si(Ge(H，X)層或形成其中含有第三族或第五族原子的a-SiGe(H，X)時(shí)，基底溫度通常是50-350℃，較好是50-300℃，最好是100-300℃;沉積室中的氣壓通常是0.01-5乇，在氣壓為0.001-3乇時(shí)較好，氣壓為0.1-1乇時(shí)最好;放電功率通常是0.005-50瓦/平方厘米，較好為0.01-30瓦/平方厘米，0.01-20瓦/平方厘米為最好。
但是，象基底溫度、放電功率和沉積室中氣壓這些形成層時(shí)的實(shí)際條件，通常不很容易單獨(dú)確定。所以，層形成的最佳條件要根據(jù)形成具有所需特性的非晶材料層的有關(guān)結(jié)構(gòu)關(guān)系來(lái)予以決定。
另外，為了使包含在本發(fā)明的光接收層中的鍺原子和/或錫原子、氧原子、碳原子、氮原子、第三族或第五族原子、氫原子和/或鹵素原子的分布狀態(tài)一致，在形成光接收層時(shí)，必須保持前述的各種條件不變。
在通過(guò)改變沿層厚度方向的原子分布濃度，來(lái)形成所含的鍺原子和/或錫原子、氧原子、碳原子、氮原子、或第三族原子或第五族原子沿層厚度方向以所需狀態(tài)分布的本發(fā)明感光層時(shí)，例如在輝光放電工藝的情況下，在將氣體引入沉積室時(shí)，通過(guò)根據(jù)所需的變化系數(shù)，適當(dāng)?shù)馗淖円腈N原子和/或錫原子、氧原子、碳原子、氮原子、或第三族原子或第五族原子的原料氣體的流速，而同時(shí)維持其它條件不變時(shí)，來(lái)形成該層。逐漸打開(kāi)預(yù)置針閥可改變氣流速度，這種預(yù)置閥安裝在氣路當(dāng)中。這種調(diào)節(jié)可用手動(dòng)或用馬達(dá)進(jìn)行。在這種情況下，流速的改變不一定是線(xiàn)性的，但必須獲得所需成分曲線(xiàn)，例如，可用微機(jī)或其相似裝置，按照起初設(shè)計(jì)的變化系數(shù)曲線(xiàn)來(lái)控制流速。
此外，在利用濺射工藝形成光接收層的情況下，可采用引入鍺原子和/或錫原子、氧原子、碳原子、氮原子、第三族原子或第五族原子的氣態(tài)原料，按照與利用輝光放電工藝同樣方式的所需變化曲線(xiàn)，改變氣體引入沉積室時(shí)的流速，依靠以上的辦法，改變層厚度方向上的分布密度，由此來(lái)形成在層厚度方向上的鍺原子和/或錫原子、氧原子、碳原子、氮原子、或第三族原子或第五族原子的所需分布狀態(tài)。
此外，在用選自無(wú)機(jī)氟化物、無(wú)機(jī)氧化物和無(wú)機(jī)硫化物的至少一種化合物形成本發(fā)明表面層時(shí)，要形成這樣的表面層必須把層厚度控制在光學(xué)厚度程度，則可使用蒸汽沉積、濺射、汽相等離子體、光化學(xué)汽相沉積、熱汽相沉積或類(lèi)似工藝。當(dāng)然，在考慮到諸如形成表面層材料的種類(lèi)、生產(chǎn)條件、所需設(shè)備費(fèi)用及生產(chǎn)規(guī)模之類(lèi)的因素時(shí)，要適當(dāng)選用這些制作工藝。
附帶提及的是，考慮到易于操作，易于確定條件等的因素，在利用無(wú)機(jī)化合物形成表面層的情況下，使用濺射工藝為好。也就是說(shuō)，將用于形成表面層的無(wú)機(jī)化合物用作靶，Ar氣用作濺射氣體，通過(guò)產(chǎn)生輝光放電和濺射無(wú)機(jī)化合物來(lái)沉積表面層。
參考實(shí)例1到26，本發(fā)明將得到更具體的描述，但本發(fā)明并不僅限于這些實(shí)例的方式。
在每一個(gè)實(shí)例中，利用輝光放電工藝形成光敏層，而用輝光放電或?yàn)R射工藝來(lái)形成表面層。圖25表示借助輝光放電工藝制備根據(jù)本發(fā)明的光接收元件的一種設(shè)備。
圖中示出的氣體貯存器2502、2503、2504、2505和2506裝有用來(lái)形成本發(fā)明的各層的氣體材料，例如在氣體貯存器2502中存有SiF4氣體(純度為99.999%)，在氣體貯存器2503中存有摻入H2的B2H6氣體(純度為99.999%，稱(chēng)為B2H6/H2)，在氣體貯存器2504中存有CH4氣體(純度為99.999%)，在氣體貯存器2505中存有GeF4氣體(純度為99.999%)，而在氣體貯存器2506中存有惰性氣體He。在密閉容器2506′中配有SnCl4。
在這些氣體進(jìn)入反應(yīng)室2501之前，要確保柱狀氣體罐2502～2506的閥門(mén)2522～2526以及泄氣閥2535是關(guān)閉的，而進(jìn)氣閥2512～2516、出氣閥2517～2521、以及分閥門(mén)2532和2533是打開(kāi)的。隨后，首先打開(kāi)主閥門(mén)2534以抽空反應(yīng)室2501及氣體管路。下面涉及到的一個(gè)實(shí)施例是在一個(gè)鋁圓柱體基底2537上形成第一層(光敏層)，隨后形成第二層(表層)的情況。
首先，通過(guò)打開(kāi)的進(jìn)氣閥2512、2513和2515，SiF4氣體自氣體貯存器2502、B2H6/H2氣體自氣體貯存器2503、而GeF4氣體自氣體貯存器2505分別流向流量控制器2507、2508和2510，使輸出氣壓計(jì)2527、2528和2530的壓強(qiáng)控制在1公斤/厘米2。隨后，出氣閥2517、2518和2520以及分閥門(mén)2532被逐漸打開(kāi)以使這些氣體進(jìn)入反應(yīng)室2501。在這種情況下，調(diào)節(jié)出氣閥2517、2518和2520，使得SiF4氣體的流速、GeF4氣體流速及B2H6/H2氣體流速間的比例達(dá)到所希望的數(shù)值，而邊觀察真空計(jì)2536的讀數(shù)邊調(diào)節(jié)主閥門(mén)2534的打開(kāi)狀態(tài)，使得在反應(yīng)室2501中的壓強(qiáng)達(dá)到所希望的數(shù)值。隨后，在確認(rèn)園柱基底2537的溫度因加熱器2538的加熱處于50到400℃的范圍內(nèi)之后，電源2540送入預(yù)定數(shù)值的電功率以引起反應(yīng)室2501中的輝光放電，同時(shí)，利用微型計(jì)算機(jī)(未表示出)，根據(jù)前面設(shè)計(jì)的變化系數(shù)曲線(xiàn)來(lái)控制SiF4氣體、GeF4氣體和B2H6/H2氣體的流速，從而，首先在圓柱基底2537上形成包含有硅原子、鍺原子和硼原子的第一層。當(dāng)層102′達(dá)到所希望的厚度時(shí)，出氣閥2518和2520完全關(guān)閉，除非因需要而改變了放電條件，輝光放電要在相同狀態(tài)下保持下來(lái)，從而，在第一層上又形成了第二層。
也就是說(shuō)，在上述的過(guò)程之后，例如SiF4氣體和CH4氣體最佳地?fù)饺氡热缯f(shuō)He、Ar、和H2中，以所希望的氣體流速進(jìn)入反應(yīng)室2501，同時(shí)用微型計(jì)算機(jī)根據(jù)前面設(shè)計(jì)的變化系數(shù)曲線(xiàn)控制SiF4氣體和CH4氣體的流速，從而根據(jù)預(yù)定的條件產(chǎn)生輝光放電，借助此輝光放電形成由包含碳原子的a-Si(H、X)構(gòu)成的表面層。
當(dāng)然，不是形成各相應(yīng)層所需的所有出氣閥都要關(guān)閉。進(jìn)而，剛一形成各相應(yīng)層，系統(tǒng)內(nèi)部因關(guān)閉出氣閥2517～2521而被抽空到所需的高真空度，同時(shí)，打開(kāi)分閥門(mén)2532和2533以及完全打開(kāi)主閥門(mén)2534以避免形成前述薄層所用過(guò)的氣體殘存在反應(yīng)室2501和自出氣閥2517～2521到反應(yīng)室2501內(nèi)部的氣體管路當(dāng)中。
在第一層即光敏層混有錫原子、而SnCl4被用作為送料氣體的情況下，作為錫原子的原料置于2506′中的固體SnCl4被加熱裝置(未示出)所加熱，而惰性氣體比如說(shuō)He自惰性氣體貯存器2506中吹出。于是，所產(chǎn)生的SnCl4氣體以同上述的SiF4氣體、GeF4氣體、CH4氣體和B2H6/H2氣體相同的方式引入反應(yīng)室。
在以上述輝光放電工藝形成光敏層而隨后在其上以濺射工藝形成無(wú)機(jī)材料表面層的情況下，送料氣體的閥門(mén)和用作非晶材料層的摻入氣體的閥門(mén)被關(guān)閉，隨后逐漸打開(kāi)泄氣閥2535，使得沉積室中的壓強(qiáng)恢復(fù)到大氣壓，而沉積室以氬氣清洗。
隨后，用以形成表面層的無(wú)機(jī)材料靶被鋪開(kāi)在整個(gè)陰極(未示出)上，而隨著泄氣閥2535的關(guān)閉，沉積室被抽空，而氬氣被導(dǎo)入沉積室，直到氣壓達(dá)到0.015到0.02乇為止。加上高頻電(功率為150到170瓦)以產(chǎn)生輝光放電，濺射無(wú)機(jī)材料，使得在前面形成的薄層上沉積表面層。
測(cè)試實(shí)例利用SUS不銹鋼制成的直徑2mm的真實(shí)剛性球在圖6所示的設(shè)備中如前所述制備了鋁合金圓柱(直徑為60mm，長(zhǎng)度為298mm)的表面，形成不平整面。
當(dāng)檢查真實(shí)剛性球的直徑R′，下落高度h、凹痕的曲率半徑R和寬度D的關(guān)系時(shí)，確認(rèn)了凹痕的曲率半徑R和寬度D能夠根據(jù)條件(比如真實(shí)球的直徑R′、下落高度h等)而確定。還確認(rèn)了各個(gè)凹痕之間的間距(即凹痕的密度或不平整間距)能夠通過(guò)控制圓柱的轉(zhuǎn)速或旋轉(zhuǎn)次數(shù)、或者剛性球的下落量來(lái)調(diào)整到所希望的間距。
實(shí)例1采用與測(cè)試實(shí)例中相同的方式制備了鋁合金圓柱體表面以獲得一個(gè)圓柱形鋁基底，其直徑D和D/R比(第101到107號(hào)圓柱)在表1A的上欄中給出。
隨后，利用圖25所示的制造設(shè)備，在下面敘述的表A和表B中所示的條件下，在每一個(gè)鋁基底上(第101號(hào)到106號(hào)圓柱)形成一個(gè)光接收層。
利用圖26表明的成象曝光裝置，以波長(zhǎng)為780nm、光點(diǎn)直徑為80μm的激光束照射，使這些光接收元件經(jīng)受了成象曝光處理。隨后進(jìn)行顯影和變換獲得了圖象。在表1A的下欄中敘述了在這樣得到的圖象上發(fā)生干涉條紋的情況。
圖26(A)是表明整個(gè)曝光裝置的平面簡(jiǎn)圖，而圖26(B)是整個(gè)裝置的側(cè)視圖。圖中2601是一個(gè)光接收元件，2602是一個(gè)半導(dǎo)體激光器，2603是一個(gè)fθ透鏡，而2604是一個(gè)多面體棱鏡。
然后，作為比較，按照上述方式用鋁合金圓柱(第107號(hào))制成了一個(gè)光接收元件，該鋁合金圓柱表面用普通切割工具制造，其直徑為60mm、長(zhǎng)為298mm、不平整間距為100μm、不平整深度為3μm。當(dāng)在電子顯微鏡下觀察如此獲得的光接收元件時(shí)，基底表面和光接收層之間的界面與光接收層的表面是彼此平行的。用這個(gè)光接收元件接照上述方式形成了圖象，并且按照上述相同方式對(duì)這樣得到的圖形進(jìn)行了鑒定，所得的結(jié)果表示在表1A的下欄中。
實(shí)例2按照與實(shí)例1相同的方式在每一個(gè)鋁基底(第101到107號(hào)圓柱)上形成了光接收層，不同的是這些光接收層的形成是根據(jù)表A和表B中所示的層形成條件進(jìn)行的。
在與實(shí)例1相同方式下得到的這樣的光接收元件上形成了圖象，在這些圖象發(fā)生的干涉條紋的情況表示在表2A的下欄中。
實(shí)例3到26在每一個(gè)鋁基底(第103號(hào)到106號(hào)圓柱)上按照與實(shí)例1相同的方式形成了光接收層，不同的是這些光接收層的形成是根據(jù)表A和表B中所示的層形成條件進(jìn)行的。
在按照與實(shí)例1相同方式得到的這樣的光接收元件上形成了圖象，在這樣獲得的任何一個(gè)圖象中都未觀察到有干涉條紋，圖象質(zhì)量極高。
表A
續(xù)表A
表中的序號(hào)表示表B中的層號(hào)
權(quán)利要求
1.一種光接收元件，其特征在于，該光接收元件包括一個(gè)基底和一個(gè)光接收層，該光接收層具有一個(gè)由非晶材料組成的光敏層和一個(gè)表面層，該非晶材料包含硅原子并且至少包含或者鍺原子或者錫原子，所說(shuō)的表面層具有多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)至少具有最外層的耐磨層和內(nèi)層的防反射層，并且所說(shuō)的基底具有由球形凹痕構(gòu)成的不平整表面。
2.一種如權(quán)利要求
1所限定的光接收元件，其中，表面層由非晶材料構(gòu)成，該非晶材料包含硅原子和選自氧原子、碳原子、氮原子中的至少一種原子
3.一種如權(quán)利要求
1所限定的光接收元件，其中，組成表面層的是選自無(wú)機(jī)氟化物、無(wú)機(jī)氧化物和無(wú)機(jī)硫化物中的至少一種。
4.一種如權(quán)利要求
1所限定的光接收元件，其中，光敏層包含選自氧原子、碳原子和氮原子中的至少一種原子。
5.一種如權(quán)利要求
1所限定的光接收元件，其中，光敏層包含一種控制導(dǎo)電率的物質(zhì)。
6.一種如權(quán)利要求
1所限定的光接收元件，其中，光敏層具有多層結(jié)構(gòu)。
7.一種如權(quán)利要求
4所限定的光接收元件，其中，光敏層具有一層電荷注入阻止層作為組合層中的一層，所說(shuō)電荷注入阻止層包含控制導(dǎo)電率的物質(zhì)。
8.一種如權(quán)利要求
4所限定的光接收元件，其中，光敏層具有一層勢(shì)壘層作為組合層中的一層。
9.一種如權(quán)利要求
1所限定的光接收元件，其中，基底表面的不平整面是由具有相同曲率半徑的球形凹痕構(gòu)成的。
10.一種如權(quán)利要求
1所限定的光接收元件，其中，基底表面的不平整面是由具有相同曲率半徑和深度的球形凹痕構(gòu)成的。
11.一種如權(quán)利要求
1所限定的光接收元件，其中，基底表面的不平整面是由許多真實(shí)剛性球自然地落在基底表面上形成的。
12.一種如權(quán)利要求
4所限定的光接收元件，其中，基底表面的不平整面是由直徑幾乎相同的真實(shí)剛性球自幾乎相同的高度上自然地落在基底表面上形成的。
13.一種如權(quán)利要求
1所限定的光接收元件，其中，球形凹痕的曲率半徑R和深度滿(mǎn)足以下方程式0.035≤ (D)/(R)
14.一種如權(quán)利要求
13種限定的光接收元件，其中，球形凹痕的深度小于500μm。
15.一種如權(quán)利要求
1種限定的光接收元件，其中，基底是一個(gè)金屬體。
專(zhuān)利摘要
一種光接收元件包括基底和光接收層。該接收層有非晶材料光敏層和表面層。該非晶材料包含硅原子并至少包含鍺或錫原子。所說(shuō)表面層是至少具有最外層的耐磨層和內(nèi)層防反射層的多層結(jié)構(gòu)。該基底有由球形凹痕構(gòu)成的不平整表面。該元件克服了非晶硅作光接收層的普通光接收元件的所有問(wèn)題，特別有效地防止了因干涉現(xiàn)象而在形成的圖象上產(chǎn)生干涉條紋，即使在利用相干激光束作為光源可能產(chǎn)生干涉的情況下也能形成質(zhì)量極好的可見(jiàn)光圖象。
文檔編號(hào)G03G5/10GK86107571SQ86107571
公開(kāi)日1987年6月10日 申請(qǐng)日期1986年10月17日
發(fā)明者本田充, 小池淳, 小川恭介, 村井啟一 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan