[发明专利]含有球形凹痕基底表面的无定型硅多层光敏元件

说明书

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。