CS245592B1 - Target of vidicon pickup tube or another electrooptic converter - Google Patents

Target of vidicon pickup tube or another electrooptic converter Download PDF

Info

Publication number
CS245592B1
CS245592B1 CS526784A CS526784A CS245592B1 CS 245592 B1 CS245592 B1 CS 245592B1 CS 526784 A CS526784 A CS 526784A CS 526784 A CS526784 A CS 526784A CS 245592 B1 CS245592 B1 CS 245592B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
target
layer
pickup tube
width
band
Prior art date
Application number
CS526784A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Jan Kocka
Igor Kubelik
Jiri Stuchlik
Oldrich Stika
Milan Vanecek
Miroslav Jedlicka
Karel Scobak
Original Assignee
Jan Kocka
Igor Kubelik
Jiri Stuchlik
Oldrich Stika
Milan Vanecek
Miroslav Jedlicka
Karel Scobak
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jan Kocka, Igor Kubelik, Jiri Stuchlik, Oldrich Stika, Milan Vanecek, Miroslav Jedlicka, Karel Scobak filed Critical Jan Kocka
Priority to CS526784A priority Critical patent/CS245592B1/en
Publication of CS245592B1 publication Critical patent/CS245592B1/en

Links

Landscapes

  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

Vícevrstvový target elektrooptického měniče druhu opt. obraz/el. obraz, signál, kde blokující vrstvy pro díry a elektrony jsou vytvořeny z materiálů legovaných prvky druhé a třetí, respektive páté a šesté skupiny periodické soustavy a mají šířku zakázaného pásu energií alespoň o 0,001 eV větší nežli je šířka zakázaného pásu energií vrstvy, v níž dochází k fotoelektrické nebo indukované vodivosti.Multi-layer electrooptical target optical image / el. image, signal, where blocking layers for holes and electrons They are made of alloyed materials elements of the second and third, and fifth and fifth respectively the sixth group of the periodic system and have the width of the forbidden belt at least o 0.001 eV greater than the forbidden width the energy of the layer in which it occurs to photoelectric or induced conductivity.

Description

Vynález se týká targetu televizní snímací elektronky druhu vidikon a podobných elektrooptických měničů opticky obraz/elektrický signál.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a target for a television sensor tube of the vidicon type and similar electro-optical optical / electrical signal converters.

Podstata činnosti těchto zařízení je přeměna optického obrazu, promítnutého na jejich vstup, na obrazový elektrický signál na jejich výstupu, která pozůstává z elektrooptické (například fotoelektrické) přeměny nosičů informace (informace přechází z fotonů na nosiče elektrického náboje), akumulace elektrických nábojů nesoucích informaci a časoprostorové transformace, kterou vzniká z optického obrazu elektrický obrazový signál. Target je vícevrstvá struktura, která je uložena na skle nebo jiné podložce propouštějící záření nebo může být případně samonosná, v jejíchž jednotlivých vrstvách se uskutečňují výše uvedené procesy. Základní schematické složení targetu je na obr. 1.The essence of these devices is the conversion of the optical image projected onto their input into an image electrical signal at their output, which consists of the electro-optical (e.g. photoelectric) conversion of information carriers (information is transferred from photons to electric charge carriers), the spatio-temporal transformation that results from an optical image of an electrical video signal. Target is a multilayer structure that is deposited on glass or other radiation transmissive backing, or may optionally be self-supporting, in whose individual layers the above processes take place. The basic schematic composition of the target is shown in Fig. 1.

Při snímání akumulačního povrchu targetu elektronovým svazkem za takových podmínek, aby koeficient sekundární emise akumulačního povrchu byl menší než 1, se v targetu vytvoří elektrické pole, určené kladným potenciálem signálové elektrody, připojené ke zdroji, jehož záporný pól je spojen se zdrojem elektronů svazku (termokatoda elektronové trysky). Záření procházející signálovou slektrodou do fotokonduktivní části targetu, generuje páry elektron-díra.When sensing the accumulation surface of a target by an electron beam under conditions such that the secondary emission coefficient of the accumulation surface is less than 1, an electric field is created in the target, determined by the positive potential of the signal electrode connected to a source whose negative pole is connected to the electron source electron guns). Radiation passing through the signal sleeve to the photoconductive part of the target generates electron-hole pairs.

Náboje jsou vnitřním polem v targetu separovány tak, aby se kladný náboj hromadil na straně dopadajícího svazku. Citlivost prvku je pak závislá na velikosti generovaného náboje a na době akumulace, a tedy závisí na minimalizaci rekombinace děr během jejich průchodu z místa excitace na akumulační povrch. Proto jsou obě strany struktury opatřeny blokujícími vrstvami, které na straně signálové elektrody brání zpětné difúzi děr a naopak na straně dopadajících elektronů brání jejich pronikání do targetu.The charges are separated by an internal field in the target so that the positive charge accumulates on the side of the incident beam. The sensitivity of the element is then dependent on the magnitude of the charge generated and the time of accumulation, and thus depends on minimizing recombination of the holes as they pass from the excitation site to the accumulation surface. Therefore, both sides of the structure are provided with blocking layers which on the signal electrode side prevent back-diffusion of the holes and, on the other hand, on the side of the incident electrons prevent their penetration into the target.

V případě vidikonů na bázi a-Si: H byly dosud použity na blokující vstvy materiálu a-SiO, a-SixNy, Sb2Sj, AS2Se^ 5Tey 5 a legované a-Si:H, n nebo p typu (viz obr. 2).In the case of α-Si: H-based vidicones, a-SiO, α-Si x Ny, Sb2Sj, AS2Se ^ 5 Te y 5 and alloys of α-Si: H, n or p type have been used to block the blocking effects (see Fig. 2).

Všechny tyto materiály je možno rozdělit zásadně do dvou typů:All these materials can be divided into two types:

a - materiály s širším pásem zakázaných energií nežli má vlastní fotokonduktivní vrstva (viz obr. 2);and - materials with a wider band of prohibited energies than the photoconductive layer itself (see Fig. 2);

b - materiály se stejnou šířkou pásu zakázaných energií jako má fotokonduktivní vrstva (viz obr. 3).b - materials with the same bandwidth of the energy prohibited as the photoconductive layer (see Fig. 3).

V případě a - jsou blokující vrstvy opticky dobře propustné, nedochází v nich ke ztrátě absorbovaného záření, ale poněvadž částečně blokují i opačný typ nositelů, dochází na jejich rozhraní s fotokonduktivní vrstvou k akumulaci obou typů nositelů a zároveň í k jejich zvýšené rekombínaci.In the case of a - the blocking layers are optically well permeable, there is no loss of absorbed radiation, but because they partially block the opposite type of wearers, both types of wearers accumulate at their interface with the photoconductive layer and at the same time increase their recombination.

V případě b - k akumulaci,opačných nábojů nedochází, ale v důsledku stejné šířky zakázaného pásu energií dochází k částečné absorbci záření již v blokující vrstvě u signálové elektrody a tím citlivost celého prvku výrazně klesá, hlavně v krátkovlnné části spektrální charakteristiky.In the case of b - accumulation, opposite charges do not occur, but due to the same width of the forbidden energy band, partial absorption of radiation already occurs in the blocking layer at the signal electrode and thus the sensitivity of the whole element decreases significantly, especially in the shortwave part of the spectral characteristic.

Ukázalo se proto jako nutné, aby byla vyřešena taková struktura targentu, ve které nebude docházet k akumulaci obou typů náboje na rozhraní, a kde vhodnou úpravou legování bude upraven proud za tmy tak, že setrvačnost bude optimální.It has therefore proven necessary to solve a targent structure in which both types of charge at the interface do not accumulate and where appropriate adjusting of the alloy will adjust the dark current so that the inertia is optimal.

Podstata targetu vikonové snímací elektronky nebo jiného elektrooptického měniče podle vynálezu spočívá v tom, že blokující vrstvy pro díry a elektrony jsou vytvořeny z amorfních materiálů legovaných prvky druhé a třetí, respektive páté a šesté skupiny periodické soustavy a mají šířku zakázaného pásu energií alespoň o 0,001 eV—větší nežli' je šířka zakázaného pásu energií fotokonduktivní vrstvy.The object of the present invention is that the blocking layers for holes and electrons are formed from amorphous materials alloyed with elements of the second and third and fifth and sixth groups of the periodic system and have a band gap of at least 0.001 eV — Greater than the width of the banned band by the photoconductive layer energy.

Vynález je blíže vysvětlen pomocí výkresů, na nichž značí obr. 1 základní schematické složení targetu dle známého stavu techniky, obr. 2 a 3 schematicky znázorněné pásové modely targetu podle známého stavu techniky, obr. 4 schematicky znázorněný pásový model targetu podle vynálezu a obr. 5 základní schematické složení targetu podle vynálezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a prior art target composition; FIGS. 2 and 3 are schematically depicted target band models of the prior art; FIG. 4 is a schematic depicted target band model of the present invention; 5 shows a basic schematic composition of a target according to the invention.

Výhodou vynálezu je, že nedostatky dosud známých provedeni jsou odstraněny blokujícími vrstvami zhotovenými z materiálů těchto vlastností:An advantage of the invention is that the drawbacks of the known embodiments are overcome by blocking layers made of materials of the following characteristics:

a) šíře jejich zakázaného pásu energií je větší nežli šířka zakázaného pásu energií ve fotokonduktivní vrstvě;(a) the width of their banned energy band is greater than the width of the banned energy band in the photoconductive layer;

b) jsou vhodně legovány příměsemi tak, že nemůže docházet k akumulaci obou typů náboje na jejich rozhraní s fotokonduktivní vrstvou.(b) are appropriately alloyed with impurities so that both types of charge cannot accumulate at their interface with the photoconductive layer.

přitom jsou dodrženy tyto podmínky (viz obr. 4) :the following conditions are observed (see Fig. 4):

a) Z Ebd > Δ Ef a Δ Ebe >Δ Ef, .(a) ZE bd > Δ E f and Δ E be > Δ E f ,.

E a Δ E jsou šířky zakázaných pásů energií v blokujících vrstvách pro elektrony pf _ pf > pbe _ Fbe EF EV “ EF EV EC - EF - ECd - Ε“' kdeE and Δ E, the widths of forbidden bands of energy in the electron blocking layer of p f p f _> _ PBE BE F E F E V "F E V E E C - E F - E C d - Ε" 'wherein

A Ebd, a díry;AE bd , and holes;

b) kde symboly E^, Ebea Ebd značí Fermiho energie ve fotokonduktivní vrstvě a ve vrstvách blokujících elektrony respektive díry; dále E^ a Ebd jsou energie dna vodivostních pásů ve fotot t £ β konduktivní vrstvě a vrstvě blokující díry, a symboly By a Ey jsou energie vrcholu valenčního pásu ve fotokonduktivní a elektrony blokující vrstvě. Takovouto strukturou targetu (viz.b) wherein the symbols E ^, E be and E bd denote Fermi energy in the photoconductive layer and in the electron-blocking and hole-blocking layers, respectively; furthermore, E ^ and E bd are the bottom energy of the conductive bands in the phototape t β conductive layer and the hole blocking layer, and the symbols By and E y are the peak energy of the valence band in the photoconductive and electron blocking layer. Such a target structure (see.

obr. 5) je možno realizovat například tak, že na skleněnou podložku 1^ opatřenou prostupnou, elektricky vodivou signálovou elektrodou vytvořenou z kysličníku cínu nebo india, nebo obou 2 nanesena vrstva legovaného a-Si„N 3, která je n-typu a je proto-blokující pro díry.5) can be realized, for example, on a glass substrate 1 provided with a transmissive, electrically conductive signal electrode made of tin or indium oxide, or both 2 with a layer of alloyed α-SiN 3 which is n-type and is proto-blocking for holes.

— λ y—- λ y—

Jako legující příměsi lze použít prvky páté nebo šesté skupiny periodické soustavy jako je fosfor. Další nanesená vrstva 4^ je vrstva intrinsitního a-Si:H, která má velkou fotoelektrickou vodivost. Nakonec je nanesena vrstva blokující elektrony 5, která je vytvořena z a-SiN p-typu a to tak, že jako příměsi se použijí prvky druhé nebo třetí skupiny periodické soustavy jako je bor.Elements of the fifth or sixth group of the periodic system, such as phosphorus, may be used as alloying impurities. Another deposited layer 40 is an intrinsic α-Si: H layer which has a high photoelectric conductivity. Finally, an electron blocking layer 5 is formed, which is formed from the α-SiN β-type, using elements of the second or third group of the periodic system, such as boron, as admixtures.

K přípravě jednotlivých tenkých vrstev lze s výhodou použít rozkladu vhodných směsí plynů na bázi SiH^ ve vysokofrekvenčním výboji.The decomposition of suitable SiH 2 -based gas mixtures in the high-frequency discharge may be advantageously used to prepare the individual thin films.

Navrhované řešení blokujících vrstev pomocí legovaných materiálů řeší i další problém, který se týká setrvačnosti vidikonových elektronek. Vhodným legováním a vhodnou volbou napětí na targetu je možno zvýšit velikost proudu za tmy na úroveň, kterou by bylo jinak nutno dosáhnout přisvětlováním targetu, aby setrvačnost, působená mechanismem snímáni targetu elektronovým svazkem, klesla po 60 ms pod 5 %.The proposed solution of the blocking layers by means of alloyed materials solves another problem concerning the inertia of the vidicon tubes. By appropriate alloying and appropriate voltage selection at the target, the magnitude of the dark current can be increased to a level that would otherwise have been achieved by illuminating the target so that the inertia caused by the electron beam sensing mechanism drops below 5% after 60 ms.

245592 4245592 4

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Target vidikonové snímací elektronky nebo jiného elektrooptického měniče na bázi amorfních polovodičů, zejména amorfního křemíku, vyznačující se tím, že blokující vrstvy pro díry a elektrony jsou vytvořeny z polovodivých materiálů legovaných prvky druhé a třetí, respektive páté a šesté skupiny periodické soustavy a mají šířku zakázaného pásu energií alespoň o 0,001 eV větší nežli je šířka zakázaného pásu fotokonduktivní vrstvy.Target vidicon pickup tubes or other electro-optical transducers based on amorphous semiconductors, in particular amorphous silicon, characterized in that the blocking layers for holes and electrons are formed of semiconducting materials alloyed with elements of the second and third, fifth and sixth groups of the periodic system and have the energy band by at least 0.001 eV greater than the width of the banned band of the photoconductive layer.
CS526784A 1984-07-06 1984-07-06 Target of vidicon pickup tube or another electrooptic converter CS245592B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS526784A CS245592B1 (en) 1984-07-06 1984-07-06 Target of vidicon pickup tube or another electrooptic converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS526784A CS245592B1 (en) 1984-07-06 1984-07-06 Target of vidicon pickup tube or another electrooptic converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS245592B1 true CS245592B1 (en) 1986-10-16

Family

ID=5397233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS526784A CS245592B1 (en) 1984-07-06 1984-07-06 Target of vidicon pickup tube or another electrooptic converter

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS245592B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shimizu et al. A-Si thin film as a photo-receptor for electrophotography
EP0005543A1 (en) Photosensor
US4429325A (en) Photosensor
EP0283699B1 (en) Photoelectric conversion device
US4900975A (en) Target of image pickup tube having an amorphous semiconductor laminate
US4330733A (en) Photoconductive target
EP0178148A2 (en) Thin film photodetector
EP0067015B1 (en) Photoconductive film
JPS63304551A (en) Image pickup tube and its working method
USRE28156E (en) Photoconductive target with n-type layer of cadmium selenide including cadmium chloride and cuprous chloride
CS245592B1 (en) Target of vidicon pickup tube or another electrooptic converter
Shimizu et al. Photoreceptor of a‐Si: H with diodelike structure for electrophotography
Bendett et al. Ultraviolet photoresponse of zinc phosphide thin films
Kawahara et al. Hybrid 256 x 256 LWIR FPA using MBE-grown HgCdTe on GaAs
JPH0729507A (en) Image pickup tube and operating method thereof
US4626885A (en) Photosensor having impurity concentration gradient
JPS62148966A (en) Electrophotographic sensitive body
JPS6341227B2 (en)
JPS5879756A (en) Amorphous si image sensor
JPS56153782A (en) Photoconductive thin-film for television camera tube using photosensitizer layer containing amorphous silicon
Shimizu et al. Studies on primary photocurrent of a‐Si: H using xerographic and vidicon techniques
JPH0652428B2 (en) Photoconductor
JPS5774945A (en) Photoconductive film for image pick-up tube
US5115123A (en) Contact type photoelectric transducer
RU2137257C1 (en) Light-to-electric energy converter built around hot ballistic carriers