JP2000021296A - Semiconductor photo-electric cathode - Google Patents

Semiconductor photo-electric cathode

Info

Publication number
JP2000021296A
JP2000021296A JP18462898A JP18462898A JP2000021296A JP 2000021296 A JP2000021296 A JP 2000021296A JP 18462898 A JP18462898 A JP 18462898A JP 18462898 A JP18462898 A JP 18462898A JP 2000021296 A JP2000021296 A JP 2000021296A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
layer
photocathode
light absorbing
buffer layer
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP18462898A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3806515B2 (en
Inventor
Tokuaki Futahashi
得明 二橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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 Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP18462898A priority Critical patent/JP3806515B2/en
Publication of JP2000021296A publication Critical patent/JP2000021296A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3806515B2 publication Critical patent/JP3806515B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor photo-electric cathode capable of increasing quantum efficiency by forming a semiconductor optical absorption layer with high crystallinity. SOLUTION: This semiconductor photo-electric cathode has a semiconductor optical absorption layer 3 formed on a buffer layer 2 on a substrate 1 and for converting incident light into an electron; and an alkali metal-containing layer 5 formed on the semiconductor optical absorption layer 3 and for emitting the electron into vacuum. The buffer layer 2 has first and second amorphous semiconductor layers 2a, 2c and a single crystal semiconductor layer 2b locating between the first and the second amorphous semiconductor layers 2a, 2c. Since the buffer layer 2 has such constitution, the crystallinity of the semiconductor optical absorption layer 3 formed on the buffer layer 2 is improved, the life of an electron existing in the semiconductor optical absorption layer 3 is lengthened, and quantum efficiency is enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、入射した光を電子
に変換して出力する半導体光電陰極に関する。
The present invention relates to a semiconductor photocathode which converts incident light into electrons and outputs the electrons.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体光電陰極は、例えば、特開
昭62−133633号公報に記載されている。この半
導体光電陰極は化合物半導体からなり、入射した光を電
子に変換して出力する。
2. Description of the Related Art A conventional semiconductor photocathode is described, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-133633. The semiconductor photocathode is made of a compound semiconductor, converts incident light into electrons, and outputs the electrons.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その量
子効率は未だ十分ではなく、更なる改善が求められてい
る。量子効率は、光の入射に応答して半導体光吸収層内
で発生した電子が真空中に放出される度合に比例する。
光吸収層内に欠陥等の電子捕獲或いは再結合要因が存在
すると、光吸収層内で発生した電子の寿命は低下し、そ
の拡散長は短くなる。したがって、光吸収層から光電陰
極の表面に到達可能な電子の割合が低下し、量子効率が
低下する。本発明は、このような課題に鑑みてなされた
ものであり、より結晶性の高い光吸収層を提供し、量子
効率を増加可能な半導体光電陰極を提供することを目的
とする。
However, the quantum efficiency is not yet sufficient, and further improvement is required. The quantum efficiency is proportional to the degree to which electrons generated in the semiconductor light absorbing layer in response to the incidence of light are released into vacuum.
If a factor such as a defect such as an electron capture or recombination exists in the light absorbing layer, the lifetime of the electrons generated in the light absorbing layer is shortened, and the diffusion length is shortened. Therefore, the ratio of electrons that can reach the surface of the photocathode from the light absorbing layer decreases, and the quantum efficiency decreases. The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a light absorbing layer having higher crystallinity and a semiconductor photocathode capable of increasing quantum efficiency.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る半導体光電陰極は、基板との間に介在
するバッファ層上に設けられ入射した光を電子に変換す
る半導体光吸収層と、半導体光吸収層上に設けられ電子
を真空中に放出させるためのアルカリ金属含有層とを備
える半導体光電陰極において、上記バッファ層は第1及
び第2アモルファス半導体層と、第1及び第2アモルフ
ァス半導体層間に介在する単結晶半導体層とを備えるこ
とを特徴とする。
In order to solve the above problems, a semiconductor photocathode according to the present invention comprises a semiconductor light absorbing layer provided on a buffer layer interposed between the semiconductor photocathode and converting incident light into electrons. And a semiconductor photocathode provided on the semiconductor light absorption layer and provided with an alkali metal-containing layer for emitting electrons into a vacuum, wherein the buffer layer is composed of first and second amorphous semiconductor layers, and first and second amorphous semiconductor layers. A single crystal semiconductor layer interposed between the amorphous semiconductor layers.

【0005】本半導体光電陰極においては、バッファ層
が上記構成を具備しているため、その上に形成される半
導体光吸収層の結晶性を改善することが可能である。ア
ルカリ金属含有層は、半導体光吸収層上に設けられ電子
を真空中に放出させるためのものであり、好ましくはア
ルカリ金属であるK、Rb及びCsの少なくともいずれ
か1種を含む。
In the present semiconductor photocathode, since the buffer layer has the above structure, the crystallinity of the semiconductor light absorbing layer formed thereon can be improved. The alkali metal-containing layer is provided on the semiconductor light absorption layer and emits electrons into a vacuum, and preferably contains at least one of K, Rb, and Cs, which are alkali metals.

【0006】また、第1及び第2アモルファス半導体層
及び単結晶半導体層は、GaN系又はAlN系化合物半
導体からなり、基板はサファイアからなり、半導体光吸
収層はGaNからなることが好ましく、この場合には、
半導体光吸収層の結晶性を更に向上させることができ
る。なお、バッファ層は半導体光吸収層との間にGaA
lN層を更に備えることとしてもよい。
It is preferable that the first and second amorphous semiconductor layers and the single crystal semiconductor layer are made of a GaN or AlN compound semiconductor, the substrate is made of sapphire, and the semiconductor light absorbing layer is made of GaN. In
The crystallinity of the semiconductor light absorbing layer can be further improved. Note that GaAs is provided between the buffer layer and the semiconductor light absorbing layer.
An 1N layer may be further provided.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係る半導体光
電陰極について説明する。同一要素又は同一機能を有す
る要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は
省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a semiconductor photocathode according to an embodiment will be described. The same reference numerals are used for the same elements or elements having the same functions, and overlapping descriptions are omitted.

【0008】図1は実施の形態に係る半導体光電陰極の
断面図である。本半導体光電陰極は、基板1、基板1上
のバッファ層2(2a〜2c)、バッファ層2上の半導
体光吸収層3、半導体光吸収層3上に形成されたアルカ
リ金属含有層5を備えている。なお、半導体光吸収層3
とアルカリ金属含有層5との間に従来から知られる高濃
度或はこれとヘテロ接合を成す電子移送層等を設けても
よい。以下では、本光電陰極は、光がその表面側から入
射するタイプ、すなわち、反射型半導体光電陰極である
こととして説明する。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor photocathode according to an embodiment. The present semiconductor photocathode includes a substrate 1, a buffer layer 2 (2a to 2c) on the substrate 1, a semiconductor light absorbing layer 3 on the buffer layer 2, and an alkali metal-containing layer 5 formed on the semiconductor light absorbing layer 3. ing. The semiconductor light absorbing layer 3
A conventionally known high-concentration electron transport layer or the like which forms a heterojunction with the high-concentration layer or the alkali metal-containing layer 5 may be provided. Hereinafter, the present photocathode will be described as a type in which light is incident from the surface side, that is, a reflective semiconductor photocathode.

【0009】光吸収層3内に光が入射すると、光の入射
に応答して層3内で正孔/電子対が発生する。電子は層
3内を拡散しアルカリ金属含有層5方向に向かう。アル
カリ金属含有層5は光吸収層3の表面仕事関数を低下さ
せ、発生した電子を容易に真空中へ放出させる。放出さ
れた電子は光電陰極外部に設けられた陽極101(図7
参照)で収集される。
When light enters the light absorption layer 3, a hole / electron pair is generated in the layer 3 in response to the light. The electrons diffuse in the layer 3 and travel toward the alkali metal-containing layer 5. The alkali metal-containing layer 5 lowers the surface work function of the light absorbing layer 3 and easily emits generated electrons into vacuum. The emitted electrons are applied to an anode 101 (FIG. 7) provided outside the photocathode.
See).

【0010】光吸収層3の結晶性は下地であるバッファ
層2の結晶性に依存するため、この結晶性を改善するこ
とにより、量子効率を増加させることができる。
Since the crystallinity of the light absorbing layer 3 depends on the crystallinity of the buffer layer 2 as the base, the quantum efficiency can be increased by improving the crystallinity.

【0011】バッファ層2は、基板1上の第1アモルフ
ァス半導体層2a、第1アモルファス半導体層2a上の
単結晶半導体層2b、単結晶半導体層2b上の第2アモ
ルファス半導体層2cを備えている。
The buffer layer 2 includes a first amorphous semiconductor layer 2a on the substrate 1, a single crystal semiconductor layer 2b on the first amorphous semiconductor layer 2a, and a second amorphous semiconductor layer 2c on the single crystal semiconductor layer 2b. .

【0012】次に、これらの材料について説明する。第
1の形態では、基板1としてサファイア(Al23)、
半導体光吸収層3としてp型GaN(電子拡散長以上で
あって厚さ数10nm〜数μm、不純物濃度は深さ方向
に一様であって、1×1016〜1019/cm3)、アル
カリ金属含有層5としてCs−Oを用いる。また、アル
カリ金属含有層5は、アルカリ金属であるK、Rb及び
Csの少なくともいずれか1種を含むものであって、ア
ルカリ金属含有層5としてCs−Oの代わりにCs−
I、Cs−Te、Cs−Sb、Sb−Rb−Cs又はS
b−K−Cs等を用いることもできる。なお、p型のド
ーパントとしてはMgやZnを用いることができる。
Next, these materials will be described. In the first embodiment, sapphire (Al 2 O 3 )
P-type GaN (more than the electron diffusion length and several tens nm to several μm in thickness, impurity concentration is uniform in the depth direction and 1 × 10 16 to 10 19 / cm 3 ) as the semiconductor light absorbing layer 3, Cs—O is used as the alkali metal-containing layer 5. Further, the alkali metal-containing layer 5 contains at least one of K, Rb and Cs, which are alkali metals. As the alkali metal-containing layer 5, Cs-O is used instead of Cs-O.
I, Cs-Te, Cs-Sb, Sb-Rb-Cs or S
b-K-Cs can also be used. Note that Mg or Zn can be used as the p-type dopant.

【0013】また、第1の形態では、第1アモルファス
半導体層2aとしてGaN(厚さ10〜50nm)、単
結晶半導体層2bとしてGaN(厚さ数μm)、第2ア
モルファス半導体層2cとしてGaN(厚さ10〜50
nm)を用いる。
In the first embodiment, GaN (10 to 50 nm in thickness) is used as the first amorphous semiconductor layer 2a, GaN (several μm in thickness) is used as the single crystal semiconductor layer 2b, and GaN is used as the second amorphous semiconductor layer 2c. Thickness 10-50
nm).

【0014】第2の形態は、第1の形態において、p型
GaN半導体光吸収層3の不純物濃度が、表面側から深
さ方向に増加して傾斜分布したものであり、その深さは
表面から数10〜100nmである。
The second mode is the same as the first mode, except that the impurity concentration of the p-type GaN semiconductor light-absorbing layer 3 increases in the depth direction from the surface side and is distributed in an inclined manner. From several tens to 100 nm.

【0015】第3の形態は、第1又は第2の形態におい
て、第2アモルファス半導体層2cと光吸収層3との間
に、組成が厚み方向に一定のp型GaAlN層又は組成
が厚み方向に徐々に変化したp型GaAlNグレーデッ
ド層2d(厚さ10nm以上、p型不純物は表面から1
0nmを超える領域に分布する)を有するものである。
なお、この構造を図6に示す。
In a third embodiment, a p-type GaAlN layer having a constant composition in the thickness direction or a p-type GaAlN layer having a constant composition in the thickness direction is provided between the second amorphous semiconductor layer 2c and the light absorbing layer 3 in the first or second embodiment. P-type GaAlN graded layer 2d (thickness 10 nm or more, p-type impurity
(Distributed in a region exceeding 0 nm).
This structure is shown in FIG.

【0016】第4の形態は、第1乃至第3の形態のいず
れか1つの形態における光吸収層3以外のGaN層をA
lN層に置き換えたものである。なお、第1乃至第3の
形態のいずれか1つの形態において、一部のGaN層、
例えばアモルファス半導体層2aの材料のみをAlN層
に置き換えてもよい。なお、光吸収層3以外のGaN層
全てをAlN層で置き換えた場合には、透過型光電面と
して動作する。
In a fourth embodiment, a GaN layer other than the light absorbing layer 3 in any one of the first to third embodiments is formed by A
This is replaced with an 1N layer. Note that in any one of the first to third embodiments, a part of the GaN layer,
For example, only the material of the amorphous semiconductor layer 2a may be replaced with an AlN layer. When all of the GaN layers other than the light absorption layer 3 are replaced with AlN layers, they operate as a transmission type photocathode.

【0017】以上、説明したように、上記半導体光電陰
極は、基板1との間に介在するバッファ層2上に設けら
れ入射した光を電子に変換する半導体光吸収層3と、半
導体光吸収層3上に設けられ電子を真空中に放出させる
ためのアルカリ金属含有層5とを備える半導体光電陰極
において、上記バッファ層2は第1及び第2アモルファ
ス半導体層2a,2cと、第1及び第2アモルファス半
導体層2a,2c間に介在する単結晶半導体層2bとを
備える。本半導体光電陰極においては、バッファ層2が
上記構成を具備しているため、その上に形成される半導
体光吸収層3の結晶性を改善することが可能である。こ
れにより、この中における電子の寿命を向上させ、その
量子効率を増加させることができる。
As described above, the semiconductor photocathode includes a semiconductor light absorbing layer 3 provided on the buffer layer 2 interposed between the substrate 1 and the semiconductor light absorbing layer 3 for converting incident light into electrons. In a semiconductor photocathode provided with an alkali metal-containing layer 5 for emitting electrons into a vacuum, the buffer layer 2 includes first and second amorphous semiconductor layers 2a and 2c, and first and second amorphous semiconductor layers 2a and 2c. A single-crystal semiconductor layer 2b interposed between the amorphous semiconductor layers 2a and 2c. In the present semiconductor photocathode, since the buffer layer 2 has the above configuration, the crystallinity of the semiconductor light absorbing layer 3 formed thereon can be improved. Thereby, the lifetime of the electrons therein can be improved, and the quantum efficiency can be increased.

【0018】また、上記半導体光電陰極においては、第
1及び第2アモルファス半導体層2a,2c及び単結晶
半導体層2bは、GaN系又はAlN系化合物半導体か
らなり、基板1はサファイアからなり、半導体光吸収層
3はGaNからなる。この場合には、半導体光吸収層3
の結晶性を更に向上させることができる。
In the semiconductor photocathode, the first and second amorphous semiconductor layers 2a and 2c and the single crystal semiconductor layer 2b are made of a GaN or AlN compound semiconductor, the substrate 1 is made of sapphire, The absorption layer 3 is made of GaN. In this case, the semiconductor light absorbing layer 3
Can be further improved in crystallinity.

【0019】次に、上記実施の形態に係る半導体光電陰
極の製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor photocathode according to the above embodiment will be described.

【0020】以下の説明において、半導体層の形成方法
としては、MOCVD(有機金属化学的気相成長)法、
又はHVPE(ハロゲン系気相成長)法を用いる。半導
体層を形成する場合には、これらの形成方法を用いるこ
ととし、原料はGaN層を形成する場合にはTMG(ト
リメチルガリウム)及びアンモニアガスを用い、AlN
層を形成する場合にはTMAl(トリメチルアルミニウ
ム)及びアンモニアガスを用い、GaAlNを形成する
場合は、TMG、TMAl及びアンモニアガスを用い
る。半導体層の厚み方向に濃度分布を有するようにp型
不純物を添加する場合、半導体層の成長中にp型不純物
量を可変しながらp型不純物を層内に添加する。半導体
層の厚み方向に均一なp型不純物濃度分布を形成する場
合、半導体層の成長中にp型不純物を一定割合で層内に
添加する。
In the following description, a semiconductor layer is formed by MOCVD (metal organic chemical vapor deposition),
Alternatively, an HVPE (halogen vapor phase epitaxy) method is used. When a semiconductor layer is formed, these forming methods are used. When a GaN layer is formed, TMG (trimethylgallium) and ammonia gas are used as raw materials.
When a layer is formed, TMAl (trimethylaluminum) and ammonia gas are used, and when GaAlN is formed, TMG, TMAl and ammonia gas are used. In the case where a p-type impurity is added so as to have a concentration distribution in the thickness direction of the semiconductor layer, the p-type impurity is added to the layer while varying the amount of the p-type impurity during the growth of the semiconductor layer. When forming a uniform p-type impurity concentration distribution in the thickness direction of the semiconductor layer, a certain ratio of p-type impurities is added to the inside of the layer during the growth of the semiconductor layer.

【0021】図2は半導体光電面第1中間体を示す断面
図である。まず、基板1を用意し、基板1上に第1アモ
ルファス半導体層2aを形成する。成長温度は500〜
600℃である。
FIG. 2 is a sectional view showing the first intermediate member of the semiconductor photocathode. First, the substrate 1 is prepared, and the first amorphous semiconductor layer 2a is formed on the substrate 1. Growth temperature is 500 ~
600 ° C.

【0022】図3は半導体光電面第2中間体を示す断面
図である。しかる後、第1アモルファス半導体層2a上
に単結晶半導体層2bを形成する。成長温度は700〜
1100℃である。
FIG. 3 is a sectional view showing a second intermediate member of the semiconductor photocathode. Thereafter, a single-crystal semiconductor layer 2b is formed on the first amorphous semiconductor layer 2a. The growth temperature is 700 ~
1100 ° C.

【0023】図4は半導体光電面第3中間体を示す断面
図である。次に、単結晶半導体層2b上に第2アモルフ
ァス半導体層2cを形成する。成長温度は500〜60
0℃である。
FIG. 4 is a sectional view showing a third intermediate member of the semiconductor photocathode. Next, a second amorphous semiconductor layer 2c is formed over the single crystal semiconductor layer 2b. The growth temperature is 500-60
0 ° C.

【0024】図5は半導体光電面の第4中間体を示す断
面図である。次に、半導体光吸収層3を第2アモルファ
ス半導体層2c上に形成する。最後に、この上にアルカ
リ金属含有層5を蒸着法等により形成し、これを活性化
し、図1に示した半導体光電陰極が完成する。
FIG. 5 is a sectional view showing a fourth intermediate of the semiconductor photocathode. Next, the semiconductor light absorption layer 3 is formed on the second amorphous semiconductor layer 2c. Finally, an alkali metal-containing layer 5 is formed thereon by a vapor deposition method or the like, and is activated to complete the semiconductor photocathode shown in FIG.

【0025】以上、説明したように、上記実施の形態に
係る光電陰極によれば、バッファ層2を用いることによ
り、結晶性の高い光吸収層3を提供することができるの
で、その量子効率を増加させることができる。
As described above, according to the photocathode according to the above embodiment, the light absorption layer 3 having high crystallinity can be provided by using the buffer layer 2, so that the quantum efficiency can be reduced. Can be increased.

【0026】次に、上記半導体光電陰極100aを用い
た光電管10について説明する。
Next, the phototube 10 using the semiconductor photocathode 100a will be described.

【0027】図7は、光電管10の斜視図である。光電
管10は、真空容器102を備えている。真空容器10
2は、中空円柱状のガラス製容器であり、圧力約10-8
Torrの高真空に内部を保持している。
FIG. 7 is a perspective view of the photoelectric tube 10. The photoelectric tube 10 includes a vacuum container 102. Vacuum container 10
Reference numeral 2 denotes a hollow cylindrical glass container having a pressure of about 10 -8.
The inside is kept in a high vacuum of Torr.

【0028】光電管10は、真空容器102の内部に対
向配置された陰極100と陽極101とを備えている。
陰極100は、半導体光電陰極100a及びこれに固定
された支持板100bからなる。支持板100bの表面
は真空容器102の管軸方向に対して平行に配置されて
おり、支持板100bの露出表面側は真空容器102の
側壁に直接対向している。
The photoelectric tube 10 includes a cathode 100 and an anode 101 which are disposed inside a vacuum vessel 102 so as to face each other.
The cathode 100 includes a semiconductor photocathode 100a and a support plate 100b fixed thereto. The surface of the support plate 100b is arranged parallel to the tube axis direction of the vacuum vessel 102, and the exposed surface side of the support plate 100b directly faces the side wall of the vacuum vessel 102.

【0029】陰極100は、管軸方向に直交して延びた
平板状の金属製支持台105及びこれに固定されたリー
ドピン103によって管軸方向に支持されている。な
お、支持板100b及び支持台105はMo等の金属か
ら形成されている。リードピン103は、陰極100の
底部から延びて真空容器102の底部を貫通し、外部電
源のカソード出力端子に接続されており、半導体光電陰
極100a及び支持板100bに陽極101の電位より
も低い電位を与えている。
The cathode 100 is supported in the tube axis direction by a flat metal support 105 extending perpendicular to the tube axis direction and a lead pin 103 fixed thereto. Note that the support plate 100b and the support base 105 are formed from a metal such as Mo. The lead pin 103 extends from the bottom of the cathode 100, penetrates the bottom of the vacuum vessel 102, is connected to a cathode output terminal of an external power supply, and applies a potential lower than the potential of the anode 101 to the semiconductor photocathode 100a and the support plate 100b. Have given.

【0030】陽極101は、半導体光電陰極100aの
アルカリ金属含有層側に対向して配置されている。陽極
101は、矩形枠状に成形された金属製電極であり、金
属製のリードピン104によって支持されている。リー
ドピン104は、陽極101の底部から延びて真空容器
102の底部を貫通し、外部電流計を介して外部電源の
アノード出力端子に接続されており、陽極101には陰
極100の電位よりも高い電位が与えられる。なお、リ
ードピン103,104はコバール金属から形成されて
いる。
The anode 101 is disposed to face the alkali metal-containing layer side of the semiconductor photocathode 100a. The anode 101 is a metal electrode formed in a rectangular frame shape, and is supported by a metal lead pin 104. The lead pin 104 extends from the bottom of the anode 101, penetrates the bottom of the vacuum vessel 102, is connected to an anode output terminal of an external power supply via an external ammeter, and the anode 101 has a potential higher than the potential of the cathode 100. Is given. Note that the lead pins 103 and 104 are made of Kovar metal.

【0031】外部電源からリードピン103,104を
介して陰極100と陽極101との間に上記電圧を印加
すると、陽極101から陰極100向かう電界が発生す
る。真空容器102を透過した光が半導体光電陰極10
0aの内部に入射すると、これに応じて発生した電子は
前述のようにして真空中に放出される。放出された電子
は、陽極101と陰極100との間の電界によって加速
されて飛行し、陽極101に収集され、外部電流計よっ
て検出される。
When the above-described voltage is applied between the cathode 100 and the anode 101 from the external power supply via the lead pins 103 and 104, an electric field from the anode 101 to the cathode 100 is generated. The light transmitted through the vacuum vessel 102 is the semiconductor photocathode 10
When the light enters the inside of Oa, the correspondingly generated electrons are emitted into a vacuum as described above. The emitted electrons are accelerated by the electric field between the anode 101 and the cathode 100, fly, are collected by the anode 101, and detected by an external ammeter.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係る光
電陰極によれば、2つのアモルファス半導体層を有する
バッファ層を利用することにより結晶性の高い半導体光
吸収層を提供することができるので、その量子効率を増
加することができる。
As described above, according to the photocathode of the present invention, a semiconductor light absorbing layer having high crystallinity can be provided by using a buffer layer having two amorphous semiconductor layers. Therefore, the quantum efficiency can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態に係る半導体光電陰極の断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor photocathode according to an embodiment.

【図2】半導体光電面中間体を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a semiconductor photocathode intermediate.

【図3】半導体光電面中間体を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a semiconductor photocathode intermediate.

【図4】半導体光電面中間体を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing a semiconductor photocathode intermediate.

【図5】半導体光電面中間体を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing a semiconductor photocathode intermediate.

【図6】実施の形態に係る別の半導体光電陰極の断面
図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of another semiconductor photocathode according to the embodiment.

【図7】光電管の斜視図。FIG. 7 is a perspective view of a photoelectric tube.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2・・・バッファ層、2a・・・第1アモルファス半導体層、
第2アモルファス半導体層2c、2b・・・単結晶半導体
層、3・・・半導体光吸収層、5・・・アルカリ金属含有層。
2 ... buffer layer, 2a ... first amorphous semiconductor layer,
2nd amorphous semiconductor layer 2c, 2b ... single crystal semiconductor layer, 3 ... semiconductor light absorption layer, 5 ... alkali metal containing layer.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板との間に介在するバッファ層上に設
けられ入射した光を電子に変換する半導体光吸収層と、
前記半導体光吸収層上に設けられ前記電子を真空中に放
出させるためのアルカリ金属含有層とを備える半導体光
電陰極において、前記バッファ層は第1及び第2アモル
ファス半導体層と、前記第1及び第2アモルファス半導
体層間に介在する単結晶半導体層とを備えることを特徴
とする半導体光電陰極。
A semiconductor light absorbing layer provided on a buffer layer interposed between the semiconductor light absorbing layer and a substrate to convert incident light into electrons;
A semiconductor photocathode provided on the semiconductor light-absorbing layer and comprising an alkali metal-containing layer for emitting the electrons into a vacuum, wherein the buffer layer comprises first and second amorphous semiconductor layers; 2. A semiconductor photocathode comprising: a single crystal semiconductor layer interposed between two amorphous semiconductor layers.
【請求項2】 前記第1及び第2アモルファス半導体層
及び前記単結晶半導体層は、GaN系又はAlN系化合
物半導体からなり、前記基板はサファイアからなり、前
記半導体光吸収層はGaNからなること特徴とする請求
項1に記載の半導体光電陰極。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first and second amorphous semiconductor layers and the single crystal semiconductor layer are made of a GaN-based or AlN-based compound semiconductor, the substrate is made of sapphire, and the semiconductor light absorbing layer is made of GaN. The semiconductor photocathode according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記バッファ層は前記半導体光吸収層と
の間にGaAlN層を更に備えることを特徴とする請求
項2に記載の半導体光電陰極。
3. The semiconductor photocathode according to claim 2, wherein said buffer layer further comprises a GaAlN layer between said buffer layer and said semiconductor light absorbing layer.
JP18462898A 1998-06-30 1998-06-30 Semiconductor photocathode Expired - Fee Related JP3806515B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18462898A JP3806515B2 (en) 1998-06-30 1998-06-30 Semiconductor photocathode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18462898A JP3806515B2 (en) 1998-06-30 1998-06-30 Semiconductor photocathode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000021296A true JP2000021296A (en) 2000-01-21
JP3806515B2 JP3806515B2 (en) 2006-08-09

Family

ID=16156565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18462898A Expired - Fee Related JP3806515B2 (en) 1998-06-30 1998-06-30 Semiconductor photocathode

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3806515B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002050858A1 (en) * 2000-12-18 2002-06-27 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor photocathode
JP2008135350A (en) * 2006-11-29 2008-06-12 Hamamatsu Photonics Kk Semiconductor photocathode
CN102280343A (en) * 2011-07-13 2011-12-14 重庆大学 Transmission-type GaN ultraviolet photocathode based on two-sided patterned substrate
KR101233206B1 (en) 2007-01-22 2013-02-15 엘지전자 주식회사 Photovoltaic Device Including Buffer Layer And Fabrication Method thereof

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002050858A1 (en) * 2000-12-18 2002-06-27 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor photocathode
JP2002184302A (en) * 2000-12-18 2002-06-28 Hamamatsu Photonics Kk Semiconductor photoelectric cathode
US6917058B2 (en) 2000-12-18 2005-07-12 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor photocathode
JP2008135350A (en) * 2006-11-29 2008-06-12 Hamamatsu Photonics Kk Semiconductor photocathode
KR101233206B1 (en) 2007-01-22 2013-02-15 엘지전자 주식회사 Photovoltaic Device Including Buffer Layer And Fabrication Method thereof
CN102280343A (en) * 2011-07-13 2011-12-14 重庆大学 Transmission-type GaN ultraviolet photocathode based on two-sided patterned substrate

Also Published As

Publication number Publication date
JP3806515B2 (en) 2006-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4365255B2 (en) Luminescent body, electron beam detector, scanning electron microscope and mass spectrometer using the same
US7217932B2 (en) UV sensor
KR100492139B1 (en) Photocathodes and electron tubes containing them
JP2004131567A (en) Illuminant, and electron beam detector, scanning electron microscope and mass spectrometer using the same
JP2007165478A (en) Photoelectric surface and photo-detector
JPH0896705A (en) Semiconductor photoelectric cathode and photoelectric tube
WO2021145078A1 (en) Light-emitting body, electron beam detector, and scanning electron microscope
US6831341B2 (en) Photocathode having AlGaN layer with specified Mg content concentration
JP3806515B2 (en) Semiconductor photocathode
US5982093A (en) Photocathode and electron tube having enhanced absorption edge characteristics
JP3878747B2 (en) Semiconductor photocathode
EP1024513B1 (en) Semiconductor photoelectric surface
US8686401B2 (en) Ultraviolet irradiation apparatus
JP2000021297A (en) Semiconductor photo-electric cathode
JP4772414B2 (en) Transmission type photocathode and photodetector
JP2000021295A (en) Semiconductor photo-electric cathode
US7592747B1 (en) Piezoelectrically enhanced photocathode
JP3565535B2 (en) Photocathode and electron tube
JPH09172197A (en) Semiconductor light emitting device
US11657997B2 (en) Electron-emitting element
US4929867A (en) Two stage light converting vacuum tube
JPH1196897A (en) Photoelectric cathode and electron tube using the same
JP3615857B2 (en) Photocathode and electron tube using the same
JP4740853B2 (en) Antimonide alkali photocathode by MBE growth
JP2006302843A (en) Photoelectric surface and electron tube provided with it

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050608

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051201

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060509

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060515

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees