JP2748458B2 - 光電流発生装置 - Google Patents
光電流発生装置Info
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- JP2748458B2 JP2748458B2 JP63302309A JP30230988A JP2748458B2 JP 2748458 B2 JP2748458 B2 JP 2748458B2 JP 63302309 A JP63302309 A JP 63302309A JP 30230988 A JP30230988 A JP 30230988A JP 2748458 B2 JP2748458 B2 JP 2748458B2
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- photocurrent
- cro
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半絶縁性Pb2CrO5を薄膜基板上に蒸着した
横形受光素子を用いる光電流発生装置に関する。
横形受光素子を用いる光電流発生装置に関する。
（従来の技術） 光電素子の集積化の問題において、半絶縁性基板の使
用と素子の横形構造の採用は有効であり、現在のとこ
ろ、半絶縁性基板上に横形ｐ−ｉ−ｎ構造と横形金属−
半導体−金属（MSM）構造の２種類が提案されている。
特に、MSM構造ホトダイオードは製作工程が少なく、ま
た、高温工程を含まないために信頼性も高いことから注
目されている。一方、Pb2CrO5は誘電体の一種として196
8年に発見された非常に高い抵抗率を有する材料であ
る。
用と素子の横形構造の採用は有効であり、現在のとこ
ろ、半絶縁性基板上に横形ｐ−ｉ−ｎ構造と横形金属−
半導体−金属（MSM）構造の２種類が提案されている。
特に、MSM構造ホトダイオードは製作工程が少なく、ま
た、高温工程を含まないために信頼性も高いことから注
目されている。一方、Pb2CrO5は誘電体の一種として196
8年に発見された非常に高い抵抗率を有する材料であ
る。
また、これらPb2CrO5薄膜横形受光素子を用いた光電
変換装置は、該受光素子に光を照射した際に、光電効果
により発生する光起電力を用いたものであった。
変換装置は、該受光素子に光を照射した際に、光電効果
により発生する光起電力を用いたものであった。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来から可視光から近紫外光に感度を
有する光センサにおいて素子の集積化と、光導電効果へ
の応用に対する問題があった。
有する光センサにおいて素子の集積化と、光導電効果へ
の応用に対する問題があった。
そこで、本発明は、素子の集積化に都合のよい大きな
結晶性と配向性、並びに優れた絶縁性を示すPb2CrO5薄
膜を用いた横形受光素子を用いて、光導電効果を有する
光電流発生装置を提供することを目的とする。
結晶性と配向性、並びに優れた絶縁性を示すPb2CrO5薄
膜を用いた横形受光素子を用いて、光導電効果を有する
光電流発生装置を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 従って、本発明の光電流発生装置は、前記問題点を解
決するために、基板、該基板上にPb2CrO5を蒸着形成し
た薄膜層、及び該薄膜層上に微小な電極間隙部を有する
２つの金属を蒸着形成した電極層とからなるPb2CrO5薄
膜横形受光素子と、前記一方の金属にバイアス電圧を印
加するバイアス電圧印加手段とを有しており、前記他方
の金属から、前記受光素子に照射する光の強度に伴う電
流が得られるように構成されていることに特徴がある。
決するために、基板、該基板上にPb2CrO5を蒸着形成し
た薄膜層、及び該薄膜層上に微小な電極間隙部を有する
２つの金属を蒸着形成した電極層とからなるPb2CrO5薄
膜横形受光素子と、前記一方の金属にバイアス電圧を印
加するバイアス電圧印加手段とを有しており、前記他方
の金属から、前記受光素子に照射する光の強度に伴う電
流が得られるように構成されていることに特徴がある。
（作用） このような構成を有する本発明によれば、素子の集積
化に都合のよい大きな結晶性と配向性、並びに暗状態で
の優れた絶縁性を示すPb2CrO5薄膜を用いたことで、早
い応答速度、低暗電流特性、高い光電流／暗電流比が得
られ、かつ本素子が光電素子の集積化に有用である。つ
まり、Pb2CrO5薄膜への光の照射が暗状態時の半絶縁性
による極めて微小な、実質的には消費電力を無視しうる
程度に抑圧できるので、高い光電流／暗電流比が得られ
ることになる。光電流とは光を照射した状態で素子に流
れる電流をいい、暗電流とは光を照射しない状態で素子
に流れる電流をいう。
化に都合のよい大きな結晶性と配向性、並びに暗状態で
の優れた絶縁性を示すPb2CrO5薄膜を用いたことで、早
い応答速度、低暗電流特性、高い光電流／暗電流比が得
られ、かつ本素子が光電素子の集積化に有用である。つ
まり、Pb2CrO5薄膜への光の照射が暗状態時の半絶縁性
による極めて微小な、実質的には消費電力を無視しうる
程度に抑圧できるので、高い光電流／暗電流比が得られ
ることになる。光電流とは光を照射した状態で素子に流
れる電流をいい、暗電流とは光を照射しない状態で素子
に流れる電流をいう。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明の一実施例である薄膜層上に蒸着形
成した電極層の平面図である。該電極層は、微小な電極
間隙部を有する２つの金属である。
成した電極層の平面図である。該電極層は、微小な電極
間隙部を有する２つの金属である。
第２図は、第１図の断面図である。両図において、パ
イレックスのガラス基板１上には厚さが5100Åの配向Pb
2CrO5薄膜２が磁場偏向型電子ビーム蒸着法によって蒸
着形成されている。薄膜２は、大気中で425℃−1.5時間
の熱処理を施された後、４×10-7torrの高真空中で表面
全体に厚さが600Åの金の電極３が抵抗加熱法によって
蒸着される。第１図に示された電極形状は電子ビーム描
画装置（ELS−3300:エリオニクス社）とウエットエッチ
ング法を用いて作製した。光電特性の測定は、He−Neレ
ーザ（0.6mW、λ＝543.5nm）を光源に用い、ガラス基板
側から光を照射する状態で行った。
イレックスのガラス基板１上には厚さが5100Åの配向Pb
2CrO5薄膜２が磁場偏向型電子ビーム蒸着法によって蒸
着形成されている。薄膜２は、大気中で425℃−1.5時間
の熱処理を施された後、４×10-7torrの高真空中で表面
全体に厚さが600Åの金の電極３が抵抗加熱法によって
蒸着される。第１図に示された電極形状は電子ビーム描
画装置（ELS−3300:エリオニクス社）とウエットエッチ
ング法を用いて作製した。光電特性の測定は、He−Neレ
ーザ（0.6mW、λ＝543.5nm）を光源に用い、ガラス基板
側から光を照射する状態で行った。
第３図は、本発明の一実施例である暗電流及び光電流
を検出するための回路図である。第１図で説明した電極
層の一方の金属にバイアス電圧が印加されている。これ
によって、受光素子に照射する光の強度に伴う電流が、
該電極層の他方の金属から得られる。得られた光電流
は、オペアンプを用いた電流−電圧変換回路で検出する
ことができる。
を検出するための回路図である。第１図で説明した電極
層の一方の金属にバイアス電圧が印加されている。これ
によって、受光素子に照射する光の強度に伴う電流が、
該電極層の他方の金属から得られる。得られた光電流
は、オペアンプを用いた電流−電圧変換回路で検出する
ことができる。
第４図は、光強度変調光に対する受光素子の応答例
で、電極間隙が４μｍ、バイアス電圧が−40Vにおける
結果である。変調光はOFF状態で完全に消灯させるより
もON状態の数10パーセント程度の光強度とする方が素子
の応答が早い。ここではON/OFF状態の光強度が50/29mW/
cm2である。
で、電極間隙が４μｍ、バイアス電圧が−40Vにおける
結果である。変調光はOFF状態で完全に消灯させるより
もON状態の数10パーセント程度の光強度とする方が素子
の応答が早い。ここではON/OFF状態の光強度が50/29mW/
cm2である。
第５図は、無変調光のON及びOFF状態の光電流をそれ
ぞれ100％および０％として規格化した信号電流を変調
周波数に対してプロットしたものである。信号電流の変
化が低周波時の半分になる周波数をカットオフ周波数fc
と定義すると、素子は120kHzまで応答することがわか
る。また、暗電流は他の半導体材料を用いた受光素子と
比べて極めて小さな値である。
ぞれ100％および０％として規格化した信号電流を変調
周波数に対してプロットしたものである。信号電流の変
化が低周波時の半分になる周波数をカットオフ周波数fc
と定義すると、素子は120kHzまで応答することがわか
る。また、暗電流は他の半導体材料を用いた受光素子と
比べて極めて小さな値である。
第６図は、電極間隙幅が４、８、24μｍの素子につい
てバイアス電圧を変えて暗電流を測定した結果である。
暗電流が電界強度に比例した量であることがわかる。電
界強度が20kV/mmを超える付近から暗電流は加速度的に
増加し、素子の安定な動作が損なわれるが、４μｍの素
子でバイアス電圧が−40Vにおいて安定な動作と僅か2pA
の小さな暗電流特性が得られている。
てバイアス電圧を変えて暗電流を測定した結果である。
暗電流が電界強度に比例した量であることがわかる。電
界強度が20kV/mmを超える付近から暗電流は加速度的に
増加し、素子の安定な動作が損なわれるが、４μｍの素
子でバイアス電圧が−40Vにおいて安定な動作と僅か2pA
の小さな暗電流特性が得られている。
第７図は４μｍの素子、バイアス電圧が−40Vの場合
の光電流の光強度依存性を示している。両対数プロット
で傾きが0.6の直線となる。光電流は光強度が90mW/cm2
の時に5nAに達し、光電流／暗電流比は2500が得られ
た。
の光電流の光強度依存性を示している。両対数プロット
で傾きが0.6の直線となる。光電流は光強度が90mW/cm2
の時に5nAに達し、光電流／暗電流比は2500が得られ
た。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、大きな配向性
を示す半絶縁性Pb2CrO5薄膜基板上に作製した横形受光
素子の応答速度（120kHz）と、Pb2CrO5薄膜横形受光素
子への光が暗状態時の半絶縁性による極めて微少な、実
質的には消費電力を無視しうる程度に抑圧できる低暗電
流特性（−40V時に暗電流2pA）と、該電流特性に伴う高
い光電流／暗電流比（90mW/cm2時に光電流／暗電流比25
00）が得られ、光電素子の集積化に有用である。
を示す半絶縁性Pb2CrO5薄膜基板上に作製した横形受光
素子の応答速度（120kHz）と、Pb2CrO5薄膜横形受光素
子への光が暗状態時の半絶縁性による極めて微少な、実
質的には消費電力を無視しうる程度に抑圧できる低暗電
流特性（−40V時に暗電流2pA）と、該電流特性に伴う高
い光電流／暗電流比（90mW/cm2時に光電流／暗電流比25
00）が得られ、光電素子の集積化に有用である。
第１図は本発明の一実施例の薄膜層上に蒸着形成した電
極層の平面図、第２図は第１図の断面図、第３図は本発
明の一実施例の暗電流及び光電流を検出するための回路
図、第４図は一実施例の光強度変調光に対する応答特性
図、第５図は一実施例の信号電流−周波数特性図、第６
図は一実施例の光強度−光電流特性図、第７図は４μｍ
の素子、バイアス電圧が−40Vの場合の光電流の光強度
依存性を示す図である。 １……ガラス基板、 ２……薄膜、 ３……電極。
極層の平面図、第２図は第１図の断面図、第３図は本発
明の一実施例の暗電流及び光電流を検出するための回路
図、第４図は一実施例の光強度変調光に対する応答特性
図、第５図は一実施例の信号電流−周波数特性図、第６
図は一実施例の光強度−光電流特性図、第７図は４μｍ
の素子、バイアス電圧が−40Vの場合の光電流の光強度
依存性を示す図である。 １……ガラス基板、 ２……薄膜、 ３……電極。
Claims (1)
- 【請求項１】基板、該基板上にPb2CrO5を蒸着形成した
薄膜層、及び該薄膜層上に微小な電極間隙部を有する２
つの金属を蒸着形成した電極層とからなるPb2CrO5薄膜
横形受光素子と、前記一方の金属にバイアス電圧を印加
するバイアス電圧印加手段とを有しており、前記他方の
金属から、前記受光素子に照射する光の強度に伴う電流
が得られるように構成されていることを特徴とする光電
流発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63302309A JP2748458B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 光電流発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63302309A JP2748458B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 光電流発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02150074A JPH02150074A (ja) | 1990-06-08 |
| JP2748458B2 true JP2748458B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17907408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63302309A Expired - Lifetime JP2748458B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 光電流発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2748458B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0620157B2 (ja) * | 1985-12-14 | 1994-03-16 | 耕司 戸田 | 光電変換装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-12-01 JP JP63302309A patent/JP2748458B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02150074A (ja) | 1990-06-08 |
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