JPH04303535A - 光電変換管 - Google Patents

光電変換管

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JPH04303535A
JPH04303535A JP3089284A JP8928491A JPH04303535A JP H04303535 A JPH04303535 A JP H04303535A JP 3089284 A JP3089284 A JP 3089284A JP 8928491 A JP8928491 A JP 8928491A JP H04303535 A JPH04303535 A JP H04303535A
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JP
Japan
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photocathode
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amorphous silicon
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Tokuaki Futahashi
得明 二橋
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は像増強管,光電子増倍管
,イメージ管など光電子放出面を有する電子管(以下,
光電変換管)に関するものであり,特に,光電面の基板
であって光電面の周辺の部分に入射した光が基板あるい
は光電面の電極で反射して所望の光電面に入射し,光電
子放出することを防止する光電変換管に関する。
【0002】
【従来の技術】イメージ管などの光電変換管には入射す
る光に感応して光電子を放出させる光電子放出面(以下
,光電面)が設けられている。透過形光電面においては
,光電面の基板として光学ガラスなどが用いられている
。光電面の電極は真空蒸着法などにより,光学ガラスの
部分も含めて光電面の周辺,外周に沿って形成される。 この電極材料としては,通常,アルミニウム,クロム,
白金などが用いられている。
【0003】イメージ管などにおいては,光電面周辺に
入射する光によって発生する光電子の発生を防止するこ
とが要望されている。かかる要望に対して,極力,光電
面周辺からの反射光を低減するために,面板断面の形状
をT字形にする試みが種々提案されている。
【0004】そのような従来例を図2に示す。一般に,
イメージ管の光電面は,面板断面をT字形に形成し,そ
の前面22a(凸部平坦面)に光電面22を被着させて
いる。ガラス基板21の傾斜部24に沿って,反射性を
有し光電面電位供給電極材料,通常は金属材料で形成さ
れた光電面の電極23が形成されている。しかしながら
,この基板においては,傾斜部24の上に反射性を有す
る光電面電位供給電極23が形成されているから,方向
Aから入射した光が電極23で反射され,光電面22の
中央部の方向A’に進み,光電面22から望ましくない
光電子を発生させる。その結果,イメージ管においては
,フレア特性を低下させるといった問題に遭遇している
【0005】光電面周辺部での反射光による望ましくな
い光電子の発生を防止するため,図3に示すものが提案
されている。図3のガラス基板は,その前面22aに光
電面22が被着された円板状のガラス基板21の周囲に
光の吸収を目的としたガラスを黒色化したものか黒色の
光吸収リング27を設けている。光電面電位供給電極2
3は図2と同様に傾斜部24の上に形成されている。
【0006】また,図4に示すように,ガラス基板21
の外面は水素ガス還元雰囲気でPbOを還元してPbを
形成して光吸収層25を形成させたガラス面板が提案さ
れている(たとえば,英国特許出願第2165691A
号公報)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,図3お
よび図4に示した例においては,製造工程が複雑で,価
格が上昇するという問題がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
,本発明は,透明な基板と,この透明基板の上に形成し
た光電面と,上記基板上であって上記光電面と接触し,
その周囲を限定するように形成した導電性シリコン層と
を有する光電変換管を提供する。好適には,上記光電面
が,3−5族化合物半導体と,その表面を覆うアルカリ
金属および酸化アルカリ金属層からなる。また好適には
,上記光電面がアンチモンとアルカリ金属からなる。
【0010】
【作用】光電面の電極となる導電性シリコン層は光電面
活性物質であるアルカリ金属の吸着に対して充分低い熱
電子放出特性を有しており,暗電流特性に優れる。また
,通常使用される波長の範囲における導電性シリコンと
して好適なアモルファス・シリコンの吸収係数は105
 (cm−1)以上であり,アモルファス・シリコン層
に入射した光は殆ど吸収され,反射しない。したがって
,光電面の周囲をアモルファス・シリコン層で包囲する
ことにより,従来技術において遭遇した望ましくない光
電子の発生は殆ど生じない。また,導電性シリコンをガ
ラス基板に被着させる製造工程は,半導体製造において
一般に用いられるCVDプロセスなどのプロセスにより
実現できるので,簡単な工程である。さらに,シリコン
層は光電面やガラス基板と密着性が良好であり,温度変
化および振動に対してもガラス基板からの剥離などが生
ぜず,長期間安定に動作する。
【0011】
【実施例】以下,本発明の光電変換管の第1実施例とし
て,イメージ管に適用されるアルカリア・アンチモン系
光電面について述べる。この実施例は,図示するまでも
なく,従来の金属の真空蒸着法による形成方法をCVD
法により,アモルファス・シリコン層を形成する。その
際,光電面形成部分は金属板などのマスクを設けて形成
を防止する。それを真空中に導入して,アルカリおよび
アンチモンにより光電面を形成する。
【0012】次いで,本発明の第2実施例を図1を参照
して述べる。図1(a)〜(h)は本発明の光電変換管
に適用される第2実施例の透過型3−5族化合物光電面
の製造プロセスを示す図である。
【0013】まず図1(a)に示す結晶積層構造が形成
される。この結晶構造は,光電面となるものであり,3
族と5族との化合物半導体であるGaAsからなるGa
As基板1,エッチングストップ層として機能するGa
AlAs層2,GaAs層3,および,GaAlAsバ
ッファ層4からなる。この結晶積層構造は,半導体結晶
形成方法の種々の方法,たとえば,結晶成長法を適用し
て形成することができる。この結晶成長方法については
,たとえば,特公昭56−22104号公報に記載され
ている。本実施例において,上記結晶積層構造の各層の
厚さは,GaAs基板1が400μm,GaAlAs層
2が2000Å,GaAs層3が2μm,GaAlAs
バッファ層4が2000〜4000Åである。
【0014】次いで,図1(b)に示すように,図1(
a)に図示の結晶積層構造のGaAlAsバッファ層4
の面に,シラン(SiH4 )を熱CVDでコートして
酸化シリコン(SiO2 )層5を形成させる。このS
iO2 層5の厚さは2000Åである。熱CVDに代
えてスパッタリングなどの形成方法によって,SiO2
 層5を形成してもよい。
【0015】さらに,図1(c)に示すように,SiO
2 層5の面に厚さ5.6mmのコーニング社製705
6ガラス層6を熱接着させる。このガラスは,稀土類金
属の含有量が少なく,通常,酸化形態の他の金属の含有
量が極めて少ないガラスである。上記SiO2 層5は
,ガラス基板6を熱接着させるとき図1(b)に示した
結晶積層構造に不純物が侵入することを防止する保護機
能を果たすとともに,ガラス層6との密着力が良好なの
で,ガラス基板6を強固に接着させる機能をも果たす。
【0016】次に,図1(d)に示すように,GaAs
基板1をエッチングで除去する。さらに,図1(e)に
示すように,エッチングによって露出されたGaAlA
s層2の面を中央が隠れるように,換言すれば,GaA
lAs層2の周辺2a,2bが露出するようにレジスト
を被着し,再びエッチングを行い,図1(d)に示した
工程おいて露出されたGaAlAs層2の周辺2a,2
bを除去する。
【0017】図1(f)に示すように,図1(e)に示
したエッチングされた結晶積層構造の外周辺に,P++
型のアモルファス・シリコン(a−Si)層7を形成す
る。このa−Si層7の形成方法としては,たとえば,
SiH4 を原料にB2 H6 をドーパント用材料と
して用い熱CVD薄膜形成法により形成する。形成され
たa−Si層7の厚さはほぼ2000Åである。これに
より,a−Si層7は,GaAs層3の面において,G
aAlAs層2とほぼ等しい高さでGaAlAs層2の
周囲を包囲し,GaAs層3,GaAlAsバッファ層
4,SiO2 層5およびガラス基板6を包囲する。す
なわち,GaAlAs層2の上面,ガラス基板6の下面
を除いて,電極となる結晶積層構造はa−Si層7によ
って完全に密閉されたことになる。さらに,好適にはガ
ラス基板6の側壁もa−Si層7で覆うこともできる。
【0018】図1(g)に示すように,図1(f)に図
示のGaAlAs層2をエッチングしてGaAs層3を
露出させる。さらに,図1(h)に示すように,GaA
lAs層2をエッチングして空いた領域に,真空中でヒ
ートクリーニングした後,Csを被着させ酸化してCs
2 O層8を露出されたGaAs層3の面に形成させる
【0019】上述の如く形成された光電面は,a−Si
層7によって,GaAs層3を除いて遮蔽されている。 a−Si層7は上述したように吸収係数が非常に大きい
,したがって,a−Si層7に入射した光はそこで吸収
され,GaAs層3へ反射されることはない。その結果
,望ましくない光電子は発生しない。
【0020】a−Si層7は,一般的な半導体製造工程
により製造できるから光電面の製造時間が短く,製造工
程が簡単であり,製造価格も安価になる。また,a−S
i層7は緻密な構造をしており,半導体電極およびガラ
ス基板6と良好に密着し,耐振動性も良好である。また
,緻密な構造をしたa−Si層7は微小な物質の半導体
電極への侵入を防止する機能を果たすから,光活性層を
有する半導体電極の安定性が向上する。a−Si層7は
半導体電極とほぼ同じ膨張係数を有しており,温度上昇
にともなう問題も少ない。さらにa−Si層7は耐薬品
性に優れている。
【0021】
【発明の効果】以上に述べたように,導電性シリコンを
電圧印加用部材の材料として用い,光電面の周囲をその
導電性シリコンで包囲した本発明の光電面は,導電性シ
リコンが半導体電極と種々の面で整合しており,光電面
の周辺からの反射光などの悪影響を防止できる。また,
本発明の光電面は既存の製造工程を用いて高い製造効率
で製造できる。さらに本発明の光電面は,耐温度性,耐
振動性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の光電面を製造するプロセス図
である。
【図2】従来の光電面の断面図である。
【図3】従来の他の光電面の断面図である。
【図4】従来のさらに他の光電面の断面図である。
【符号の説明】
1・・GaAs基板, 2・・GaAlAs層, 3・・GaAs層, 4・・GaAlAsバッファ層, 5・・SiO2 層, 6・・ガラス基板, 7・・アモルファス・シリコン層, 8・・Cs2 O光電層。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  透明な基板と,この透明基板の上に形
    成した光電面と,上記基板上であって上記光電面と接触
    し,その周囲を限定するように形成した導電性シリコン
    層とを有する光電変換管。
  2. 【請求項2】  前記光電面が,3−5族化合物半導体
    と,その表面を覆うアルカリ金属および酸化アルカリ金
    属層からなる請求項1記載の光電変換管。
  3. 【請求項3】  前記光電面がアンチモンとアルカリ金
    属からなる請求項1または2記載の光電変換管。
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