JPH04324227A - 透過型光電面とその製造方法 - Google Patents

透過型光電面とその製造方法

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JPH04324227A
JPH04324227A JP3092229A JP9222991A JPH04324227A JP H04324227 A JPH04324227 A JP H04324227A JP 3092229 A JP3092229 A JP 3092229A JP 9222991 A JP9222991 A JP 9222991A JP H04324227 A JPH04324227 A JP H04324227A
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compound semiconductor
iii
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Tokuaki Futahashi
得明 二橋
Minoru Aragaki
実 新垣
Toshimitsu Nagai
俊光 永井
Atsushi Kibune
淳 木舩
Masashi Ota
正志 太田
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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III−V族化合物半導
体からなる透過型光電面と、その製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】  低照度の条件下で使用されるイメー
ジ管に用い得る透過型光電面としては、GaAs透過型
光電面が知られており、これの製造方法として特開昭5
1−73379が公知である。これを第3図に示す。ま
ず、GaAs基板1を用意し、この上に液相成長法を用
いてAlX Ga1−X As停止層2、GaAs活性
層3およびAlX Ga1−X As窓層4を堆積し、
次いでスパッタ法などにより反射防止SiO2 膜5を
堆積する(図3(a)参照)。しかる後、図示の積層構
造体を反射防止SiO2 膜5側でガラス窓材6に熱圧
着し(同図(b)参照)、GaAs基板1およびAlX
 Ga1−X As停止層2を選択的にエッチングし、
ガラス窓材6上に反射防止SiO2 膜5およびAlX
 Ga1−X As窓層4を介してGaAs活性層3が
積層されたGaAs透過型光電面を得ることができる(
同図(c)参照)。
【0003】しかし、上記の透過型光電面をイメージ管
などに用いると、解像度の低下や局所的な像の歪み等の
問題が発生していた。これは、AlX Ga1−X A
s窓層4と反射防止SiO2 膜5の界面にダストが存
在していたり、AlX Ga1−X As窓層4の表面
に傷があったりすることが原因として考えられる。また
、上記従来技術では、液相成長法により構成しているた
め、表面に波状の模様が生じ、これが局所的な像の歪み
を招いていることも考えられる。
【0004】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたもので、イメージ管に応用したときに、高解
像度でかつ歪みのない画像を得ることのできる透過型光
電面と、これに好適な製造方法を提供することを目的と
している。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る透過型光電
面は、Alを含まないIII−V族化合物半導体からな
る活性層、Alを含むIII−V族化合物半導体からな
る窓層および反射防止膜を順次に堆積した積層構造体を
、反射防止膜でガラス製の窓材に固着したものにおいて
、窓層と反射防止膜の間には、窓層に比べて十分に薄い
Al酸化膜が介在されている。
【0006】また、本発明に係るの第1の製造方法は、
基板上にエッチングの停止層、Alを含まないIII−
V族化合物半導体からなる活性層、Alを含むIII−
V族化合物半導体からなる窓層およびIII−V族化合
物半導体の保護層を堆積して積層構造体を形成する第1
のステップと、窓層の表面に薄いAl酸化膜が形成され
るエッチング条件で保護層を選択的に除去する第2のス
テップと、Al酸化膜の表面に反射防止膜を形成する第
3のステップと、積層構造体を反射防止膜でガラス製の
窓材に固着し、基板および停止層を選択的に除去する第
4のステップとを備える。
【0007】さらに、透過型光電面の第2の製造方法は
、基板上にエッチングの停止層、Alを含まないIII
−V族化合物半導体からなる活性層、Alを含むIII
−V族化合物半導体からなる窓層、Alを含まないII
I−V族化合物半導体からなり上記窓層に比べて十分に
薄い層、およびこの薄い層と選択エッチングが可能なI
II−V族化合物半導体の保護層を堆積して積層構造体
を形成する第1のステップと、保護層を選択的に除去す
る第2のステップと、上記薄い層の表面に反射防止膜を
形成する第3のステップと、積層構造体を反射防止膜で
ガラス製の窓材に固着し、基板および停止層を選択的に
除去する第4のステップとを備えることを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明では、Alを含むIII−V族化合物半
導体の窓層と反射防止膜の間に、極めて薄い層を介在さ
せ、この層をAlを含まないIII−V族化合物半導体
もしくはAlと酸素が強く結びついたAl酸化膜として
いるので、窓層と反射防止膜の界面は極めて良好な光学
特性を有する。さらに、上記の製造工程において、気相
成長法を用いることで、液相成長法に固有の波状の模様
をなくし得る。
【0009】
【実施例】以下、本発明の第1実施例に係る透過型光電
面の構造と製法を、図1の工程別断面図により説明する
【0010】まず、GaAs基板1を用意し、この上に
気相成長法を用いて、AlX Ga1−X As停止層
2、GaAs活性層3およびAlX Ga1−X As
窓層4およびGaAs保護層7をエピタキシャル成長す
る(図1(a)参照)。ここで、AlX Ga1−X 
As停止層2についてはNH4 OH+H2 O2 に
よるGaAs基板1の選択エッチングを考慮して、Al
の組成比X=0.5、膜厚は2μm程度とされる。また
、GaAs活性層3の厚さは電子の拡散長程度とされ、
約2μmとされる。AlX Ga1−X As窓層4の
組成比Xおよび膜厚は、透過型光電面の短波長側しきい
値を決定し、実施例ではX=0.5、厚さは2μm程度
とされる。GaAs保護層7は本発明に特徴的なもので
、後の工程により最終的には除去され、表面保護および
汚染防止が実現できればよい。したがって薄くてもよく
、実施例では0.8μm程度とする。
【0011】次に、上記の積層構造体をエピタキシャル
成長装置から取り出し、GaAs保護層7を選択的にエ
ッチングする。この場合、エッチャントとして例えばN
H4 OH+H2 O2 を用いると、GaAsに対す
るエッチング速度は約16μm/minであるのでGa
As保護層7は数秒で除去され、AlX Ga1−X 
As窓層4の表面に数オングストロームの均一な厚さの
Al2 O3 膜8が自動的に形成され、エッチングは
ストップする(図1(b)参照)。そこで、水洗、乾燥
によって洗浄な表面を露出させ、直ちに反射防止SiO
2 膜5を堆積する(同図(c)参照)。そして、ガラ
ス窓材に熱圧着する(同図(d)参照)。ここで、反射
防止SiO2 膜5は接着の媒介と反射防止のために用
いられるから、例えば0.2μm程度のCVD膜でよい
。また、ガラス窓材としてはGaAsとの熱膨張率差の
小さいものが望ましい。
【0012】次に、NH4 OH+H2 O2 エッチ
ャントなどを用いてGaAs基板1を選択的に除去し、
次いでHF(弗酸)などを用いてAlX Ga1−X 
As停止層2をエッチングすると、洗浄なGaAs活性
層3が露出した透過型光電面がえられる。なお、AlX
 Ga1−X As窓層4の表面に自動的にAl2 O
3 膜8を形成し、かつその上の保護層を選択的に除去
可能とするためには、Alを含まないIII−V族化合
物半導体であればよい。 したがって、保護層7には、InGaAs、GaAsP
、GaAsSbなどを代用することができる。
【0013】実施例によれば、Al2 O3 膜8が介
在する界面は極めて洗浄かつ平坦であり、欠陥密度も1
0個/cm2(従来は100個/cm2)に抑えられる
ため、解像度の極めて高いイメージ管が実現される。ま
た、Al2 O3 膜8においてはAl原子は酸素原子
と強く結びついているので、AlX Ga1−X As
窓層4中のAl原子が反射防止SiO2 膜5に拡散し
て劣化するようなこともなくなる。
【0014】次に、本発明の第2実施例に係わる透過型
光電面の構造とその製法を、図2の工程別断面図により
説明する。
【0015】まず、GaAs基板1を用意し、第1実施
例と同様にして、AlX Ga1−X As停止層2、
GaAs活性層3およびAlX Ga1−X As窓層
4をエピタキシャル成長する。そして、AlX Ga1
−X As窓層4上に、Alを含まないIII−V族化
合物半導体、例えばGaAs窓層41を数10オングス
トロームの厚さ形成する。なお、このGaAs窓層41
は入射光を吸収するので、できるだけ薄いことが望まし
いが、あまり薄いとこの上のAlGaAs膜エッチング
のストッパとなり得ないので、例えば数10オングスト
ロームの厚さが望ましい、そして、この上にAlGaA
s保護層71を堆積し、その上にGaAs保護層72を
堆積する(図2(a)参照)。
【0016】上記の有機金属気相成長法などによる積層
構造体は、成長装置から取り出され、エッチング液とし
てNH4 OH+H2 O2 が用いられてGaAs保
護層72が除去され、次いでHFがエッチャントとして
用いられ、AlGaAs保護層71が除去される。する
と、極薄のGaAs窓層41が露出し、エッチングは自
動停止する(同図(b)参照)。
【0017】水洗、乾燥を行うと、GaAs窓層41の
表面は極めて清浄となり、AlGaAsなどを窓層とし
て用いた場合のように、酸化膜が自然形成されることも
ない、そこで、この積層構造体をCVD装置などにセッ
トし、約0.2μmの反射防止SiO2 膜5を形成す
る(同図(c)参照)。ここで、反射防止膜の材料とし
ては、SiO2 のみならずSi3 N4 などとして
もよいし、SiO2 とSiNx の混合膜あるいは積
層膜としてもよい。しかる後、第1実施例と同様にして
積層構造体を反射防止SiO2 膜5においてガラス窓
材6と熱圧着し(同図(d)参照)、GaAs基板1と
AlX Ga1−X As停止層2をエッチングしてG
aAs活性層3を露出させる(同図(e)参照)。これ
により、目的とする透過型光電面が得られる。
【0018】この第2実施例の透過型光電面についても
、AlX Ga1−X As窓層4と反射防止SiO2
 膜5の界面に極薄のGaAs窓層41が介存している
ので、AlX Ga1−X As窓層4の表面の光学特
性を良好にできる。このため、イメージ管の解像度の向
上が可能になる。なお、上記実施例に用いられるIII
−V族化合物半導体材料についても、各種の組み合わせ
が可能であり、これをまとめると、次のようになる。
【0019】(第1の組み合わせ) 基板…GaAs 停止層…Al(Ga)InAs 活性層…Ga1−x Inx As 窓層…AlGaInAs 極薄膜…GaAs 保護層…AlGa(In)As (第2の組み合わせ) 基板…GaAs 停止層…Al(Ga)AsSb 活性層…GaAsy Sb1−y  窓層…AlGaAsSb 極薄膜…GaAs 保護層…AlGaAs(Sb) (第3の組み合わせ) 基板…InP 停止層…Al(Ga)InAsP 活性層…Inx Ga1−x Asy P1−y窓層…
AlInAsP 極薄膜…InP 保護層…AlInP (第4の組み合わせ) 基板…GaAs 停止層…Al(Ga)AsP 活性層…GaAsy  P1−y  窓層…AlGaAsP 極薄膜…GaAs 保護層…Al(Ga)AsP
【0020】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り本発明によれ
ば、Alを含むIII−V族化合物半導体の窓層と反射
防止膜の間に、極めて薄い層を介在させ、この層をAl
を含まないIII−V族化合物半導体もしくはAlを酸
素が強く結びついたAl酸化膜としているので、窓層と
反射防止膜の界面は極めて良好な光学特性を有する。さ
らに、上記の製造工程において、気相成長法を用いるこ
とで、液相成長法に固有の波状の模様をなくし得る。こ
のため、イメージ管に応用したときに、高解像度でかつ
歪みのない画像を得ることのできる透過型光電面と、こ
れに好適な製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係わる透過型光電面の製造工程別
断面図である。
【図2】第2実施例に係わる透過型光電面の製造工程別
断面図である。
【図3】従来例に係わる透過型光電面の製造工程別断面
図である。
【符号の説明】
1…GaAs基板 2…AlX Ga1−X As停止層 3…GaAs活性層 4…AlX Ga1−X As窓層 5…反射防止SiO2 膜 6…ガラス窓材 7,71,72,…保護層 8…Al2 O3 膜 41…GaAs窓層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  Alを含まないIII−V族化合物半
    導体からなる活性層、Alを含むIII−V族化合物半
    導体からなる窓層および反射防止膜を順次に堆積した積
    層構造体を、前記反射防止膜でガラス製の窓材に固着し
    た透過型光電面において、前記窓層と前記反射防止膜の
    間には、前記窓層に比べて十分に薄いAl酸化膜が介在
    されていることを特徴とする透過型光電面。
  2. 【請求項2】  基板上にエッチングの停止層、Alを
    含まないIII−V族化合物半導体からなる活性層、A
    lを含むIII−V族化合物半導体からなる窓層および
    III−V族化合物半導体の保護層を堆積して積層構造
    体を形成する第1のステップと、前記窓層の表面に薄い
    Al酸化膜が形成されるエッチング条件で前記保護層を
    選択的に除去する第2のステップと、前記Al酸化膜の
    表面に反射防止膜を形成する第3のステップと、前記積
    層構造体を前記反射防止膜でガラス製の窓材に固着し、
    前記基板および停止層を選択的に除去する第4のステッ
    プとを備えることを特徴とする透過型光電面の製造方法
  3. 【請求項3】  前記第1の工程は、気相成長法により
    行うことを特徴とする請求項2記載の透過型光電面の製
    造方法。
  4. 【請求項4】  Alを含まないIII−V族化合物半
    導体からなる活性層、Alを含むIII−V族化合物半
    導体からなる窓層および反射防止膜を順次に堆積した積
    層構造体を、前記反射防止膜でガラス製の窓材に固着し
    た透過型光電面において、前記窓層と前記反射防止膜の
    間には、前記窓層に比べて十分に薄く、Alを含まない
    III−V族化合物半導体からなる層が介在されている
    ことを特徴とする透過型光電面。
  5. 【請求項5】  基板上にエッチングの停止層、Alを
    含まないIII−V族化合物半導体からなる活性層、A
    lを含むIII−V族化合物半導体からなる窓層、Al
    を含まないIII−V族化合物半導体からなり前記窓層
    に比べて十分に薄い層、および前記薄い層と選択エッチ
    ングが可能なIII−V族化合物半導体の保護層を堆積
    して積層構造体を形成する第1のステップと、前記保護
    層を選択的に除去する第2のステップと、前記薄い層の
    表面に反射防止膜を形成する第3のステップと、前記積
    層構造体を前記反射防止膜でガラス製の窓材に固着し、
    前記基板および停止層を選択的に除去する第4のステッ
    プとを備えることを特徴とする透過型光電面の製造方法
  6. 【請求項6】  前記第1の工程は、気相成長法により
    行う請求項5記載の透過型光電面の製造方法。
JP9222991A 1991-04-23 1991-04-23 透過型光電面とその製造方法 Expired - Fee Related JPH07120512B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007123176A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Hamamatsu Photonics Kk 光電陰極

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JP2007123176A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Hamamatsu Photonics Kk 光電陰極

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