JPH05102499A - 赤外光検出素子および赤外光検出器 - Google Patents
赤外光検出素子および赤外光検出器Info
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- JPH05102499A JPH05102499A JP3257959A JP25795991A JPH05102499A JP H05102499 A JPH05102499 A JP H05102499A JP 3257959 A JP3257959 A JP 3257959A JP 25795991 A JP25795991 A JP 25795991A JP H05102499 A JPH05102499 A JP H05102499A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価で感度の高い赤外光検出器と、この検出
器に用いられる赤外光検出素子とを提供する。 【構成】 本発明の赤外光検出素子10は、光検知材料層
1を透明電極2と電極3とで挟持したものである。光検知
材料層1は、アルカリ土類金属元素の硫化物あるいはセ
レン化物に、Eu,Ce,Mn,Cuの中から選択された１種以上
の元素と、Sm,Bi,Pbの中から選択された１種以上の元素
とをともに添加したものであり、CaS:Eu,Smが例示され
る。本発明の赤外光検出器は、透明電極2と電極3との間
の電気容量の変化を測定することにより、赤外光が照射
したことによる光検知材料層の分極率の変化を検出して
赤外光を検出する。
器に用いられる赤外光検出素子とを提供する。 【構成】 本発明の赤外光検出素子10は、光検知材料層
1を透明電極2と電極3とで挟持したものである。光検知
材料層1は、アルカリ土類金属元素の硫化物あるいはセ
レン化物に、Eu,Ce,Mn,Cuの中から選択された１種以上
の元素と、Sm,Bi,Pbの中から選択された１種以上の元素
とをともに添加したものであり、CaS:Eu,Smが例示され
る。本発明の赤外光検出器は、透明電極2と電極3との間
の電気容量の変化を測定することにより、赤外光が照射
したことによる光検知材料層の分極率の変化を検出して
赤外光を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外光を電気的に検出
する赤外光検出素子と、この赤外光検出素子を用いた赤
外光検出器に関する。
する赤外光検出素子と、この赤外光検出素子を用いた赤
外光検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信技術、光情報処理技術の進展によ
り、近年、近赤外線領域に発光波長を有する赤外光源が
各所で用いられるようになってきている。これに伴い、
光部品、光材料などの製造部門、これら部品を用いてシ
ステムを構築する部門あるいはこれらのシステムの保守
部門において、赤外光を用いた検査の必要性が高まり、
赤外光検出器の需要もますます増大してきている。現
在、光通信用の光源としては、１.３μｍ帯、１.５５μ
ｍ帯の赤外光源が主に用いられており、これら波長域の
赤外光を検出する検出器としては、例えばＩｎＧａＡｓ
を用いた半導体検出器が広く用いられている。
り、近年、近赤外線領域に発光波長を有する赤外光源が
各所で用いられるようになってきている。これに伴い、
光部品、光材料などの製造部門、これら部品を用いてシ
ステムを構築する部門あるいはこれらのシステムの保守
部門において、赤外光を用いた検査の必要性が高まり、
赤外光検出器の需要もますます増大してきている。現
在、光通信用の光源としては、１.３μｍ帯、１.５５μ
ｍ帯の赤外光源が主に用いられており、これら波長域の
赤外光を検出する検出器としては、例えばＩｎＧａＡｓ
を用いた半導体検出器が広く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のＩｎＧａＡｓを
用いた半導体検出器による赤外光検出器は、非常に高価
であり、また赤外光の検出感度がたかだか−６０ｄＢｍ
程度であって微弱な赤外光を検出するには十分でないと
いう問題点がある。
用いた半導体検出器による赤外光検出器は、非常に高価
であり、また赤外光の検出感度がたかだか−６０ｄＢｍ
程度であって微弱な赤外光を検出するには十分でないと
いう問題点がある。
【０００４】本発明の目的は、安価で感度の高い赤外光
検出器と、この検出器に用いられる赤外光検出素子とを
提供することにある。
検出器と、この検出器に用いられる赤外光検出素子とを
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の赤外光検出素子
は、少なくとも一方が透光性を有する一対の電極と、前
記電極間に挟持された光検知材料層とを有する赤外光検
出素子において、前記光検知材料層が、アルカリ土類金
属元素の硫化物あるいはセレン化物に、ユーロピウム，
セリウム，マンガン，銅の中から選択された１種以上の
元素と、サマリウム，ビスマス，鉛の中から選択された
１種以上の元素とをともに添加したものである。
は、少なくとも一方が透光性を有する一対の電極と、前
記電極間に挟持された光検知材料層とを有する赤外光検
出素子において、前記光検知材料層が、アルカリ土類金
属元素の硫化物あるいはセレン化物に、ユーロピウム，
セリウム，マンガン，銅の中から選択された１種以上の
元素と、サマリウム，ビスマス，鉛の中から選択された
１種以上の元素とをともに添加したものである。
【０００６】本発明の赤外光検出器は、本発明の記載の
赤外光検出素子と、前記赤外光検出素子の電極間の電気
容量を測定する電気容量測定器とからなる。
赤外光検出素子と、前記赤外光検出素子の電極間の電気
容量を測定する電気容量測定器とからなる。
【０００７】
【作用】本発明の赤外光検出素子では、光検知材料層と
して、アルカリ土類金属元素の硫化物あるいはセレン化
物に、Ｅｕ,Ｃｅ,Ｍｎ,Ｃｕの中から選択された１種以
上の元素と、Ｓｍ,Ｂｉ,Ｐｂの中から選択された１種以
上の元素とをともに添加したものを用いているので、こ
の光検知材料層の分極率が赤外光の照射で変化する。し
たがって、分極率の変化による電極間の電気容量の変化
を測定することにより、赤外光を検出することができ
る。
して、アルカリ土類金属元素の硫化物あるいはセレン化
物に、Ｅｕ,Ｃｅ,Ｍｎ,Ｃｕの中から選択された１種以
上の元素と、Ｓｍ,Ｂｉ,Ｐｂの中から選択された１種以
上の元素とをともに添加したものを用いているので、こ
の光検知材料層の分極率が赤外光の照射で変化する。し
たがって、分極率の変化による電極間の電気容量の変化
を測定することにより、赤外光を検出することができ
る。
【０００８】これまで、化合物半導体やゲルマニウム半
導体などの半導体材料を除き、１.３μｍ帯、１.５５μ
ｍ帯の赤外光に対して感度を有し光照射により分極率が
変化する無機材料は知られていなかった。そこで種々の
材料について実験し検討した結果、本発明者らは、アル
カリ土類金属元素の硫化物あるいはセレン化物に、Ｅ
ｕ,Ｃｅ,Ｍｎ,Ｃｕの中から選択された１種以上の元素
と、Ｓｍ,Ｂｉ,Ｐｂの中から選択された１種以上の元素
とをともに添加した材料が、赤外線に対して高い感度を
有し、赤外光の照射により大きく電気容量が変化するこ
とを見出した。ここでは、硫化カルシウム（ＣａＳ）
に、ユーロピウム（Ｅｕ）とサマリウム（Ｓｍ）をとも
に添加した光検知材料（以下ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍと記載）
を例に挙げて、この赤外光検出素子の動作原理を説明す
る。
導体などの半導体材料を除き、１.３μｍ帯、１.５５μ
ｍ帯の赤外光に対して感度を有し光照射により分極率が
変化する無機材料は知られていなかった。そこで種々の
材料について実験し検討した結果、本発明者らは、アル
カリ土類金属元素の硫化物あるいはセレン化物に、Ｅ
ｕ,Ｃｅ,Ｍｎ,Ｃｕの中から選択された１種以上の元素
と、Ｓｍ,Ｂｉ,Ｐｂの中から選択された１種以上の元素
とをともに添加した材料が、赤外線に対して高い感度を
有し、赤外光の照射により大きく電気容量が変化するこ
とを見出した。ここでは、硫化カルシウム（ＣａＳ）
に、ユーロピウム（Ｅｕ）とサマリウム（Ｓｍ）をとも
に添加した光検知材料（以下ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍと記載）
を例に挙げて、この赤外光検出素子の動作原理を説明す
る。
【０００９】図８は、ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍのバンドモデル
を示す図である。この図から明らかなように、ＣａＳの
禁制帯中で、ＥｕとＳｍはそれぞれ深さの異なる不純物
準位を形成し、Ｅｕの準位は価電子帯の上端（図示V.
B.）に近いところに、Ｓｍの準位は伝導帯の下端（図示
C.B.）近くの赤外光に感度を有する程度の浅いところ
に、それぞれ位置している。Ｓｍは＋３価が安定な原子
価状態であるため、＋２価のＣａの位置に置換された場
合、正に帯電して電子に対する吸引力を有するようにな
る。このためＳｍはある一定数のＥｕから電子を引抜い
て電子を捕獲し、光検知材料は全体的には電気的中性を
保っている。なお、電子を引き抜かれたＥｕは＋３価と
なっている。この状態の光検知材料に赤外光を照射する
と、Ｓｍの準位が赤外光に対する感度を持っているた
め、Ｓｍから電子が伝導帯に放出され、放出された電子
がＥｕに捕獲される。この電子移動により光検知材料の
分極率が変化し、誘電率が変化して電気容量が変化す
る。
を示す図である。この図から明らかなように、ＣａＳの
禁制帯中で、ＥｕとＳｍはそれぞれ深さの異なる不純物
準位を形成し、Ｅｕの準位は価電子帯の上端（図示V.
B.）に近いところに、Ｓｍの準位は伝導帯の下端（図示
C.B.）近くの赤外光に感度を有する程度の浅いところ
に、それぞれ位置している。Ｓｍは＋３価が安定な原子
価状態であるため、＋２価のＣａの位置に置換された場
合、正に帯電して電子に対する吸引力を有するようにな
る。このためＳｍはある一定数のＥｕから電子を引抜い
て電子を捕獲し、光検知材料は全体的には電気的中性を
保っている。なお、電子を引き抜かれたＥｕは＋３価と
なっている。この状態の光検知材料に赤外光を照射する
と、Ｓｍの準位が赤外光に対する感度を持っているた
め、Ｓｍから電子が伝導帯に放出され、放出された電子
がＥｕに捕獲される。この電子移動により光検知材料の
分極率が変化し、誘電率が変化して電気容量が変化す
る。
【００１０】図９はＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍの赤外波長感度特
性を示す図である。この図から明らかなように、Ｃａ
Ｓ:Ｅｕ,Ｓｍは０.８〜１.７μｍにわたる波長領域の赤
外光に対して感度があるから、１.３μｍ帯、１.５５μ
ｍ帯の赤外光を検出することができる。
性を示す図である。この図から明らかなように、Ｃａ
Ｓ:Ｅｕ,Ｓｍは０.８〜１.７μｍにわたる波長領域の赤
外光に対して感度があるから、１.３μｍ帯、１.５５μ
ｍ帯の赤外光を検出することができる。
【００１１】ＳｍからＥｕに遷移する電子の数は入射す
る赤外線の光量に比例するため、電気容量の変化分は赤
外線量に比例する。したがって、電気容量の変化分を測
定することにより、赤外線量を測定することができる。
また、ＳｍからＥｕへ遷移する電子の単位時間当たりの
数は入射した赤外線の強度に比例するため、電気容量変
化の時間微分値は赤外線強度に比例する。したがって電
気容量変化の時間微分を測定することにより、赤外線強
度を測定することができる。
る赤外線の光量に比例するため、電気容量の変化分は赤
外線量に比例する。したがって、電気容量の変化分を測
定することにより、赤外線量を測定することができる。
また、ＳｍからＥｕへ遷移する電子の単位時間当たりの
数は入射した赤外線の強度に比例するため、電気容量変
化の時間微分値は赤外線強度に比例する。したがって電
気容量変化の時間微分を測定することにより、赤外線強
度を測定することができる。
【００１２】ここでは、母体としてＣａＳを用いこれに
添加剤としてＥｕとＳｍを加えたものを光検知材料層に
使用した例で説明したが、光検知材料層はこれに限られ
るものではない。アルカリ土類金属元素の硫化物あるい
はセレン化物は、一般にＣａＳと同様のバンド構造を有
するから、母体であるＣａＳの代わりに使用することが
できる。また、添加剤であるＥｕとＳｍとの代わりに、
これらと同様に異なる深さの不純物準位を形成し、かつ
母体中で複数の原子価状態をとり得るものであれば、添
加剤として使用することができる。Ｅｕに代わって価電
子帯の上端に近い準位を形成するものとしてＣｅ,Ｍｎ,
Ｃｕなどがあり、またＳｍに代わって伝導帯の下端に近
い準位を形成するものとしてＢｉ,Ｐｂがある。したが
って本発明では、光検知材料層として、アルカリ土類金
属元素の硫化物あるいはセレン化物に、ユーロピウム，
セリウム，マンガン，銅の中から選択された１種以上の
元素と、サマリウム，ビスマス，鉛の中から選択された
１種以上の元素とをともに添加したものを使用すること
ができる。
添加剤としてＥｕとＳｍを加えたものを光検知材料層に
使用した例で説明したが、光検知材料層はこれに限られ
るものではない。アルカリ土類金属元素の硫化物あるい
はセレン化物は、一般にＣａＳと同様のバンド構造を有
するから、母体であるＣａＳの代わりに使用することが
できる。また、添加剤であるＥｕとＳｍとの代わりに、
これらと同様に異なる深さの不純物準位を形成し、かつ
母体中で複数の原子価状態をとり得るものであれば、添
加剤として使用することができる。Ｅｕに代わって価電
子帯の上端に近い準位を形成するものとしてＣｅ,Ｍｎ,
Ｃｕなどがあり、またＳｍに代わって伝導帯の下端に近
い準位を形成するものとしてＢｉ,Ｐｂがある。したが
って本発明では、光検知材料層として、アルカリ土類金
属元素の硫化物あるいはセレン化物に、ユーロピウム，
セリウム，マンガン，銅の中から選択された１種以上の
元素と、サマリウム，ビスマス，鉛の中から選択された
１種以上の元素とをともに添加したものを使用すること
ができる。
【００１３】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明の赤外光検出素子の基本的な構
成例を示す模式断面図、図２は本発明の赤外光検出器の
基本的な構成例を示すブロック図、図３は微分回路を有
する本発明の赤外光検出器の基本的な構成例を示すブロ
ック図である。
説明する。図１は本発明の赤外光検出素子の基本的な構
成例を示す模式断面図、図２は本発明の赤外光検出器の
基本的な構成例を示すブロック図、図３は微分回路を有
する本発明の赤外光検出器の基本的な構成例を示すブロ
ック図である。
【００１４】図１に示した赤外光検出素子１０は、光検
知材料層１を透明電極２と電極３とで挟持した構成とな
っている。透明電極２は少なくとも赤外光を透過する。
光検知材料層１は、アルカリ土類金属元素の硫化物ある
いはセレン化物に、Ｅｕ,Ｃｅ,Ｍｎ,Ｃｕの中から選択
された１種以上の元素と、Ｓｍ,Ｂｉ,Ｐｂの中から選択
された１種以上の元素とをともに添加したものであり、
これを有機材料中などに分散させたりして使用してもよ
い。この赤外光検出素子１０を用いた赤外光の検出は、
透明電極２と電極３間の電気容量の変化を測定すること
によって行なわれる。透明電極２側から光検知材料層１
に赤外光が入射すると、上述したような原理によってこ
の光検知材料層１の誘電率が変化するので、透明電極２
と電極３間の電気容量が赤外光の照射に応じて変化す
る。
知材料層１を透明電極２と電極３とで挟持した構成とな
っている。透明電極２は少なくとも赤外光を透過する。
光検知材料層１は、アルカリ土類金属元素の硫化物ある
いはセレン化物に、Ｅｕ,Ｃｅ,Ｍｎ,Ｃｕの中から選択
された１種以上の元素と、Ｓｍ,Ｂｉ,Ｐｂの中から選択
された１種以上の元素とをともに添加したものであり、
これを有機材料中などに分散させたりして使用してもよ
い。この赤外光検出素子１０を用いた赤外光の検出は、
透明電極２と電極３間の電気容量の変化を測定すること
によって行なわれる。透明電極２側から光検知材料層１
に赤外光が入射すると、上述したような原理によってこ
の光検知材料層１の誘電率が変化するので、透明電極２
と電極３間の電気容量が赤外光の照射に応じて変化す
る。
【００１５】図２に示した赤外光検出器は、上述の赤外
光検出素子１０と電気容量測定器４とを組み合せたもの
であり、電気容量測定器４によって赤外光検出素子１０
の透明電極２と電極３との間の電気容量を測定できるよ
うになっている。ここで使用される電気容量測定器４と
しては、各種のブリッジ回路を使用したものなど市販の
ものをそのまま用いることができる。電気容量測定器４
で透明電極２と電極３間の電気容量の変化分を測定する
ことにより、赤外光検出素子１０が受光した赤外線量を
求めることができる。
光検出素子１０と電気容量測定器４とを組み合せたもの
であり、電気容量測定器４によって赤外光検出素子１０
の透明電極２と電極３との間の電気容量を測定できるよ
うになっている。ここで使用される電気容量測定器４と
しては、各種のブリッジ回路を使用したものなど市販の
ものをそのまま用いることができる。電気容量測定器４
で透明電極２と電極３間の電気容量の変化分を測定する
ことにより、赤外光検出素子１０が受光した赤外線量を
求めることができる。
【００１６】図３に示した赤外光検出器は、上述の図２
で示した赤外光検出器の電気容量測定器４の出力側に微
分回路５を設けたものである。赤外光検出素子１０の電
気容量の変化を時間微分したものは赤外線の強度となる
から、微分回路５の出力には、赤外光検出素子１０で受
光した赤外線の強度が現れることになる。
で示した赤外光検出器の電気容量測定器４の出力側に微
分回路５を設けたものである。赤外光検出素子１０の電
気容量の変化を時間微分したものは赤外線の強度となる
から、微分回路５の出力には、赤外光検出素子１０で受
光した赤外線の強度が現れることになる。
【００１７】次に、本発明の赤外光検出素子の実施例に
ついて、具体的数値を挙げてさらに説明する。
ついて、具体的数値を挙げてさらに説明する。
【００１８】［実施例１］光検知材料層としてＣａＳ:
Ｅｕ,Ｓｍ系の材料を用いて赤外光検出素子を作製し
た。図４はこの実施例１で用いた赤外光検出素子の構成
を示す模式断面図であり、ガラス基板１１の上に、ＩＴ
Ｏ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2）透明電極１２、シリコン酸化
膜１３、シリコン窒化膜１４、ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光検知
材料層１５、シリコン窒化膜１４、アルミニウム電極１
６を順次積層した構成となっている。シリコン酸化膜１
３、シリコン窒化膜１４を用いなくても本発明の赤外光
検出素子を実現できるが、これらの膜を使用することに
より、素子の安定性や信頼性が向上する。
Ｅｕ,Ｓｍ系の材料を用いて赤外光検出素子を作製し
た。図４はこの実施例１で用いた赤外光検出素子の構成
を示す模式断面図であり、ガラス基板１１の上に、ＩＴ
Ｏ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2）透明電極１２、シリコン酸化
膜１３、シリコン窒化膜１４、ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光検知
材料層１５、シリコン窒化膜１４、アルミニウム電極１
６を順次積層した構成となっている。シリコン酸化膜１
３、シリコン窒化膜１４を用いなくても本発明の赤外光
検出素子を実現できるが、これらの膜を使用することに
より、素子の安定性や信頼性が向上する。
【００１９】この赤外光検出素子を作製するに当たって
は、まず、ＮＡ−４０ガラス基板１１を純水、アセトン
などで洗浄し、スパッタ法によりこのガラス基板１１の
表面にＩＴＯ透明電極１２を２００ｎｍの厚さで形成す
る。次に、このガラス基板１１をＥＣＲ（電子サイクロ
トロン共鳴）プラズマＣＶＤ装置内に設置し、原料ガス
としてシラン１０ｓｃｃｍと酸素１０ｓｃｃｍを導入
し、投入マイクロ波出力６００Ｗの条件で、厚さ１００
ｎｍのシリコン酸化膜１３を形成した。引き続きＥＣＲ
プラズマＣＶＤ装置により、シラン１０ｓｃｃｍと窒素
２０ｓｃｃｍを導入し、投入マイクロ波出力６００Ｗの
条件で、厚さ１００ｎｍのシリコン窒化膜１４を形成し
た。シリコン酸化膜１３を設けたのは、このあとの光検
知材料層１５を形成する際の基板加熱によりＩＴＯ透明
電極１２が劣化することを防ぐためである。
は、まず、ＮＡ−４０ガラス基板１１を純水、アセトン
などで洗浄し、スパッタ法によりこのガラス基板１１の
表面にＩＴＯ透明電極１２を２００ｎｍの厚さで形成す
る。次に、このガラス基板１１をＥＣＲ（電子サイクロ
トロン共鳴）プラズマＣＶＤ装置内に設置し、原料ガス
としてシラン１０ｓｃｃｍと酸素１０ｓｃｃｍを導入
し、投入マイクロ波出力６００Ｗの条件で、厚さ１００
ｎｍのシリコン酸化膜１３を形成した。引き続きＥＣＲ
プラズマＣＶＤ装置により、シラン１０ｓｃｃｍと窒素
２０ｓｃｃｍを導入し、投入マイクロ波出力６００Ｗの
条件で、厚さ１００ｎｍのシリコン窒化膜１４を形成し
た。シリコン酸化膜１３を設けたのは、このあとの光検
知材料層１５を形成する際の基板加熱によりＩＴＯ透明
電極１２が劣化することを防ぐためである。
【００２０】こののち、上述のシリコン窒化膜１４まで
を形成したガラス基板１１を真空蒸着装置内に設置し、
このシリコン窒化膜１４の上に厚さ１μｍのＣａＳ:Ｅ
ｕ,Ｓｍ光検知材料層１５を形成した。この光検知材料
層１５は、酸化ユーロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）を２００ｐｐ
ｍ、酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）を２００ｐｐｍ添加し
たＣａＳペレットを蒸発源とし、基板温度５００℃、薄
膜堆積速度５０ｎｍ／ｍｉｎの条件で、電子ビーム蒸着
法により形成した。そして再びこの基板をＥＣＲプラズ
マＣＶＤ装置内に設置し、シリコン窒化膜１４を厚さ１
００ｎｍで形成し、さらにその上にアルミニウム電極１
６を形成し、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置から取り出して
ＩＴＯ透明電極１２とアルミニウム電極１６にそれぞれ
リード線を接続して赤外光検出素子を完成させた。
を形成したガラス基板１１を真空蒸着装置内に設置し、
このシリコン窒化膜１４の上に厚さ１μｍのＣａＳ:Ｅ
ｕ,Ｓｍ光検知材料層１５を形成した。この光検知材料
層１５は、酸化ユーロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）を２００ｐｐ
ｍ、酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）を２００ｐｐｍ添加し
たＣａＳペレットを蒸発源とし、基板温度５００℃、薄
膜堆積速度５０ｎｍ／ｍｉｎの条件で、電子ビーム蒸着
法により形成した。そして再びこの基板をＥＣＲプラズ
マＣＶＤ装置内に設置し、シリコン窒化膜１４を厚さ１
００ｎｍで形成し、さらにその上にアルミニウム電極１
６を形成し、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置から取り出して
ＩＴＯ透明電極１２とアルミニウム電極１６にそれぞれ
リード線を接続して赤外光検出素子を完成させた。
【００２１】このようにした形成した赤外光検出素子と
電気容量測定器（検出限界１ｐＦ）とを上述の図２のよ
うに接続して赤外光検出器を構成し、赤外光を照射する
前の赤外光検出素子のＩＴＯ透明電極１２とアルミニウ
ム電極１６との間の容量を測定したところ、１０００ｐ
Ｆであった。この状態で赤外光検出素子に赤外光を照射
したところ、照射する赤外光量によって測定される電気
容量が変化し、線量１μＪの赤外光の照射で５００ｐＦ
の容量変化を生じた。この電気容量測定器として検出限
界が１ｐＦのものを用いたから、赤外線量としての検出
限界は２ｎＪということになる。また電気容量測定器の
出力側に微分回路を接続して赤外光の強度を測定したと
ころ、１ｐＷの赤外光を検出することができた。以上よ
り、本発明の赤外光検出素子および赤外光検出器は、極
めて感度が高いことが明らかになった。
電気容量測定器（検出限界１ｐＦ）とを上述の図２のよ
うに接続して赤外光検出器を構成し、赤外光を照射する
前の赤外光検出素子のＩＴＯ透明電極１２とアルミニウ
ム電極１６との間の容量を測定したところ、１０００ｐ
Ｆであった。この状態で赤外光検出素子に赤外光を照射
したところ、照射する赤外光量によって測定される電気
容量が変化し、線量１μＪの赤外光の照射で５００ｐＦ
の容量変化を生じた。この電気容量測定器として検出限
界が１ｐＦのものを用いたから、赤外線量としての検出
限界は２ｎＪということになる。また電気容量測定器の
出力側に微分回路を接続して赤外光の強度を測定したと
ころ、１ｐＷの赤外光を検出することができた。以上よ
り、本発明の赤外光検出素子および赤外光検出器は、極
めて感度が高いことが明らかになった。
【００２２】［実施例２］表面にＩＴＯ透明電極を形成
した高分子フィルム２２と表面に銅電極を形成した高分
子フィルム２３との間に、ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ粉末をフッ
素ゴム中に分散させたフィルム状とした光検知材料層２
１を挟持し、さらに全体を透明高分子フィルム２４で挟
持した構成の赤外光検出素子を用いた。図５はこの赤外
光検出素子の構成を示す模式断面図である。
した高分子フィルム２２と表面に銅電極を形成した高分
子フィルム２３との間に、ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ粉末をフッ
素ゴム中に分散させたフィルム状とした光検知材料層２
１を挟持し、さらに全体を透明高分子フィルム２４で挟
持した構成の赤外光検出素子を用いた。図５はこの赤外
光検出素子の構成を示す模式断面図である。
【００２３】光検知材料層２１を作製するにあたって
は、まず、アセトンで溶解したフッ素ゴム中にＣａＳ:
Ｅｕ,Ｓｍ材料粉末を分散させ、ＩＴＯ透明電極を形成
した高分子フィルム２２上に塗布して乾燥させた。この
光検知材料層２１を塗布形成した高分子フィルム２２上
に、銅電極を形成した高分子フィルム２３を配し、さら
にこれらを２枚の透明高分子フィルム２４で挟んで熱圧
着し、赤外光検出素子を形成した。光検知材料層２１に
添加される添加物の濃度は、Ｅｕが５００ｐｐｍ、Ｓｍ
が１５０ｐｐｍとなるようにし、光検知材料層２１の膜
厚は１００μｍとした。
は、まず、アセトンで溶解したフッ素ゴム中にＣａＳ:
Ｅｕ,Ｓｍ材料粉末を分散させ、ＩＴＯ透明電極を形成
した高分子フィルム２２上に塗布して乾燥させた。この
光検知材料層２１を塗布形成した高分子フィルム２２上
に、銅電極を形成した高分子フィルム２３を配し、さら
にこれらを２枚の透明高分子フィルム２４で挟んで熱圧
着し、赤外光検出素子を形成した。光検知材料層２１に
添加される添加物の濃度は、Ｅｕが５００ｐｐｍ、Ｓｍ
が１５０ｐｐｍとなるようにし、光検知材料層２１の膜
厚は１００μｍとした。
【００２４】このようにした形成した赤外光検出素子と
電気容量測定器（検出限界１ｐＦ）とを上述の図２のよ
うに接続して赤外光検出器を構成し、赤外光検出素子の
高分子フィルム２２,２３のそれぞれに形成されたＩＴ
Ｏ透明電極と銅電極との間の赤外光を照射する前の容量
を測定したところ、１０００ｐＦであった。この状態で
赤外光検出素子に赤外光を照射したところ、照射する赤
外光量によって測定される電気容量が変化し、線量１μ
Ｊの赤外光の照射で５００ｐＦの容量変化を生じた。電
気容量測定器として検出限界が１ｐＦのものを用いたか
ら、赤外線量としての検出限界は２ｎＪということにな
る。また電気容量測定器の出力側に微分回路を接続して
赤外光の強度を測定したところ、１ｐＷの赤外光を検出
することができた。以上より、本発明の赤外光検出素子
および赤外光検出器は、極めて感度が高いことが明らか
になった。
電気容量測定器（検出限界１ｐＦ）とを上述の図２のよ
うに接続して赤外光検出器を構成し、赤外光検出素子の
高分子フィルム２２,２３のそれぞれに形成されたＩＴ
Ｏ透明電極と銅電極との間の赤外光を照射する前の容量
を測定したところ、１０００ｐＦであった。この状態で
赤外光検出素子に赤外光を照射したところ、照射する赤
外光量によって測定される電気容量が変化し、線量１μ
Ｊの赤外光の照射で５００ｐＦの容量変化を生じた。電
気容量測定器として検出限界が１ｐＦのものを用いたか
ら、赤外線量としての検出限界は２ｎＪということにな
る。また電気容量測定器の出力側に微分回路を接続して
赤外光の強度を測定したところ、１ｐＷの赤外光を検出
することができた。以上より、本発明の赤外光検出素子
および赤外光検出器は、極めて感度が高いことが明らか
になった。
【００２５】［実施例３］実施例１ではＣａＳ:Ｅｕ,Ｓ
ｍ光検知材料層１５をＥＣＲプラズマＣＶＤ法によって
形成しているが、ここではこの光検知材料層１５をガス
ソースＭＢＥ（分子線エピタキシャル）法によって形成
した例について説明する。
ｍ光検知材料層１５をＥＣＲプラズマＣＶＤ法によって
形成しているが、ここではこの光検知材料層１５をガス
ソースＭＢＥ（分子線エピタキシャル）法によって形成
した例について説明する。
【００２６】実施例１と同様にしてガラス基板１１上
に、ＩＴＯ透明電極１２、シリコン酸化膜１３、シリコ
ン窒化膜１４を順次積層し、そののちこの基板をＭＢＥ
装置内に設置し、厚さ１μｍのＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光検知
材料層１５を形成した。この光検知材料層１５は、Ｅｕ
濃度が５００ｐｐｍ、Ｓｍ濃度が１５０ｐｐｍとなるよ
うに別々の蒸発源に充填したＣａ金属、Ｅｕ金属、Ｓｍ
金属をそれぞれ調節して加熱蒸発させて基板面に堆積さ
せ、さらにこれと同時に硫化水素ガスを基板面に照射す
ることによって形成した。このときの基板温度は７００
℃、薄膜堆積速度は５０ｎｍ／ｍｉｎとした。
に、ＩＴＯ透明電極１２、シリコン酸化膜１３、シリコ
ン窒化膜１４を順次積層し、そののちこの基板をＭＢＥ
装置内に設置し、厚さ１μｍのＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光検知
材料層１５を形成した。この光検知材料層１５は、Ｅｕ
濃度が５００ｐｐｍ、Ｓｍ濃度が１５０ｐｐｍとなるよ
うに別々の蒸発源に充填したＣａ金属、Ｅｕ金属、Ｓｍ
金属をそれぞれ調節して加熱蒸発させて基板面に堆積さ
せ、さらにこれと同時に硫化水素ガスを基板面に照射す
ることによって形成した。このときの基板温度は７００
℃、薄膜堆積速度は５０ｎｍ／ｍｉｎとした。
【００２７】こののち、実施例１と同様にして、光検知
材料層１５までが形成されたガラス基板１１をＥＣＲプ
ラズマＣＶＤ装置内に設置し、厚さ１００ｎｍのシリコ
ン窒化膜１４を形成し、さらにその上にアルミニウム電
極１６を形成し、ＩＴＯ透明電極１２とアルミニウム電
極１６にそれぞれリード線を接続して赤外光検出素子を
完成させた。
材料層１５までが形成されたガラス基板１１をＥＣＲプ
ラズマＣＶＤ装置内に設置し、厚さ１００ｎｍのシリコ
ン窒化膜１４を形成し、さらにその上にアルミニウム電
極１６を形成し、ＩＴＯ透明電極１２とアルミニウム電
極１６にそれぞれリード線を接続して赤外光検出素子を
完成させた。
【００２８】このようにした形成した赤外光検出素子と
電気容量測定器（検出限界１ｐＦ）とを上述の図２のよ
うに接続して赤外光検出器を構成し、赤外光を照射する
前の赤外光検出素子のＩＴＯ透明電極１２とアルミニウ
ム電極１６との間の容量を測定したところ、２０００ｐ
Ｆであった。この状態で赤外光検出素子に赤外光を照射
したところ、照射する赤外光量によって測定される電気
容量が変化し、線量１μＪの赤外光の照射で１０００ｐ
Ｆの容量変化を生じた。電気容量測定器として検出限界
が１ｐＦのものを用いたから、赤外線量としての検出限
界は１ｎＪということになる。また電気容量測定器の出
力側に微分回路を接続して赤外光の強度を測定したとこ
ろ、１ｐＷの赤外光を検出することができた。以上よ
り、本発明の赤外光検出素子および赤外光検出器は、極
めて感度が高いことが明らかになった。
電気容量測定器（検出限界１ｐＦ）とを上述の図２のよ
うに接続して赤外光検出器を構成し、赤外光を照射する
前の赤外光検出素子のＩＴＯ透明電極１２とアルミニウ
ム電極１６との間の容量を測定したところ、２０００ｐ
Ｆであった。この状態で赤外光検出素子に赤外光を照射
したところ、照射する赤外光量によって測定される電気
容量が変化し、線量１μＪの赤外光の照射で１０００ｐ
Ｆの容量変化を生じた。電気容量測定器として検出限界
が１ｐＦのものを用いたから、赤外線量としての検出限
界は１ｎＪということになる。また電気容量測定器の出
力側に微分回路を接続して赤外光の強度を測定したとこ
ろ、１ｐＷの赤外光を検出することができた。以上よ
り、本発明の赤外光検出素子および赤外光検出器は、極
めて感度が高いことが明らかになった。
【００２９】［実施例４］図６はこの実施例４で用いた
赤外光検出素子の構成を示す模式断面図であり、シリコ
ン（１１１）基板３１の上に、フッ化カルシウム（Ｃａ
Ｆ2）膜３２、ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光検知材料層３３、シ
リコン窒化膜３４、ＩＴＯ透明電極３５を順次積層した
構成となっている。シリコン（１１１）基板３２、フッ
化カルシウム膜３２、ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光検知材料体層
３３をこの順に積層して形成すると、ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ
光検知材料層３３は単結晶膜となって膜中の欠陥が減少
する。このため欠陥を経由した電子の再結合が減少し、
光照射によって生じた電子が有効に分極形成に寄与して
感度の高い素子が得られる。
赤外光検出素子の構成を示す模式断面図であり、シリコ
ン（１１１）基板３１の上に、フッ化カルシウム（Ｃａ
Ｆ2）膜３２、ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光検知材料層３３、シ
リコン窒化膜３４、ＩＴＯ透明電極３５を順次積層した
構成となっている。シリコン（１１１）基板３２、フッ
化カルシウム膜３２、ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光検知材料体層
３３をこの順に積層して形成すると、ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ
光検知材料層３３は単結晶膜となって膜中の欠陥が減少
する。このため欠陥を経由した電子の再結合が減少し、
光照射によって生じた電子が有効に分極形成に寄与して
感度の高い素子が得られる。
【００３０】この赤外光検出素子を作製するに当たって
は、まず、シリコン基板３１を沸騰した硝酸中に浸して
表面酸化膜を形成したのち純水で洗浄し、フッ化水素酸
中に浸し酸化膜を除去し表面欠陥や汚れを除去したのち
再び純水で洗浄し、塩酸，過酸化水素水，純水を３：
１：１の比率で混合した混酸中に１０分間浸し良質な表
面酸化膜を形成し、さらに水洗乾燥する。そののち、こ
のシリコン基板３１をＭＢＥ装置内に設置し、ＭＢＥ装
置内を１０-8Ｔｏｒｒ以下にまで排気し、シリコン基板
３１を加熱して表面酸化膜を蒸発させシリコン（１１
１）清浄表面を露出させたのち、このシリコン基板３１
上に厚さ１μｍのフッ化カルシウム膜３２を形成した。
そして厚さ１μｍのＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光検知材料層３３
を形成した。この光検知材料層３３は、Ｅｕ濃度が５０
０ｐｐｍ、Ｓｍ濃度が１５０ｐｐｍとなるように別々の
蒸発源に充填したＣａ金属、Ｅｕ金属、Ｓｍ金属をそれ
ぞれ調節して加熱蒸発させて基板面に堆積させ、さらに
これと同時に硫化水素ガスを基板面に照射することによ
って形成した。このときの基板温度は５００℃、薄膜堆
積速度は５０ｎｍ／ｍｉｎとした。
は、まず、シリコン基板３１を沸騰した硝酸中に浸して
表面酸化膜を形成したのち純水で洗浄し、フッ化水素酸
中に浸し酸化膜を除去し表面欠陥や汚れを除去したのち
再び純水で洗浄し、塩酸，過酸化水素水，純水を３：
１：１の比率で混合した混酸中に１０分間浸し良質な表
面酸化膜を形成し、さらに水洗乾燥する。そののち、こ
のシリコン基板３１をＭＢＥ装置内に設置し、ＭＢＥ装
置内を１０-8Ｔｏｒｒ以下にまで排気し、シリコン基板
３１を加熱して表面酸化膜を蒸発させシリコン（１１
１）清浄表面を露出させたのち、このシリコン基板３１
上に厚さ１μｍのフッ化カルシウム膜３２を形成した。
そして厚さ１μｍのＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光検知材料層３３
を形成した。この光検知材料層３３は、Ｅｕ濃度が５０
０ｐｐｍ、Ｓｍ濃度が１５０ｐｐｍとなるように別々の
蒸発源に充填したＣａ金属、Ｅｕ金属、Ｓｍ金属をそれ
ぞれ調節して加熱蒸発させて基板面に堆積させ、さらに
これと同時に硫化水素ガスを基板面に照射することによ
って形成した。このときの基板温度は５００℃、薄膜堆
積速度は５０ｎｍ／ｍｉｎとした。
【００３１】こののち、光検知材料層３３までが形成さ
れたシリコン基板３１をＥＣＲプラズマＣＶＤ装置内に
設置し、厚さ１００ｎｍのシリコン窒化膜３４を形成
し、さらにその上にＩＴＯ透明電極３５を形成し、ＥＣ
ＲプラズマＣＶＤ装置から取り出してシリコン基板３１
とＩＴＯ透明電極３５にそれぞれリード線を接続して赤
外光検出素子を完成させた。
れたシリコン基板３１をＥＣＲプラズマＣＶＤ装置内に
設置し、厚さ１００ｎｍのシリコン窒化膜３４を形成
し、さらにその上にＩＴＯ透明電極３５を形成し、ＥＣ
ＲプラズマＣＶＤ装置から取り出してシリコン基板３１
とＩＴＯ透明電極３５にそれぞれリード線を接続して赤
外光検出素子を完成させた。
【００３２】このようにした形成した赤外光検出素子と
電気容量測定器（検出限界１ｐＦ）とを上述の図２のよ
うに接続して赤外光検出器を構成し、赤外光を照射する
前の赤外光検出素子のシリコン基板３１とＩＴＯ透明電
極３５との間の容量を測定したところ、１０００ｐＦで
あった。この状態で赤外光検出素子に赤外光を照射した
ところ、照射する赤外光量によって測定される電気容量
が変化し、線量１００ｎＪの赤外光の照射で５００ｐＦ
の容量変化を生じた。電気容量測定器として検出限界が
１ｐＦのものを用いたから、赤外線量としての検出限界
は２００ｐＪということになる。また電気容量測定器の
出力側に微分回路を接続して赤外光の強度を測定したと
ころ、０.１ｐＷの赤外光を検出することができた。以
上より、本発明の赤外光検出素子および赤外光検出器
は、極めて感度が高いことが明らかになった。
電気容量測定器（検出限界１ｐＦ）とを上述の図２のよ
うに接続して赤外光検出器を構成し、赤外光を照射する
前の赤外光検出素子のシリコン基板３１とＩＴＯ透明電
極３５との間の容量を測定したところ、１０００ｐＦで
あった。この状態で赤外光検出素子に赤外光を照射した
ところ、照射する赤外光量によって測定される電気容量
が変化し、線量１００ｎＪの赤外光の照射で５００ｐＦ
の容量変化を生じた。電気容量測定器として検出限界が
１ｐＦのものを用いたから、赤外線量としての検出限界
は２００ｐＪということになる。また電気容量測定器の
出力側に微分回路を接続して赤外光の強度を測定したと
ころ、０.１ｐＷの赤外光を検出することができた。以
上より、本発明の赤外光検出素子および赤外光検出器
は、極めて感度が高いことが明らかになった。
【００３３】［実施例５］図７はこの実施例５で用いた
赤外光検出素子の構成を示す模式断面図であり、ガリウ
ムヒ素（１１１）基板４１の上に、ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光
検知材料層４２、シリコン窒化膜４３、ＩＴＯ透明電極
４４を順次積層した構成となっている。ガリウムヒ素
（１１１）基板４１とＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光検知材料層４
２をこの順に積層して形成すると、ガリウムヒ素（１１
１）とＣａＳとの格子定数が近いため、上述の実施例４
よりもさらに欠陥の少ないＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ単結晶膜が
得られ、さらに感度の高い素子が得られる。
赤外光検出素子の構成を示す模式断面図であり、ガリウ
ムヒ素（１１１）基板４１の上に、ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光
検知材料層４２、シリコン窒化膜４３、ＩＴＯ透明電極
４４を順次積層した構成となっている。ガリウムヒ素
（１１１）基板４１とＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光検知材料層４
２をこの順に積層して形成すると、ガリウムヒ素（１１
１）とＣａＳとの格子定数が近いため、上述の実施例４
よりもさらに欠陥の少ないＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ単結晶膜が
得られ、さらに感度の高い素子が得られる。
【００３４】この赤外光検出素子を作製するに当たって
は、まず、ガリウムヒ素基板４１を純水、トリクロロエ
チレンなどで洗浄し、硫化アンモニウム溶液中に浸して
表面安定化処理を施し、再び純水で洗浄して乾燥させ
る。
は、まず、ガリウムヒ素基板４１を純水、トリクロロエ
チレンなどで洗浄し、硫化アンモニウム溶液中に浸して
表面安定化処理を施し、再び純水で洗浄して乾燥させ
る。
【００３５】次いで、ＭＢＥ装置内にガリウムヒ素基板
４１を設置し、ＭＢＥ装置内を１０-8Ｔｏｒｒ以下にま
で排気しながら基板を３００℃にまで加熱しつつ硫化水
素ガスを基板に照射する。硫化水素ガスの流量はマスフ
ローコントローラで調節して１０ｓｃｃｍとし、このと
きの基板位置での硫化水素分圧は７×１０-6Ｔｏｒｒで
あった。１０分間この状態を維持して基板表面処理を施
した後、基板温度を５００℃に上げ、このガリウムヒ素
基板４１上にＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光検知材料層４２を１μ
ｍの厚さで形成した。この光検知材料層４２は、Ｅｕ濃
度が５００ｐｐｍ、Ｓｍ濃度が１５０ｐｐｍとなるよう
に別々の蒸発源に充填したＣａ金属、Ｅｕ金属、Ｓｍ金
属をそれぞれ調節して加熱蒸発させて基板面に堆積さ
せ、さらにこれと同時に硫化水素ガスを基板面に照射す
ることによって形成した。このときの薄膜堆積速度は５
０ｎｍ／ｍｉｎとした。
４１を設置し、ＭＢＥ装置内を１０-8Ｔｏｒｒ以下にま
で排気しながら基板を３００℃にまで加熱しつつ硫化水
素ガスを基板に照射する。硫化水素ガスの流量はマスフ
ローコントローラで調節して１０ｓｃｃｍとし、このと
きの基板位置での硫化水素分圧は７×１０-6Ｔｏｒｒで
あった。１０分間この状態を維持して基板表面処理を施
した後、基板温度を５００℃に上げ、このガリウムヒ素
基板４１上にＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍ光検知材料層４２を１μ
ｍの厚さで形成した。この光検知材料層４２は、Ｅｕ濃
度が５００ｐｐｍ、Ｓｍ濃度が１５０ｐｐｍとなるよう
に別々の蒸発源に充填したＣａ金属、Ｅｕ金属、Ｓｍ金
属をそれぞれ調節して加熱蒸発させて基板面に堆積さ
せ、さらにこれと同時に硫化水素ガスを基板面に照射す
ることによって形成した。このときの薄膜堆積速度は５
０ｎｍ／ｍｉｎとした。
【００３６】こののち、光検知材料層４２までが形成さ
れたガリウムヒ素基板４１をＥＣＲプラズマＣＶＤ装置
内に設置し、厚さ１００ｎｍのシリコン窒化膜４３を形
成し、さらにその上にＩＴＯ透明電極４４を形成し、Ｅ
ＣＲプラズマＣＶＤ装置から取り出してガリウムヒ素基
板４１とＩＴＯ透明電極４４にそれぞれリード線を接続
して赤外光検出素子を完成させた。
れたガリウムヒ素基板４１をＥＣＲプラズマＣＶＤ装置
内に設置し、厚さ１００ｎｍのシリコン窒化膜４３を形
成し、さらにその上にＩＴＯ透明電極４４を形成し、Ｅ
ＣＲプラズマＣＶＤ装置から取り出してガリウムヒ素基
板４１とＩＴＯ透明電極４４にそれぞれリード線を接続
して赤外光検出素子を完成させた。
【００３７】このようにした形成した赤外光検出素子と
電気容量測定器（検出限界１ｐＦ）とを上述の図２のよ
うに接続して赤外光検出器を構成し、赤外光を照射する
前の赤外光検出素子のガリウムヒ素基板４１とＩＴＯ透
明電極４４との間の容量を測定したところ、１０００ｐ
Ｆであった。この状態で赤外光検出素子に赤外光を照射
したところ、照射する赤外光量によって測定される電気
容量が変化し、線量５０ｎＪの赤外光の照射で５００ｐ
Ｆの容量変化を生じた。電気容量測定器として検出限界
が１ｐＦのものを用いたから、赤外線量としての検出限
界は１００ｐＪということになる。また電気容量測定器
の出力側に微分回路を接続して赤外光の強度を測定した
ところ、０.０５ｐＷの赤外光を検出することができ
た。以上より、本発明の赤外光検出素子および赤外光検
出器は、極めて感度が高いことが明らかになった。
電気容量測定器（検出限界１ｐＦ）とを上述の図２のよ
うに接続して赤外光検出器を構成し、赤外光を照射する
前の赤外光検出素子のガリウムヒ素基板４１とＩＴＯ透
明電極４４との間の容量を測定したところ、１０００ｐ
Ｆであった。この状態で赤外光検出素子に赤外光を照射
したところ、照射する赤外光量によって測定される電気
容量が変化し、線量５０ｎＪの赤外光の照射で５００ｐ
Ｆの容量変化を生じた。電気容量測定器として検出限界
が１ｐＦのものを用いたから、赤外線量としての検出限
界は１００ｐＪということになる。また電気容量測定器
の出力側に微分回路を接続して赤外光の強度を測定した
ところ、０.０５ｐＷの赤外光を検出することができ
た。以上より、本発明の赤外光検出素子および赤外光検
出器は、極めて感度が高いことが明らかになった。
【００３８】以上の各実施例では、光検知材料層として
粉末の光検知材料を有機バインダ中に分散させたもの
や、電子ビーム蒸着法、ガスソースＭＢＥ法などで製膜
した光検知材料薄膜を用いたが、この他、スパッタ法、
ＭＯ（有機金属）ＣＶＤ法、ＣＶＤ法などの各種薄膜形
成法で作製した光検知材料層を用いた場合でも、検出感
度の高い赤外光検出素子が実現できた。また、素子構成
として反射防止を目的とする層や、光検知材料層の保護
を目的とする層をさらに加えて形成した多層構造のもの
においても、検出感度の高い赤外光検出素子を実現でき
た。
粉末の光検知材料を有機バインダ中に分散させたもの
や、電子ビーム蒸着法、ガスソースＭＢＥ法などで製膜
した光検知材料薄膜を用いたが、この他、スパッタ法、
ＭＯ（有機金属）ＣＶＤ法、ＣＶＤ法などの各種薄膜形
成法で作製した光検知材料層を用いた場合でも、検出感
度の高い赤外光検出素子が実現できた。また、素子構成
として反射防止を目的とする層や、光検知材料層の保護
を目的とする層をさらに加えて形成した多層構造のもの
においても、検出感度の高い赤外光検出素子を実現でき
た。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したよう赤外光検出素子につい
ての本発明は、光検知材料層として、アルカリ土類金属
元素の硫化物あるいはセレン化物に、Ｅｕ,Ｃｅ,Ｍｎ,
Ｃｕの中から選択された１種以上の元素と、Ｓｍ,Ｂｉ,
Ｐｂの中から選択された１種以上の元素とをともに添加
したものを用いることにより、安価で高感度の赤外光検
出素子が得られるという効果がある。また、赤外光検出
器についての本発明は、本発明の赤外光検出素子と電気
容量測定器とを用いることにより、安価であって、高感
度な赤外光検出器が得られるという効果がある。
ての本発明は、光検知材料層として、アルカリ土類金属
元素の硫化物あるいはセレン化物に、Ｅｕ,Ｃｅ,Ｍｎ,
Ｃｕの中から選択された１種以上の元素と、Ｓｍ,Ｂｉ,
Ｐｂの中から選択された１種以上の元素とをともに添加
したものを用いることにより、安価で高感度の赤外光検
出素子が得られるという効果がある。また、赤外光検出
器についての本発明は、本発明の赤外光検出素子と電気
容量測定器とを用いることにより、安価であって、高感
度な赤外光検出器が得られるという効果がある。
【図１】本発明の赤外光検出素子の基本的な構成例を示
す模式断面図である。
す模式断面図である。
【図２】本発明の赤外光検出器の基本的な構成例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】微分回路を有する本発明の赤外光検出器の基本
的な構成例を示すブロック図である。
的な構成例を示すブロック図である。
【図４】実施例１で使用された赤外光検出素子の構成を
示す模式断面図である。
示す模式断面図である。
【図５】実施例２で使用された赤外光検出素子の構成を
示す模式断面図である。
示す模式断面図である。
【図６】実施例４で使用された赤外光検出素子の構成を
示す模式断面図である。
示す模式断面図である。
【図７】実施例５で使用された赤外光検出素子の構成を
示す模式断面図である。
示す模式断面図である。
【図８】ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍのバンドモデルを示す図であ
る。
る。
【図９】ＣａＳ:Ｅｕ,Ｓｍの赤外波長感度特性を示す特
性図である。
性図である。
１，１５，２１，３３，４２ 光検知材料層 ２ 透明電極 ３ 電極 ４ 電気容量測定器 ５ 微分回路 １０ 赤外光検出素子 １１ ガラス基板 １２，３５，４４ ＩＴＯ透明電極 １３ シリコン酸化膜 １４，３４，４３ シリコン窒化膜 １６ アルミニウム電極 ２２，２３ 高分子フィルム ２４ 透明高分子フィルム ３１ シリコン基板 ３２ フッ化カルシウム膜 ４１ ガリウムヒ素基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 37/02 9276−4Ｍ
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも一方が透光性を有する一対の
電極と、前記電極間に挟持された光検知材料層とを有す
る赤外光検出素子において、 前記光検知材料層が、アルカリ土類金属元素の硫化物あ
るいはセレン化物に、ユーロピウム，セリウム，マンガ
ン，銅の中から選択された１種以上の元素と、サマリウ
ム，ビスマス，鉛の中から選択された１種以上の元素と
をともに添加したものであることを特徴とする赤外光検
出素子。 - 【請求項２】 請求項１に記載の赤外光検出素子と、前
記赤外光検出素子の電極間の電気容量を測定する電気容
量測定器とからなる赤外光検出器。 - 【請求項３】 電気容量の測定値の時間変化を検出する
微分回路を有する、請求項２に記載の赤外線検出器。
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| JP3257959A JP2624410B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 赤外光検出素子および赤外光検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP3257959A JP2624410B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 赤外光検出素子および赤外光検出器 |
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| JP3257959A Expired - Fee Related JP2624410B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 赤外光検出素子および赤外光検出器 |
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