JPH0529647A - 光検出器 - Google Patents
光検出器Info
- Publication number
- JPH0529647A JPH0529647A JP3181246A JP18124691A JPH0529647A JP H0529647 A JPH0529647 A JP H0529647A JP 3181246 A JP3181246 A JP 3181246A JP 18124691 A JP18124691 A JP 18124691A JP H0529647 A JPH0529647 A JP H0529647A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- avalanche multiplication
- multiplication
- avalanche
- low
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- 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.)
- Pending
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 赤外線ビジコン用の増倍型ターゲットを改良
する。 【構成】 本発明によれば、高抵抗のアバランシェ増倍
層５の両面には互いに反対導電型の高ドープ層９１，９
２が形成されてＰＩＮ構造とされ、Ｐ側に高抵抗層を挟
んで更にＰ型層８１が形成され、Ｎ側には別の高抵抗層
を挟んで更にＮ型層８２が形成されるので、印加電圧に
よる電界の大部分はアバランシェ増倍層５に集中するこ
とになる。したがって、光生成によるキャリアが注入さ
れると、低い印加電圧であってもアバランシェ増倍でき
る。
する。 【構成】 本発明によれば、高抵抗のアバランシェ増倍
層５の両面には互いに反対導電型の高ドープ層９１，９
２が形成されてＰＩＮ構造とされ、Ｐ側に高抵抗層を挟
んで更にＰ型層８１が形成され、Ｎ側には別の高抵抗層
を挟んで更にＮ型層８２が形成されるので、印加電圧に
よる電界の大部分はアバランシェ増倍層５に集中するこ
とになる。したがって、光生成によるキャリアが注入さ
れると、低い印加電圧であってもアバランシェ増倍でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光検出器に係わり、特に
詳細には、赤外線ビジコンのターゲット等に用いられ
る。
詳細には、赤外線ビジコンのターゲット等に用いられ
る。
【０００２】
【従来の技術】赤外線ビジコンに用いられるターゲット
として、図５のような増倍型ターゲットが知られてい
る。図示の通り、透明なフェースプレート１上にはＩＴ
Ｏなどの透明電極２が形成され、この上に、ブロッキン
グ層３、赤外線感応層４、ａ−Ｓｅなどのアバランシェ
増倍層５およびビームランディング層６が形成されてい
る。この構造において、フェースプレート１側から赤外
線が入射されると、ＣｄＨｇＴｅ等からなる赤外線感応
層４でホールとエレクトロンのペアが発生し、エレクト
ロンはブロッキング層３側へ、ホールはアバランシェ増
倍層５側に走行する。ここで、アバランシェ増倍層５に
ホールが注入されると、ここでアバランシェ増が生じ、
エレクトロンとホールは反対方向に振り分けられる。こ
のためビームランディング層６には多量のホールが空間
電荷として蓄積され、これが電子銃７からの電子ビーム
で中和される。すると、透明電極２に電流が生じ、画像
情報として取り出される。
として、図５のような増倍型ターゲットが知られてい
る。図示の通り、透明なフェースプレート１上にはＩＴ
Ｏなどの透明電極２が形成され、この上に、ブロッキン
グ層３、赤外線感応層４、ａ−Ｓｅなどのアバランシェ
増倍層５およびビームランディング層６が形成されてい
る。この構造において、フェースプレート１側から赤外
線が入射されると、ＣｄＨｇＴｅ等からなる赤外線感応
層４でホールとエレクトロンのペアが発生し、エレクト
ロンはブロッキング層３側へ、ホールはアバランシェ増
倍層５側に走行する。ここで、アバランシェ増倍層５に
ホールが注入されると、ここでアバランシェ増が生じ、
エレクトロンとホールは反対方向に振り分けられる。こ
のためビームランディング層６には多量のホールが空間
電荷として蓄積され、これが電子銃７からの電子ビーム
で中和される。すると、透明電極２に電流が生じ、画像
情報として取り出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来構
造では、アバランシェ増倍を生じさせるための印加電圧
が高く、リーク電流も増大する欠点があった。特に、赤
外線センサ用の半導体はバンドギャップＥｇが小さいた
め、暗電流の増加傾向は特に著しい。
造では、アバランシェ増倍を生じさせるための印加電圧
が高く、リーク電流も増大する欠点があった。特に、赤
外線センサ用の半導体はバンドギャップＥｇが小さいた
め、暗電流の増加傾向は特に著しい。
【０００４】そこで本発明は、低い印加電圧で動作させ
ることが可能な光検出器を提供することを目的とする。
ることが可能な光検出器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明電極が形
成された透明基板を検出光の入射側に有し、この透明電
極上に、検出光によってキャリアを生成する光吸収層
と、ここから注入されたキャリアをアバランシェ増倍す
る増倍層を含む積層構造を有する光検出器において、増
倍層の一方の面は第１導電型の高ドープ層を介して一方
の低ドープ層に接し、他方の面は第２導電型の高ドープ
層を介して他方の低ドープ層に接し、一方の低ドープ層
は第１導電型の別の高ドープ層に接し、他方の低ドープ
層は第２導電型の別の高ドープ層に接していることを特
徴とする。
成された透明基板を検出光の入射側に有し、この透明電
極上に、検出光によってキャリアを生成する光吸収層
と、ここから注入されたキャリアをアバランシェ増倍す
る増倍層を含む積層構造を有する光検出器において、増
倍層の一方の面は第１導電型の高ドープ層を介して一方
の低ドープ層に接し、他方の面は第２導電型の高ドープ
層を介して他方の低ドープ層に接し、一方の低ドープ層
は第１導電型の別の高ドープ層に接し、他方の低ドープ
層は第２導電型の別の高ドープ層に接していることを特
徴とする。
【０００６】
【作用】本発明によれば、高抵抗（低ドープ）のアバラ
ンシェ増倍層の両面には互いに反対導電型の高ドープ層
が形成されてＰＩＮ構造とされ、Ｐ側に高抵抗層を挟ん
で更にＰ型層が形成され、Ｎ側には別の高抵抗層を挟ん
で更にＮ型層が形成されるので、印加電圧による電界の
大部分はアバランシェ増倍層に集中することになる。し
たがって、光生成によるキャリアが光吸収層から増倍層
に注入されると、低い印加電圧であってもアバランシェ
増倍できる。
ンシェ増倍層の両面には互いに反対導電型の高ドープ層
が形成されてＰＩＮ構造とされ、Ｐ側に高抵抗層を挟ん
で更にＰ型層が形成され、Ｎ側には別の高抵抗層を挟ん
で更にＮ型層が形成されるので、印加電圧による電界の
大部分はアバランシェ増倍層に集中することになる。し
たがって、光生成によるキャリアが光吸収層から増倍層
に注入されると、低い印加電圧であってもアバランシェ
増倍できる。
【０００７】
【実施例】以下、添付図面により、本発明の実施例を説
明する。
明する。
【０００８】図１は第１実施例に係わる赤外線ビジコン
用の増倍型ターゲットの断面図である。図示の通り、フ
ェースプレート１上には透明電極２が形成され、透明電
極２上にはｎ+ 型の正孔ブロッキング層３、ｉ型のバッ
ファ層８１、ｎ- 型の埋込層９１が形成され、この上に
ｉ型のアバランシェ増倍層５が形成される。そして、ア
バランシェ増倍層５上にはｐ- 型の埋込層９２とｉ型の
バッファ層８２が形成され、この上に赤外線感応層４が
形成されている。なお、Ｖｐは３０Ｖ程度で、出力（Ｏ
ＵＴ）はプリアンプ（図示せず）に送られる。ここで、
各層の材料及び厚さを示すと、下記のようになる。
用の増倍型ターゲットの断面図である。図示の通り、フ
ェースプレート１上には透明電極２が形成され、透明電
極２上にはｎ+ 型の正孔ブロッキング層３、ｉ型のバッ
ファ層８１、ｎ- 型の埋込層９１が形成され、この上に
ｉ型のアバランシェ増倍層５が形成される。そして、ア
バランシェ増倍層５上にはｐ- 型の埋込層９２とｉ型の
バッファ層８２が形成され、この上に赤外線感応層４が
形成されている。なお、Ｖｐは３０Ｖ程度で、出力（Ｏ
ＵＴ）はプリアンプ（図示せず）に送られる。ここで、
各層の材料及び厚さを示すと、下記のようになる。
【０００９】
透明電極２…ＩＴＯ １０００
ブロッキング層３…ｎ+ −ａ−Ｓｉ；Ｈ ４００
バッファ層８…ｉ−ａ−Ｓｉ；Ｈ ５００
埋込層９…ｎ- −ａ−Ｓｉ；Ｈ ２００
アバランシェ増倍層５…ｉ−ａ−Ｓｉ；Ｈ ４００
増込層９…ｐ- −ａＳｉ；Ｈ ２００
バッファ層８２…ｉ−ａ−Ｓｉ；Ｈ ２００
赤外線感応層４…ＣｄＨｇＴｅ １００００
ビームランディング層６…Ｓｂ2 Ｓ3 ４００
（オングストローム）
上記構造の増倍型ターゲットの動作を、図２のハンドギ
ャップ図を参照して説明する。同図（ａ）は赤外線が入
射したとき、同図（ｂ）は光生成キャリアによってアバ
ランシェ増倍が生じたとき、同図（ｃ）は電子ビームで
読み出す直前のときを示している。まず、赤外線が入射
すると赤外線は高バンドギャップの半導体からなる高ド
ープのブロッキング層３、低ドープのバッファ層８１、
８２、高ドープの埋込層９１、９２、低ドープのアバラ
ンシェ増倍層５を通過して低バンドギャップの赤外線感
応層４に達し、ホールについてはビームランディング層
６に注入されて空間電荷となり、エレクトロンについて
はアバランシェ増倍層５の方向に進んでいく（図２
（ａ）参照）。
ャップ図を参照して説明する。同図（ａ）は赤外線が入
射したとき、同図（ｂ）は光生成キャリアによってアバ
ランシェ増倍が生じたとき、同図（ｃ）は電子ビームで
読み出す直前のときを示している。まず、赤外線が入射
すると赤外線は高バンドギャップの半導体からなる高ド
ープのブロッキング層３、低ドープのバッファ層８１、
８２、高ドープの埋込層９１、９２、低ドープのアバラ
ンシェ増倍層５を通過して低バンドギャップの赤外線感
応層４に達し、ホールについてはビームランディング層
６に注入されて空間電荷となり、エレクトロンについて
はアバランシェ増倍層５の方向に進んでいく（図２
（ａ）参照）。
【００１０】光生成されたエレクトロンがアバランシェ
増倍層５に達すると、高電界によってエネルギーを受け
てアバランシェ増倍を起こし、多数のホールとエレクト
ロンのペアが生成される。（図２（ｂ）参照）。そして
ホールはビームランディング層６の方向に進み、エレク
トロンは反対のブロッキング層３の方向に進んでいく。
このため、ビームランディング層６には光生成とアバラ
ンシェ増倍の双方によるホールが蓄積され、透明電極２
にはこれに対応するエレクトロンが蓄積される。すなわ
ち、キャパシタに電荷が蓄積されたのと同等になり、こ
のときビームランディング層６に電子ビームが入射され
ると、ビームランディング層６のホールは中和されて、
これに対応した透明電極２のエレクトロンが信号出力と
して読み出される。
増倍層５に達すると、高電界によってエネルギーを受け
てアバランシェ増倍を起こし、多数のホールとエレクト
ロンのペアが生成される。（図２（ｂ）参照）。そして
ホールはビームランディング層６の方向に進み、エレク
トロンは反対のブロッキング層３の方向に進んでいく。
このため、ビームランディング層６には光生成とアバラ
ンシェ増倍の双方によるホールが蓄積され、透明電極２
にはこれに対応するエレクトロンが蓄積される。すなわ
ち、キャパシタに電荷が蓄積されたのと同等になり、こ
のときビームランディング層６に電子ビームが入射され
ると、ビームランディング層６のホールは中和されて、
これに対応した透明電極２のエレクトロンが信号出力と
して読み出される。
【００１１】図３は第２実施例の構造を示している。こ
の場合には、透明電極２上にブロッキング層３、赤外線
感応層４が形成され、更にｐ型の埋込層９３を挟んでｉ
型のアバランシェ増倍層５が形成されている。そして、
ｎ型の埋込層９４、ｉ型のバッファ層８３、ｎ型のブロ
ッキング層９５が形成され、その上に電極６０が設けら
れている。この場合、各層の材料と厚さは、次のように
なっている。
の場合には、透明電極２上にブロッキング層３、赤外線
感応層４が形成され、更にｐ型の埋込層９３を挟んでｉ
型のアバランシェ増倍層５が形成されている。そして、
ｎ型の埋込層９４、ｉ型のバッファ層８３、ｎ型のブロ
ッキング層９５が形成され、その上に電極６０が設けら
れている。この場合、各層の材料と厚さは、次のように
なっている。
【００１２】
ブロッキング層３…ｐ−ａ−Ｓｉ ６００
赤外線感応層４…Ｃｄ Ｈｇ Ｔｅ １００００
埋込層９３…ｐ−ａ−Ｓｉ ２００
アバランシェ増倍層５…ｉ−ａ−Ｓｉ ４００
埋込層９４…ｎ−ａ−Ｓｉ ２００
バッファ層８３…ｉ−ａ−Ｓｉ ２００
ブロッキング層９５…ｎ−ａ−Ｓｉ ６００
（オングストローム）
このため、バンドギャップは図４のようになる。この場
合には、赤外線感応層４は赤外線の入射側に設けられ
る。
合には、赤外線感応層４は赤外線の入射側に設けられ
る。
【００１３】本発明については、上記の実施例に限られ
ず、種々の変形が可能である。例えば、赤外線検出用の
ものに限らず、半導体材料（特にバンドギャップの大き
さ）を適宣に選択することで、各種の波長域のセンサを
構成できる。また、赤外線ビジコン用の増倍型ターゲッ
トに限られず、例えばビームランディング層６の代わり
に画素電極を形成すれば固体デバイスを構成することも
できる。
ず、種々の変形が可能である。例えば、赤外線検出用の
ものに限らず、半導体材料（特にバンドギャップの大き
さ）を適宣に選択することで、各種の波長域のセンサを
構成できる。また、赤外線ビジコン用の増倍型ターゲッ
トに限られず、例えばビームランディング層６の代わり
に画素電極を形成すれば固体デバイスを構成することも
できる。
【００１４】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、低ドープ
ゆえに高抵抗のアバランシェ増倍層の両面には互いに反
対導電型の高ドープ層が形成されてＰＩＮ構造とされ、
Ｐ側に高抵抗層を挟んで更にＰ型層が形成され、Ｎ側に
は別の高抵抗層を挟んで更にＮ型層が形成されるので、
印加電圧による電界はアバランシェ増倍層に集中するこ
とになる。したがって、光生成によるキャリアが注入さ
れると、低い印加電圧であってもアバランシェ増倍でき
る。また、製造上のプロセスも容易になる効果がある。
ゆえに高抵抗のアバランシェ増倍層の両面には互いに反
対導電型の高ドープ層が形成されてＰＩＮ構造とされ、
Ｐ側に高抵抗層を挟んで更にＰ型層が形成され、Ｎ側に
は別の高抵抗層を挟んで更にＮ型層が形成されるので、
印加電圧による電界はアバランシェ増倍層に集中するこ
とになる。したがって、光生成によるキャリアが注入さ
れると、低い印加電圧であってもアバランシェ増倍でき
る。また、製造上のプロセスも容易になる効果がある。
【図１】第１実施例の増倍型ターゲットの構造を示す図
である。
である。
【図２】図１のバンドギャップエネルギーを示す図であ
る。
る。
【図３】第２実施例の固体赤外線センサの構造を示す図
である。
である。
【図４】図３のバンドギャップエネルギーを示す図であ
る。
る。
【図５】従来の増倍型ターゲットを示す図である。
１…フェースプレート
２…透明電極
３…ブロッキング層
４…赤外線感応層
５…アバランシェ増倍層
６…ビームランディング層
８１〜８３…バッファ層
９１〜９４…埋込層
９５…ブロッキング層
Claims (3)
- 【請求項１】 透明電極が形成された透明基板を検出光
の入射側に有し、前記透明電極上に、前記検出光によっ
てキャリアを生成する光吸収層と、この光吸収層から注
入されたキャリアをアバランシェ増倍する増倍層とを含
む積層構造を有する光検出器において、 前記増倍層の一方の面は第１導電型の高ドープ層を介し
て一方の低ドープ層に接し、他方の面は第２導電型の高
ドープ層を介して他方の低ドープ層に接し、前記一方の
低ドープ層は第１導電型の別の高ドープ層に接し、前記
他方の低ドープ層は第２導電型の別の高ドープ層に接し
ていることを特徴とする光検出器。 - 【請求項２】 前記光吸収層が、前記透明基板側に設け
られた前記一方の低ドープ層で形成されている請求項１
記載の光検出器。 - 【請求項３】 前記光吸収層は前記別の高ドープ層上に
低バンドギャップの半導体を堆積して形成されている請
求項１記載の光検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3181246A JPH0529647A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 光検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3181246A JPH0529647A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 光検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529647A true JPH0529647A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=16097353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3181246A Pending JPH0529647A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 光検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0529647A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7531778B2 (en) | 2005-09-15 | 2009-05-12 | Fujifilm Corporation | Nano tube photo detecting device |
| JP2014032994A (ja) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | アバランシェフォトダイオードおよびその製造方法 |
-
1991
- 1991-07-22 JP JP3181246A patent/JPH0529647A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7531778B2 (en) | 2005-09-15 | 2009-05-12 | Fujifilm Corporation | Nano tube photo detecting device |
| JP2014032994A (ja) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | アバランシェフォトダイオードおよびその製造方法 |
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