JPH0537000A - 光検出器 - Google Patents
光検出器Info
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- JPH0537000A JPH0537000A JP3190386A JP19038691A JPH0537000A JP H0537000 A JPH0537000 A JP H0537000A JP 3190386 A JP3190386 A JP 3190386A JP 19038691 A JP19038691 A JP 19038691A JP H0537000 A JPH0537000 A JP H0537000A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 新規なる紫外線検出のための光検出器を提供
することにある。 【構成】 単結晶シリコン基板１にはｐｎ接合層２が形
成され、ｐｎ接合を有する。単結晶シリコン基板１の表
面部分には直接遷移型多孔質シリコン８が形成され、紫
外線を受光して可視光に変換する。単結晶シリコン基板
１のｐｎ接合間には電極１０，１１が配置され、直接遷
移型多孔質シリコン８による可視光が単結晶シリコン基
板１のｐｎ接合による電気信号として取り出される。
することにある。 【構成】 単結晶シリコン基板１にはｐｎ接合層２が形
成され、ｐｎ接合を有する。単結晶シリコン基板１の表
面部分には直接遷移型多孔質シリコン８が形成され、紫
外線を受光して可視光に変換する。単結晶シリコン基板
１のｐｎ接合間には電極１０，１１が配置され、直接遷
移型多孔質シリコン８による可視光が単結晶シリコン基
板１のｐｎ接合による電気信号として取り出される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、紫外線を検出するた
めの光検出器に関するものである。
めの光検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、紫外線検出素子として用いられて
いる受光材料として、基礎吸収端が４３０μｍのＣｄ4
ＳｉＳ6 、基礎吸収端が４７０μｍのＣｄ4 ＧｅＳ6 が
用いられている。又、光電子増倍管方式の紫外線検出器
もよく知られている。
いる受光材料として、基礎吸収端が４３０μｍのＣｄ4
ＳｉＳ6 、基礎吸収端が４７０μｍのＣｄ4 ＧｅＳ6 が
用いられている。又、光電子増倍管方式の紫外線検出器
もよく知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｃｄ4 ＳｉＳ
6 やＣｄ4 ＧｅＳ6 の分光感度特性は比較的鋭く、例え
ば、Ｃｄ4 ＧｅＳ6 においては、波長５００μｍ以上で
は急激に感度が低下する。さらに、材料自身の毒性が大
きく民生用に多用することが困難であった。又、光電子
増倍管方式の紫外線検出器においては、比較的大型であ
ること、ガラス製のため壊れやすいこと、高価であるこ
と等の理由で広く実用されるに至っていない。又、シリ
コンフォトダイオードの場合、紫外線領域での吸収係数
が大きいため、例えば、ｈν＝３．５ｅＶ以上では固体
表面から数１０Å以下の厚みで光吸収が起き、実用的な
デバイスを実現することはできない。
6 やＣｄ4 ＧｅＳ6 の分光感度特性は比較的鋭く、例え
ば、Ｃｄ4 ＧｅＳ6 においては、波長５００μｍ以上で
は急激に感度が低下する。さらに、材料自身の毒性が大
きく民生用に多用することが困難であった。又、光電子
増倍管方式の紫外線検出器においては、比較的大型であ
ること、ガラス製のため壊れやすいこと、高価であるこ
と等の理由で広く実用されるに至っていない。又、シリ
コンフォトダイオードの場合、紫外線領域での吸収係数
が大きいため、例えば、ｈν＝３．５ｅＶ以上では固体
表面から数１０Å以下の厚みで光吸収が起き、実用的な
デバイスを実現することはできない。
【０００４】この発明の目的は、新規なる紫外線検出の
ための光検出器を提供することにある。
ための光検出器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、ｐｎ接合を
有する単結晶シリコン基板と、前記単結晶シリコン基板
の表面部分に形成され、紫外線を受光して可視光に変換
する直接遷移型多孔質シリコンと、前記単結晶シリコン
基板のｐｎ接合間に配置され、前記直接遷移型多孔質シ
リコンによる可視光を単結晶シリコン基板のｐｎ接合に
よる電気信号として取り出すための電極とを備えた光検
出器をその要旨とするものである。
有する単結晶シリコン基板と、前記単結晶シリコン基板
の表面部分に形成され、紫外線を受光して可視光に変換
する直接遷移型多孔質シリコンと、前記単結晶シリコン
基板のｐｎ接合間に配置され、前記直接遷移型多孔質シ
リコンによる可視光を単結晶シリコン基板のｐｎ接合に
よる電気信号として取り出すための電極とを備えた光検
出器をその要旨とするものである。
【０００６】
【作用】直接遷移型多孔質シリコンが紫外線を受光する
と可視光に変換され、変換された可視光が単結晶シリコ
ン基板のｐｎ接合により電気信号に変換されて電極から
取り出される。
と可視光に変換され、変換された可視光が単結晶シリコ
ン基板のｐｎ接合により電気信号に変換されて電極から
取り出される。
【０００７】
【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図１には本実施例の光検出器を示
す。又、図２〜図６にはその製造工程を示す。
に従って説明する。図１には本実施例の光検出器を示
す。又、図２〜図６にはその製造工程を示す。
【０００８】まず、図２に示すように、ｐ型の単結晶シ
リコン基板１を用意し、その単結晶シリコン基板１上に
公知のイオン注入技術又は熱拡散技術によってｐｎ接合
層２を形成する。このようにして、ｐｎｐ接合を有する
単結晶シリコン基板１が形成される。
リコン基板１を用意し、その単結晶シリコン基板１上に
公知のイオン注入技術又は熱拡散技術によってｐｎ接合
層２を形成する。このようにして、ｐｎｐ接合を有する
単結晶シリコン基板１が形成される。
【０００９】引き続き、図３に示すように、単結晶シリ
コン基板１のｎ型部にアルミ電極板３を配置し、単結晶
シリコン基板１のｐｎ接合層２の表面が露出するよう
に、アルミ電極板３をアルミ保護用ワックス４で覆う。
さらに、このようにした単結晶シリコン基板１を濃度約
２５％のフッ酸５に浸し、白金電極６を対向配置する。
そして、単結晶シリコン基板１を陽極とし、白金電極６
を陰極として定電流源７から電流を流して、ｐｎ接合層
２の表面部分を陽極化成処理する。
コン基板１のｎ型部にアルミ電極板３を配置し、単結晶
シリコン基板１のｐｎ接合層２の表面が露出するよう
に、アルミ電極板３をアルミ保護用ワックス４で覆う。
さらに、このようにした単結晶シリコン基板１を濃度約
２５％のフッ酸５に浸し、白金電極６を対向配置する。
そして、単結晶シリコン基板１を陽極とし、白金電極６
を陰極として定電流源７から電流を流して、ｐｎ接合層
２の表面部分を陽極化成処理する。
【００１０】これは、フッ酸５中において、Ｏ2-とＯＨ
- がｐｎ接合層２に引きつけられ、ｐｎ接合層２の表面
においてＯ2-とＯＨ- の電子が奪われ活性な酸素が発生
する。そして、この活性な酸素にてＳｉＯ2 が形成さ
れ、このＳｉＯ2 がフッ酸５にて溶解される。このよう
なメカニズムのもとに陽極化成処理が行われ、図４に示
すように、ｐｎ接合層２の表面部分に、径が５０Å程度
の柱状の直接遷移型多孔質シリコン８が形成される。
尚、図３中、１４は電流計である。
- がｐｎ接合層２に引きつけられ、ｐｎ接合層２の表面
においてＯ2-とＯＨ- の電子が奪われ活性な酸素が発生
する。そして、この活性な酸素にてＳｉＯ2 が形成さ
れ、このＳｉＯ2 がフッ酸５にて溶解される。このよう
なメカニズムのもとに陽極化成処理が行われ、図４に示
すように、ｐｎ接合層２の表面部分に、径が５０Å程度
の柱状の直接遷移型多孔質シリコン８が形成される。
尚、図３中、１４は電流計である。
【００１１】次に、フッ酸中に単結晶シリコン基板１を
浸漬して直接遷移型多孔質シリコン８の表面に残ってい
る酸化皮膜を除去する。引き続き、図５に示すように、
直接遷移型多孔質シリコン８を酸化して直接遷移型多孔
質シリコン８の空間に絶縁性充填材としてのＳｉＯ2 ９
を満たし固定化する。尚、ＳｉＯ2 ９の代わりに絶縁性
コーティング材を用いてもよい。
浸漬して直接遷移型多孔質シリコン８の表面に残ってい
る酸化皮膜を除去する。引き続き、図５に示すように、
直接遷移型多孔質シリコン８を酸化して直接遷移型多孔
質シリコン８の空間に絶縁性充填材としてのＳｉＯ2 ９
を満たし固定化する。尚、ＳｉＯ2 ９の代わりに絶縁性
コーティング材を用いてもよい。
【００１２】さらに、図６に示すように、直接遷移型多
孔質シリコン８の一部を除去して、ｐｎ接合層２のｎ型
部を部分的に露出させる。そして、図１に示すように、
この露出部分に電極１０を配置する。又、単結晶シリコ
ン基板１の裏面に電極１１を配置する。直接遷移型多孔
質シリコン８はＳｉＯ2 等の保護膜１２で覆う。この保
護膜１２は紫外線が通過可能である。
孔質シリコン８の一部を除去して、ｐｎ接合層２のｎ型
部を部分的に露出させる。そして、図１に示すように、
この露出部分に電極１０を配置する。又、単結晶シリコ
ン基板１の裏面に電極１１を配置する。直接遷移型多孔
質シリコン８はＳｉＯ2 等の保護膜１２で覆う。この保
護膜１２は紫外線が通過可能である。
【００１３】さらに、電極１０と１１とは抵抗１３を介
して接続する。次に、上記のように構成した光検出器の
作用を説明する。直接遷移型多孔質シリコン８に紫外線
が照射されると、直接遷移型多孔質シリコン８にて高効
率での紫外線から可視光への波長変換が起こる。この可
視光はｐｎ接合部に吸収され、ｐｎ接合部に起電力を発
生させる。しかも、波長変換された後の光子エネルギー
は１．６ｅＶであり、シリコンの最大量子効率を与える
波長となる。
して接続する。次に、上記のように構成した光検出器の
作用を説明する。直接遷移型多孔質シリコン８に紫外線
が照射されると、直接遷移型多孔質シリコン８にて高効
率での紫外線から可視光への波長変換が起こる。この可
視光はｐｎ接合部に吸収され、ｐｎ接合部に起電力を発
生させる。しかも、波長変換された後の光子エネルギー
は１．６ｅＶであり、シリコンの最大量子効率を与える
波長となる。
【００１４】そして、ｐｎ接合部の両端に接続された負
荷抵抗１３の両側には紫外線の光量に応じ電圧が発生す
る。このように本実施例では、ｐｎ接合を有する単結晶
シリコン基板１に対し、その表面部分に直接遷移型多孔
質シリコン８を配置し、この直接遷移型多孔質シリコン
８にて紫外線を受光して可視光に変換するようにし、さ
らに、単結晶シリコン基板１のｐｎ接合間に電極１０，
１１を配置して、直接遷移型多孔質シリコン８による可
視光を単結晶シリコン基板１のｐｎ接合による電気信号
として取り出すようにした。このようにして、新規なる
紫外線検出のための光検出器とすることができる。
荷抵抗１３の両側には紫外線の光量に応じ電圧が発生す
る。このように本実施例では、ｐｎ接合を有する単結晶
シリコン基板１に対し、その表面部分に直接遷移型多孔
質シリコン８を配置し、この直接遷移型多孔質シリコン
８にて紫外線を受光して可視光に変換するようにし、さ
らに、単結晶シリコン基板１のｐｎ接合間に電極１０，
１１を配置して、直接遷移型多孔質シリコン８による可
視光を単結晶シリコン基板１のｐｎ接合による電気信号
として取り出すようにした。このようにして、新規なる
紫外線検出のための光検出器とすることができる。
【００１５】又、直接遷移型多孔質シリコン８の空間に
はＳｉＯ2 ９（絶縁性充填材）を満たし固定化したの
で、直接遷移型多孔質シリコン８の強度を強くすること
ができる。
はＳｉＯ2 ９（絶縁性充填材）を満たし固定化したの
で、直接遷移型多孔質シリコン８の強度を強くすること
ができる。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
新規なる紫外線検出のための光検出器を提供することが
できる優れた効果を発揮する。
新規なる紫外線検出のための光検出器を提供することが
できる優れた効果を発揮する。
【図１】実施例の光検出器を示す図である。
【図２】光検出器の製造工程図である。
【図３】光検出器の製造工程図である。
【図４】光検出器の製造工程図である。
【図５】光検出器の製造工程図である。
【図６】光検出器の製造工程図である。
１ 単結晶シリコン基板
８ 直接遷移型多孔質シリコン
９ 絶縁性充填材としてのＳｉＯ2
１０ 電極
１１ 電極
Claims (3)
- 【請求項１】 ｐｎ接合を有する単結晶シリコン基板
と、 前記単結晶シリコン基板の表面部分に形成され、紫外線
を受光して可視光に変換する直接遷移型多孔質シリコン
と、 前記単結晶シリコン基板のｐｎ接合間に配置され、前記
直接遷移型多孔質シリコンによる可視光を単結晶シリコ
ン基板のｐｎ接合による電気信号として取り出すための
電極とを備えたことを特徴とする光検出器。 - 【請求項２】 前記直接遷移型多孔質シリコンは陽極化
成により形成したものである請求項１に記載の光検出
器。 - 【請求項３】 前記直接遷移型多孔質シリコンはその空
間が絶縁性充填材にて満たされて固定化されているもの
である請求項１に記載の光検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19038691A JP3216153B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 光検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19038691A JP3216153B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 光検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0537000A true JPH0537000A (ja) | 1993-02-12 |
| JP3216153B2 JP3216153B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=16257305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19038691A Expired - Fee Related JP3216153B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 光検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3216153B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0887866A3 (en) * | 1993-11-02 | 1999-05-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd | Semiconductor device comprising an aggregate of semiconductor micro-needles |
| US6255709B1 (en) | 1996-03-08 | 2001-07-03 | Forschungszentrum Julich Gmbh | Color-selective SI detector array |
| US6734451B2 (en) | 1993-11-02 | 2004-05-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Aggregate of semiconductor micro-needles and method of manufacturing the same, and semiconductor apparatus and method of manufacturing the same |
| WO2004064189A1 (ja) * | 2003-01-14 | 2004-07-29 | Japan Science And Technology Agency | 光検出可能な固体薄膜二次電池 |
| JP2010087482A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-04-15 | Murata Mfg Co Ltd | 紫外線センサおよびその製造方法 |
| US10263128B2 (en) | 2017-09-05 | 2019-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photodetector converting ultraviolet light into visible light |
| US11313956B2 (en) | 2018-03-22 | 2022-04-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photodetector, LIDAR, and method of manufactuaring photodetector |
-
1991
- 1991-07-30 JP JP19038691A patent/JP3216153B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0887866A3 (en) * | 1993-11-02 | 1999-05-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd | Semiconductor device comprising an aggregate of semiconductor micro-needles |
| US6087197A (en) * | 1993-11-02 | 2000-07-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Aggregate of semiconductor micro-needles and method of manufacturing the same, and semiconductor apparatus and method of manufacturing the same |
| US6177291B1 (en) | 1993-11-02 | 2001-01-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of making aggregate of semiconductor micro-needles |
| US6489629B1 (en) | 1993-11-02 | 2002-12-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Aggregate of semiconductor micro-needles and method of manufacturing the same, and semiconductor apparatus and method of manufacturing the same |
| US6734451B2 (en) | 1993-11-02 | 2004-05-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Aggregate of semiconductor micro-needles and method of manufacturing the same, and semiconductor apparatus and method of manufacturing the same |
| US6255709B1 (en) | 1996-03-08 | 2001-07-03 | Forschungszentrum Julich Gmbh | Color-selective SI detector array |
| US6632699B1 (en) * | 1996-03-08 | 2003-10-14 | Forschungszentrum Julich Gmbh | Process for making a color selective Si detector array |
| WO2004064189A1 (ja) * | 2003-01-14 | 2004-07-29 | Japan Science And Technology Agency | 光検出可能な固体薄膜二次電池 |
| US7276312B2 (en) | 2003-01-14 | 2007-10-02 | Japan Science And Technology Agency | Light-detectable solid thin-film secondary battery |
| JP2010087482A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-04-15 | Murata Mfg Co Ltd | 紫外線センサおよびその製造方法 |
| US10263128B2 (en) | 2017-09-05 | 2019-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photodetector converting ultraviolet light into visible light |
| US11313956B2 (en) | 2018-03-22 | 2022-04-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Photodetector, LIDAR, and method of manufactuaring photodetector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3216153B2 (ja) | 2001-10-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |