JPH0675384B2 - 半導体光電面構造 - Google Patents
半導体光電面構造Info
- Publication number
- JPH0675384B2 JPH0675384B2 JP16326989A JP16326989A JPH0675384B2 JP H0675384 B2 JPH0675384 B2 JP H0675384B2 JP 16326989 A JP16326989 A JP 16326989A JP 16326989 A JP16326989 A JP 16326989A JP H0675384 B2 JPH0675384 B2 JP H0675384B2
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- JP
- Japan
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- crystal substrate
- light
- semiconductor photocathode
- photocathode structure
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- Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
Description
この発明は、真空中に配置され、光を光電子に変換して
放出するための半導体光電面構造に関する。
放出するための半導体光電面構造に関する。
従来この種の半導体光電面は、第３図に示されるよう
に、まず結晶基板１上に、活性層２を、結晶成長技術に
より、結晶基板１との格子定数差を考慮して所望の厚さ
に成長させ、良質の半導体薄膜層（活性層）を形成し、
次に真空中で、前記活性層２の表面を原子的レベルまで
清浄化した後、セシウム、酸素を吸着させて電子親和力
を低下させることにより効率の高い半導体光電面を製作
していた。 例えば、GaAsを用いた光電面では、入射波長が入社波長
≦850nmの場合、20％程度の量子効率が得られている。 このような従来の半導体光電面構造においては、第３図
の上方から入射した光は（Cs、Ｏ）層３を通つて活性層
２の表面に到達し、１−Ｒ（Ｒは反射係数）の分の光が
活性層２に侵入する。 活性層２に吸収された光から生成する光電子のうち、電
子脱出深さで規定される深さまでに生成した光電子のみ
が表面に到達し、真空中に放出されて有効になる。 活性層２内で、電子脱出深さ以上の領域で生成した光電
子は無効となる。
に、まず結晶基板１上に、活性層２を、結晶成長技術に
より、結晶基板１との格子定数差を考慮して所望の厚さ
に成長させ、良質の半導体薄膜層（活性層）を形成し、
次に真空中で、前記活性層２の表面を原子的レベルまで
清浄化した後、セシウム、酸素を吸着させて電子親和力
を低下させることにより効率の高い半導体光電面を製作
していた。 例えば、GaAsを用いた光電面では、入射波長が入社波長
≦850nmの場合、20％程度の量子効率が得られている。 このような従来の半導体光電面構造においては、第３図
の上方から入射した光は（Cs、Ｏ）層３を通つて活性層
２の表面に到達し、１−Ｒ（Ｒは反射係数）の分の光が
活性層２に侵入する。 活性層２に吸収された光から生成する光電子のうち、電
子脱出深さで規定される深さまでに生成した光電子のみ
が表面に到達し、真空中に放出されて有効になる。 活性層２内で、電子脱出深さ以上の領域で生成した光電
子は無効となる。
ここで、活性層２の厚さを大きくすると、製造コストが
高くなるのみならず、電子脱出深さ以上に厚くすること
は単に、無効となる光電子を増大させるのみとなる。 従つて、活性層２の厚さは電子脱出深さによつて規制さ
れる。 このため、従来は、入射光の一部が活性層２を通過し、
これが結晶基板１で吸収されてしまうという無駄があつ
た。 この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
つて、活性層を通過した光を利用して更に量子効率を向
上させるようにした半導体光電面構造を提供することを
目的とする。
高くなるのみならず、電子脱出深さ以上に厚くすること
は単に、無効となる光電子を増大させるのみとなる。 従つて、活性層２の厚さは電子脱出深さによつて規制さ
れる。 このため、従来は、入射光の一部が活性層２を通過し、
これが結晶基板１で吸収されてしまうという無駄があつ
た。 この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
つて、活性層を通過した光を利用して更に量子効率を向
上させるようにした半導体光電面構造を提供することを
目的とする。
この発明は、結晶基板上の電子脱出深さ程度の厚さの活
性層に半導体光電面を形成してなる半導体光電面構造に
おいて、前記結晶基板を、前記活性層を通過した光を透
過する材料から形成すると共に、該結晶基板の裏側に光
反射膜を形成することにより上記目的を達成するもので
ある。 又、前記結晶基板の裏面に接触して配置された透明基板
の裏面に、前記光反射膜を形成することにより上記目的
を達するものである。
性層に半導体光電面を形成してなる半導体光電面構造に
おいて、前記結晶基板を、前記活性層を通過した光を透
過する材料から形成すると共に、該結晶基板の裏側に光
反射膜を形成することにより上記目的を達成するもので
ある。 又、前記結晶基板の裏面に接触して配置された透明基板
の裏面に、前記光反射膜を形成することにより上記目的
を達するものである。
この発明において、活性層を通過した光は、結晶基板の
裏側に形成された光反射膜により反射され、再度結晶基
板を通つて活性層に到達し、ここで光電子を発生させる
ので、半導体光電面の量子効率が大幅に増大されること
になる。
裏側に形成された光反射膜により反射され、再度結晶基
板を通つて活性層に到達し、ここで光電子を発生させる
ので、半導体光電面の量子効率が大幅に増大されること
になる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 この実施例は、第１図に示されるように、例えばGaAs、
GaAlAs、InGaP又はGaInAlAs等からなる結晶基板10の上
に、例えばMOCVD法により電子脱出深さ程度の厚さ、即
ち1.5〜2.0μｍの、InGaAsからなる活性層12を形成し、
この結晶基板10の裏面に反射率の高い材料、例えばAl、
Au、Cu、Pt、Ag等の金属を蒸着させて光反射膜14を形成
して構造されている。 前記活性層12の表面は、真空中でCs、O2により表面活性
処理がなされ、（Cs、Ｏ）層12Aとされ、Cs、Ｏが活性
層となる光電面16が形成されている。 次に上記実施例の作用について説明する。 真空容器（図示省略）中の光電面16には、真空容器の窓
（図示省略）からの光が入射される。 第１図上部から入射した光は（Cs、Ｏ）層12Aを通して
活性層12に至り、一部が吸収されて光電子が生成され
る。 活性層12の厚さは電子脱出深さ程度であるので、生成さ
れた光電子は真空中に放出される。 活性層12によつて吸収された残りの光は、活性層12を通
過して結晶基板10内に入り、その裏面で形成された光反
射膜14に到達し、更にここで反射されて、再び結晶基板
10を通つて活性層12に至る。 このとき、活性層12を通過した波長成分の光に体して、
結晶基板10はほぼ99％以上の透過率を有し、活性層12か
ら結晶基板10に至る面でわずかに反射されるのみである
ので、活性層12を通過した光のほとんどは光反射膜14で
反射されて再度活性層12に戻ることになる。 活性層12に戻つた光は、ここで光電子を生成し、生成し
た光電子は光電面16から真空中に放出されることにな
る。 従つて、この実施例にかかる半導体光電面構造では、従
来と比較して、大幅な量子効率の向上を図ることができ
る。 なお上記実施例において、活性層12は、InGaAsから構成
されているが、これは、他の材料、例えばGaAsからなる
ものであつてもよい。 又は上記実施例は、結晶基板10の裏面に光反射膜14を形
成したものであるが、本発明はこれに限定されるもので
なく、例えば、結晶基板10が非常に薄くて、その剛性を
補うために結晶基板10の裏面に、第２図に示されるよう
な透明基板18を設けた場合は、この透明基板18の裏面に
光反射膜14を形成するようにしてもよい。
GaAlAs、InGaP又はGaInAlAs等からなる結晶基板10の上
に、例えばMOCVD法により電子脱出深さ程度の厚さ、即
ち1.5〜2.0μｍの、InGaAsからなる活性層12を形成し、
この結晶基板10の裏面に反射率の高い材料、例えばAl、
Au、Cu、Pt、Ag等の金属を蒸着させて光反射膜14を形成
して構造されている。 前記活性層12の表面は、真空中でCs、O2により表面活性
処理がなされ、（Cs、Ｏ）層12Aとされ、Cs、Ｏが活性
層となる光電面16が形成されている。 次に上記実施例の作用について説明する。 真空容器（図示省略）中の光電面16には、真空容器の窓
（図示省略）からの光が入射される。 第１図上部から入射した光は（Cs、Ｏ）層12Aを通して
活性層12に至り、一部が吸収されて光電子が生成され
る。 活性層12の厚さは電子脱出深さ程度であるので、生成さ
れた光電子は真空中に放出される。 活性層12によつて吸収された残りの光は、活性層12を通
過して結晶基板10内に入り、その裏面で形成された光反
射膜14に到達し、更にここで反射されて、再び結晶基板
10を通つて活性層12に至る。 このとき、活性層12を通過した波長成分の光に体して、
結晶基板10はほぼ99％以上の透過率を有し、活性層12か
ら結晶基板10に至る面でわずかに反射されるのみである
ので、活性層12を通過した光のほとんどは光反射膜14で
反射されて再度活性層12に戻ることになる。 活性層12に戻つた光は、ここで光電子を生成し、生成し
た光電子は光電面16から真空中に放出されることにな
る。 従つて、この実施例にかかる半導体光電面構造では、従
来と比較して、大幅な量子効率の向上を図ることができ
る。 なお上記実施例において、活性層12は、InGaAsから構成
されているが、これは、他の材料、例えばGaAsからなる
ものであつてもよい。 又は上記実施例は、結晶基板10の裏面に光反射膜14を形
成したものであるが、本発明はこれに限定されるもので
なく、例えば、結晶基板10が非常に薄くて、その剛性を
補うために結晶基板10の裏面に、第２図に示されるよう
な透明基板18を設けた場合は、この透明基板18の裏面に
光反射膜14を形成するようにしてもよい。
本発明は上記のように構成したので、簡単な構成で、半
導体光電面の量子効率を大幅に向上させることができる
という優れた効果を有する。
導体光電面の量子効率を大幅に向上させることができる
という優れた効果を有する。
第１図及び第２図は本発明に係る半導体光電面構造の第
１及び第２実施例を示す断面図、第３図は従来の半導体
光電面構造を示す断面図である。 10……結晶基板、12……活性層、 14……光反射膜、16……光電面、 18……透明基板。
１及び第２実施例を示す断面図、第３図は従来の半導体
光電面構造を示す断面図である。 10……結晶基板、12……活性層、 14……光反射膜、16……光電面、 18……透明基板。
Claims (2)
- 【請求項１】結晶基板上の電子脱出深さ程度の厚さの活
性層に半導体光電面を形成してなる半導体光電面構造に
おいて、前記結晶基板を、前記活性層を通過した光を透
過する材料から形成すると共に、該結晶基板の裏側に光
反射膜を形成したことを特徴とする半導体光電面構造。 - 【請求項２】請求項１において、前記結晶基板の裏面に
接触して配置された透明基板の裏面に、前記光反射膜を
形成したことを特徴とする半導体光電面構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16326989A JPH0675384B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 半導体光電面構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16326989A JPH0675384B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 半導体光電面構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0329259A JPH0329259A (ja) | 1991-02-07 |
| JPH0675384B2 true JPH0675384B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=15770598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16326989A Expired - Lifetime JPH0675384B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 半導体光電面構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0675384B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10983435B2 (en) | 2018-10-09 | 2021-04-20 | Fuji Electric Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor and electrophotographic device equipped with the same |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69533393T2 (de) * | 1995-01-05 | 2005-09-01 | Sumitomo Bakelite Co. Ltd. | Epoxyharzzusammensetzung |
| JPH10110088A (ja) * | 1996-10-08 | 1998-04-28 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | エポキシ樹脂組成物 |
| DE102020113351A1 (de) | 2020-05-18 | 2021-11-18 | Dbt Gmbh | Elektronenemitterstruktur, Äußerer-Photoeffekt-Emitter, Partikelsammelvorrichtung Tunnel- Flächenemitter halbleiterbasierter Direktemitter, und Flüssigkeitsionisator mit derselben, Verfahren zum Erzeugen von freien Elektronen und Verfahren zum Sammeln von Partikeln |
-
1989
- 1989-06-26 JP JP16326989A patent/JPH0675384B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10983435B2 (en) | 2018-10-09 | 2021-04-20 | Fuji Electric Co., Ltd. | Electrophotographic photoreceptor and electrophotographic device equipped with the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0329259A (ja) | 1991-02-07 |
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