JPH0750587B2 - 半導体光電子放出体 - Google Patents
半導体光電子放出体Info
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- JPH0750587B2 JPH0750587B2 JP2997191A JP2997191A JPH0750587B2 JP H0750587 B2 JPH0750587 B2 JP H0750587B2 JP 2997191 A JP2997191 A JP 2997191A JP 2997191 A JP2997191 A JP 2997191A JP H0750587 B2 JPH0750587 B2 JP H0750587B2
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- electrode
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は長波長領域の光に感度を
持つ光検出素子である半導体光電子放出体に関するもの
である。
持つ光検出素子である半導体光電子放出体に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体光電子放出体に外部より
電界を与え、入射光子により励起された光電子を加速す
る場合、この半導体上にショットキ接合を有する電極を
形成し、この電極からバイアス電圧を印加して電界を与
える方法が用いられている。従来から知られている遷移
電子型半導体光電子放出体においても上記の方法が用い
られている。このような遷移電子型の放出体としては、
例えば、Ｒ．Ｌ．Ｂｅｌｌが発明した米国特許３，９５
８，１４３号に開示されたものがある。同特許において
は、III −Ｖ族化合物半導体上にＡｇ薄膜を真空蒸着し
てショットキ電極を形成し、これにバイアス電圧を印加
して半導体に電界を与え、光電子を加速している。
電界を与え、入射光子により励起された光電子を加速す
る場合、この半導体上にショットキ接合を有する電極を
形成し、この電極からバイアス電圧を印加して電界を与
える方法が用いられている。従来から知られている遷移
電子型半導体光電子放出体においても上記の方法が用い
られている。このような遷移電子型の放出体としては、
例えば、Ｒ．Ｌ．Ｂｅｌｌが発明した米国特許３，９５
８，１４３号に開示されたものがある。同特許において
は、III −Ｖ族化合物半導体上にＡｇ薄膜を真空蒸着し
てショットキ電極を形成し、これにバイアス電圧を印加
して半導体に電界を与え、光電子を加速している。
【０００３】また、このような遷移電子型光電子放出体
の構造として、例えば、図７に示されるものがある。半
導体１は入射光子を吸収して光電子を励起するものであ
る。この半導体１の片面にはオーミック電極２が形成さ
れており、他面にはＡｇ薄膜が島状になったショットキ
電極３が形成されている。さらに、このショットキ電極
３上にはＣｓ2 Ｏ層４が形成されている。バイアス電圧
ＶB の印加により半導体１内には電界が与えられ、入射
光子ｈνによって励起された半導体１内の光電子は加速
される。加速された光電子は、放出面５に到達する前
に、いわゆるガン効果によって伝導帯のΓ谷からよりエ
ネルギの高いＬ谷に遷移された後、真空中へ放出され
る。
の構造として、例えば、図７に示されるものがある。半
導体１は入射光子を吸収して光電子を励起するものであ
る。この半導体１の片面にはオーミック電極２が形成さ
れており、他面にはＡｇ薄膜が島状になったショットキ
電極３が形成されている。さらに、このショットキ電極
３上にはＣｓ2 Ｏ層４が形成されている。バイアス電圧
ＶB の印加により半導体１内には電界が与えられ、入射
光子ｈνによって励起された半導体１内の光電子は加速
される。加速された光電子は、放出面５に到達する前
に、いわゆるガン効果によって伝導帯のΓ谷からよりエ
ネルギの高いＬ谷に遷移された後、真空中へ放出され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような半導体光電子放出面を有する光電変換素子におい
ては、特に、入射光子を放出面側から入射させるいわゆ
る反射型光電子放出体においては、放出面５に形成され
たショットキ電極３で入射光子ｈνが吸収され、半導体
１まで入射光子ｈνが到達できなかった。この結果、著
しい光電変換効率の低下を招いていた。このため、上記
従来の遷移電子型半導体光電子放出体においては、入射
光子ｈνを効率良く半導体１に吸収させるため、ショッ
トキ電極３を約１００オングストローム程度の薄膜によ
って形成している。ところで、一般に半導体に１００オ
ングストローム程度の厚さで金属を蒸着すると、金属は
層状ではなく、島状に分布することが知られており、上
記の遷移電子型半導体光電子放出体においても、ショッ
トキ電極３は島状になっている。
ような半導体光電子放出面を有する光電変換素子におい
ては、特に、入射光子を放出面側から入射させるいわゆ
る反射型光電子放出体においては、放出面５に形成され
たショットキ電極３で入射光子ｈνが吸収され、半導体
１まで入射光子ｈνが到達できなかった。この結果、著
しい光電変換効率の低下を招いていた。このため、上記
従来の遷移電子型半導体光電子放出体においては、入射
光子ｈνを効率良く半導体１に吸収させるため、ショッ
トキ電極３を約１００オングストローム程度の薄膜によ
って形成している。ところで、一般に半導体に１００オ
ングストローム程度の厚さで金属を蒸着すると、金属は
層状ではなく、島状に分布することが知られており、上
記の遷移電子型半導体光電子放出体においても、ショッ
トキ電極３は島状になっている。
【０００５】また、入射光子ｈνにより励起された光電
子は、この島状電極３内または島状電極３間を通り、Ｃ
ｓ2 Ｏ層４を介して真空中を放出される。このため、光
電子の真空中への脱出確率は、ショットキ電極３の膜
厚，島の間隔に強く依存し、その制御は非常に困難であ
った。さらに、島状電極３の場合、その島の間隔は蒸着
後の熱処理により大きく影響されるので、高温での脱ガ
ス，清浄化が不可能であった。この結果、光電子放出面
としての性能を著しく低下させていた。
子は、この島状電極３内または島状電極３間を通り、Ｃ
ｓ2 Ｏ層４を介して真空中を放出される。このため、光
電子の真空中への脱出確率は、ショットキ電極３の膜
厚，島の間隔に強く依存し、その制御は非常に困難であ
った。さらに、島状電極３の場合、その島の間隔は蒸着
後の熱処理により大きく影響されるので、高温での脱ガ
ス，清浄化が不可能であった。この結果、光電子放出面
としての性能を著しく低下させていた。
【０００６】このように薄膜で形成されたショットキ電
極３の膜厚，島の間隔は、入射光子ｈνの光学的な透過
率のみならず、入射光子ｈνによって励起された光電子
の真空中への脱出確率にも大きな影響を与える。従っ
て、上記従来のような遷移電子型半導体光電子放出体
は、再現性良く良好で安定なショットキ電極を形成する
ことが困難であるため、実用化されていないのが現状で
ある。
極３の膜厚，島の間隔は、入射光子ｈνの光学的な透過
率のみならず、入射光子ｈνによって励起された光電子
の真空中への脱出確率にも大きな影響を与える。従っ
て、上記従来のような遷移電子型半導体光電子放出体
は、再現性良く良好で安定なショットキ電極を形成する
ことが困難であるため、実用化されていないのが現状で
ある。
【０００７】本発明はこのような課題を解消するために
なされたもので、半導体光電子放出体において、再現性
良く安定で耐熱性の良好なショットキ電極を形成するこ
とを目的とする。また、入射光子の透過率、光電子の真
空中への脱出確率を増加させ、高感度な半導体光電子放
出体を得ることを目的とする。
なされたもので、半導体光電子放出体において、再現性
良く安定で耐熱性の良好なショットキ電極を形成するこ
とを目的とする。また、入射光子の透過率、光電子の真
空中への脱出確率を増加させ、高感度な半導体光電子放
出体を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、入射光子によ
り半導体の価電子帯から伝導帯へ励起された光電子に電
界を与えることにより加速し、放出面まで移送して真空
中へ放出させる半導体光電子放出体において、バイアス
電圧を印加するための電極を所定のパターン状に形成せ
しめたものである。
り半導体の価電子帯から伝導帯へ励起された光電子に電
界を与えることにより加速し、放出面まで移送して真空
中へ放出させる半導体光電子放出体において、バイアス
電圧を印加するための電極を所定のパターン状に形成せ
しめたものである。
【０００９】
【作用】電極をパターン状に形成することにより、電極
の再現性が向上する。また、入射光子の半導体への光学
的な透過率および光電子の真空中への脱出確率が高くな
る。
の再現性が向上する。また、入射光子の半導体への光学
的な透過率および光電子の真空中への脱出確率が高くな
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の各実施例による半導体光電子
放出体について詳細に説明する。これら各実施例は、Ｃ
ｓＯ／Ａｌ／ＩｎＰから構成された遷移電子型半導体光
電子放出体を例に説明するが、本発明はこれら各実施例
の構成に限ったものではなく、例えば、米国特許３，９
５８，１４３号に示されるような材料にももちろん適用
できる。
放出体について詳細に説明する。これら各実施例は、Ｃ
ｓＯ／Ａｌ／ＩｎＰから構成された遷移電子型半導体光
電子放出体を例に説明するが、本発明はこれら各実施例
の構成に限ったものではなく、例えば、米国特許３，９
５８，１４３号に示されるような材料にももちろん適用
できる。
【００１１】図１は本発明の第１の実施例による遷移電
子型半導体光電子放出体の構造を示す断面図である。ｐ
型ＩｎＰ半導体１１の片面には、ＡｕＧｅがその全面に
真空蒸着されて得られたオーミック電極１２が形成され
ている。また、ＩｎＰ半導体１１の他の片面にはショッ
トキ電極１３が形成されている。このショットキ電極１
３は、Ａｌが約２０００オングストロームの膜厚で真空
蒸着され、その後、光リソグラフィを用いたパターニン
グにより、幅１０μｍ，間隔１５０μｍのメッシュ（格
子）パターン状に形成されている。従って、この格子パ
ターン状のショットキ電極１３の間には、矩形状をした
半導体１１の表面がほぼ均一に分布して露出している。
このショットキ電極１３のパターン幅は、入射光の透過
率を増加させるため、可能な限り小さくすることが望ま
しい。また、パターン間隔は、光電子の真空中への脱出
確率と、与えられた電界によりガン効果（Γ−Ｌ遷移）
の生じる確率とによって最適値が存在し、バイアス電圧
が５Ｖで約１０μｍになる。一方、ショットキ電極１３
を形成するＡｌの膜厚は本発明にとって本質的なもので
はなく、約１００オングストローム以上の厚さで層状構
造になり、十分な電気伝導度が得られれば構わない。
子型半導体光電子放出体の構造を示す断面図である。ｐ
型ＩｎＰ半導体１１の片面には、ＡｕＧｅがその全面に
真空蒸着されて得られたオーミック電極１２が形成され
ている。また、ＩｎＰ半導体１１の他の片面にはショッ
トキ電極１３が形成されている。このショットキ電極１
３は、Ａｌが約２０００オングストロームの膜厚で真空
蒸着され、その後、光リソグラフィを用いたパターニン
グにより、幅１０μｍ，間隔１５０μｍのメッシュ（格
子）パターン状に形成されている。従って、この格子パ
ターン状のショットキ電極１３の間には、矩形状をした
半導体１１の表面がほぼ均一に分布して露出している。
このショットキ電極１３のパターン幅は、入射光の透過
率を増加させるため、可能な限り小さくすることが望ま
しい。また、パターン間隔は、光電子の真空中への脱出
確率と、与えられた電界によりガン効果（Γ−Ｌ遷移）
の生じる確率とによって最適値が存在し、バイアス電圧
が５Ｖで約１０μｍになる。一方、ショットキ電極１３
を形成するＡｌの膜厚は本発明にとって本質的なもので
はなく、約１００オングストローム以上の厚さで層状構
造になり、十分な電気伝導度が得られれば構わない。
【００１２】このような構造の遷移電子型半導体光電子
放出体を動作させるため、ＡｕＧｅオーミック電極１２
をＩｎを用いてＮｉ板上に固定し、また、バイアス電圧
ＶＢ を印加するためのＡｕ線をショットキ電極１３か
ら取り出す。そして、本装置を真空中に設置するため、
１０−１０ Ｔｏｒｒ程度になるまで高真空状態に排気
する。その後、脱ガス，清浄化のため、約４００℃程度
に加熱する。さらに、その後、実効的な真空準位を低下
させるため、ＣｓおよびＯ2 を放出面１５に極く微量だ
け堆積させ、Ｃｓ2 Ｏ層１４を形成する。
放出体を動作させるため、ＡｕＧｅオーミック電極１２
をＩｎを用いてＮｉ板上に固定し、また、バイアス電圧
ＶＢ を印加するためのＡｕ線をショットキ電極１３か
ら取り出す。そして、本装置を真空中に設置するため、
１０−１０ Ｔｏｒｒ程度になるまで高真空状態に排気
する。その後、脱ガス，清浄化のため、約４００℃程度
に加熱する。さらに、その後、実効的な真空準位を低下
させるため、ＣｓおよびＯ2 を放出面１５に極く微量だ
け堆積させ、Ｃｓ2 Ｏ層１４を形成する。
【００１３】このように形成された遷移電子型半導体光
電子放出体にバイアス電圧ＶB を印加し、動作させた場
合のエネルギーバンド図を図２に示す。ここで、ＣＢは
伝導帯，ＶＢは価電子帯，ＦＬはフェルミ準位，Ｖ．
Ｌ．は真空準位を示している。放出面１５にメッシュ状
に形成されたショットキ電極１３の開口面から入射した
光子ｈνにより、半導体１１中で光電子が励起される。
励起された光電子は、ショットキ電極１３へのバイアス
印加によって与えられた電界により加速され、伝導体の
Γ谷からＬ谷へ図示のように遷移した後、放出面１５に
到達する。そして、放出面１５に到達した光電子はショ
ットキ電極１３の間を通り、Ｃｓ2 Ｏ層４を介して真空
中へ放出される。
電子放出体にバイアス電圧ＶB を印加し、動作させた場
合のエネルギーバンド図を図２に示す。ここで、ＣＢは
伝導帯，ＶＢは価電子帯，ＦＬはフェルミ準位，Ｖ．
Ｌ．は真空準位を示している。放出面１５にメッシュ状
に形成されたショットキ電極１３の開口面から入射した
光子ｈνにより、半導体１１中で光電子が励起される。
励起された光電子は、ショットキ電極１３へのバイアス
印加によって与えられた電界により加速され、伝導体の
Γ谷からＬ谷へ図示のように遷移した後、放出面１５に
到達する。そして、放出面１５に到達した光電子はショ
ットキ電極１３の間を通り、Ｃｓ2 Ｏ層４を介して真空
中へ放出される。
【００１４】図３にショットキ電極１３に印加するバイ
アス電圧ＶB を変化させた場合の光電子放出分光感度特
性の一例を示す。同図の横軸は光の波長［ｎｍ］，縦軸
は放射感度［ｍＡ／Ｗ］を示している。実線で描かれた
特性曲線２１はバイアス電圧ＶB が０［Ｖ］，一点鎖線
で描かれた特性曲線２２は１［Ｖ］，二点鎖線で描かれ
た特性曲線２３は２［Ｖ］，点線で描かれた特性曲線２
４は４［Ｖ］の場合の分光感度特性を示す。同図から、
バイアス電圧ＶB を増加させるとこれに伴って光電子放
出が増加することが理解される。
アス電圧ＶB を変化させた場合の光電子放出分光感度特
性の一例を示す。同図の横軸は光の波長［ｎｍ］，縦軸
は放射感度［ｍＡ／Ｗ］を示している。実線で描かれた
特性曲線２１はバイアス電圧ＶB が０［Ｖ］，一点鎖線
で描かれた特性曲線２２は１［Ｖ］，二点鎖線で描かれ
た特性曲線２３は２［Ｖ］，点線で描かれた特性曲線２
４は４［Ｖ］の場合の分光感度特性を示す。同図から、
バイアス電圧ＶB を増加させるとこれに伴って光電子放
出が増加することが理解される。
【００１５】図４，図５および図６は本発明の第２，第
３および第４の実施例による半導体光電子放出体の構造
を示す断面図である。これら各実施例は、ｐ型半導体３
１，４１および５１の各半導体表面が凹凸加工され、こ
れらの各凸面上にショットキ電極３３，４３および５３
が形成された構造を持っている。この半導体表面の凹凸
加工は、メッシュ状に形成された各ショットキ電極３
３，４３および５３をマスクとした化学エッチングによ
り形成される。すなわち、メッシュ状の電極パターンを
形成する際に、各半導体３１，４１および５１の面方位
を適当に選択し、エッチングの異方性を利用することに
より、各図に示される３種類の凹凸形状を形成すること
が出来る。その後、各放出面３５，４５および５５に
は、上記第１の実施例と同様にしてＣｓ2 Ｏ層３４，４
４および５４が形成される。また、各半導体３１，４１
および５１の他の各面にはオーミック電極３２，４２お
よび５２が形成される。
３および第４の実施例による半導体光電子放出体の構造
を示す断面図である。これら各実施例は、ｐ型半導体３
１，４１および５１の各半導体表面が凹凸加工され、こ
れらの各凸面上にショットキ電極３３，４３および５３
が形成された構造を持っている。この半導体表面の凹凸
加工は、メッシュ状に形成された各ショットキ電極３
３，４３および５３をマスクとした化学エッチングによ
り形成される。すなわち、メッシュ状の電極パターンを
形成する際に、各半導体３１，４１および５１の面方位
を適当に選択し、エッチングの異方性を利用することに
より、各図に示される３種類の凹凸形状を形成すること
が出来る。その後、各放出面３５，４５および５５に
は、上記第１の実施例と同様にしてＣｓ2 Ｏ層３４，４
４および５４が形成される。また、各半導体３１，４１
および５１の他の各面にはオーミック電極３２，４２お
よび５２が形成される。
【００１６】一般に、半導体内での電子速度は室温では
各種の散乱により１０7 cm/s以下に制限される。また、
半導体内で電界により加速された電子の速度は、このよ
うな各種散乱の散乱過程の他に、バンド構造にも影響さ
れる。例えば、ＧａＡｓ，ＧａＳｂやＩｎＰ等の材料
は、伝導帯のΓ谷からＬ谷までのエネルギー差△ＥΓL
がエネルギーギャップＥg よりも小さい。このため、電
界により加速された電子は、ある電界（約１０4 Ｖ／ｃ
ｍ）以上では、電子質量の大きな従って速度の遅いＬ谷
へ遷移してしまう。この結果、高電界では速度の減少が
現れ、上記のように半導体内の電子速度は約１０7 cm/s
が限界となる。従って、図１に示された上記第１の実施
例の構造を持つ半導体光電子放出体では、入射光子によ
って励起された光電子は、半導体内部を１０7 cm/s以下
の速度で長い距離走行した後、その大部分がショットキ
電極１３へ吸い込まれる。よって、真空中へ脱出できる
光電子はごくわずかである。しかしながら、図４〜図６
に示される第２，第３および第４の実施例では、凹凸加
工された各半導体表面の凸面上にショットキ電極が形成
されており、ショットキ電極間の半導体表面は陥没して
いる。つまり、ショットキ電極間の基板表層部の半導体
基板が除去され、この除去部分は真空状態になってい
る。このため、入射光子によって半導体内部に励起され
た光電子の多くのものは、半導体内部を短い距離走行し
た後、ショットキ電極に到達する前に、この除去部分に
形成された真空中へ飛び出す。真空中では、電子は本質
的に散乱を受けることがなく、バンド構造の影響も受け
ない。このため、光電子の速度は１０7 cm/sの速度制限
を受けずに光速度と同じ３×１０10cm/s近くにまで達す
る。従って、光電子がショットキ電極へ吸い込まれる確
率は図１に示された構造の光電子放出体に比較して大幅
に減少し、真空中への脱出確率が増加するため、光感度
は増加する。
各種の散乱により１０7 cm/s以下に制限される。また、
半導体内で電界により加速された電子の速度は、このよ
うな各種散乱の散乱過程の他に、バンド構造にも影響さ
れる。例えば、ＧａＡｓ，ＧａＳｂやＩｎＰ等の材料
は、伝導帯のΓ谷からＬ谷までのエネルギー差△ＥΓL
がエネルギーギャップＥg よりも小さい。このため、電
界により加速された電子は、ある電界（約１０4 Ｖ／ｃ
ｍ）以上では、電子質量の大きな従って速度の遅いＬ谷
へ遷移してしまう。この結果、高電界では速度の減少が
現れ、上記のように半導体内の電子速度は約１０7 cm/s
が限界となる。従って、図１に示された上記第１の実施
例の構造を持つ半導体光電子放出体では、入射光子によ
って励起された光電子は、半導体内部を１０7 cm/s以下
の速度で長い距離走行した後、その大部分がショットキ
電極１３へ吸い込まれる。よって、真空中へ脱出できる
光電子はごくわずかである。しかしながら、図４〜図６
に示される第２，第３および第４の実施例では、凹凸加
工された各半導体表面の凸面上にショットキ電極が形成
されており、ショットキ電極間の半導体表面は陥没して
いる。つまり、ショットキ電極間の基板表層部の半導体
基板が除去され、この除去部分は真空状態になってい
る。このため、入射光子によって半導体内部に励起され
た光電子の多くのものは、半導体内部を短い距離走行し
た後、ショットキ電極に到達する前に、この除去部分に
形成された真空中へ飛び出す。真空中では、電子は本質
的に散乱を受けることがなく、バンド構造の影響も受け
ない。このため、光電子の速度は１０7 cm/sの速度制限
を受けずに光速度と同じ３×１０10cm/s近くにまで達す
る。従って、光電子がショットキ電極へ吸い込まれる確
率は図１に示された構造の光電子放出体に比較して大幅
に減少し、真空中への脱出確率が増加するため、光感度
は増加する。
【００１７】実際に１μｍの凹凸加工を施し、凸面上に
ショットキ電極を形成した半導体光電子放出体では、光
電子の真空中への脱出確率は約２倍になり、光感度も約
２倍に増加した。
ショットキ電極を形成した半導体光電子放出体では、光
電子の真空中への脱出確率は約２倍になり、光感度も約
２倍に増加した。
【００１８】なお、上記各実施例は入射光子ｈνが放出
面１５，３５，４５および５５から入射するいわゆる反
射型光電子放出体について説明したが、これに限られる
ものではない。すなわち、入射光子ｈνが放出面の反対
側から入射するいわゆる透過型光電子放出体において
も、オーミック電極１２，３２，４２および５２を薄膜
とするかあるいはパターン状に形成し、入射光子ｈνの
透過率を増加させることにより、上記各実施例と同様に
動作して同様な効果を奏する。
面１５，３５，４５および５５から入射するいわゆる反
射型光電子放出体について説明したが、これに限られる
ものではない。すなわち、入射光子ｈνが放出面の反対
側から入射するいわゆる透過型光電子放出体において
も、オーミック電極１２，３２，４２および５２を薄膜
とするかあるいはパターン状に形成し、入射光子ｈνの
透過率を増加させることにより、上記各実施例と同様に
動作して同様な効果を奏する。
【００１９】また、上記各実施例では遷移電子型光電子
放出体について説明したが、これに限られるものではな
い。すなわち、入射光子ｈνにより半導体の価電子帯か
ら伝導帯へ励起された光電子を電界により加速し、放出
面まで移送して真空中へ放出させる全ての半導体光電子
放出体に適用することが出来、上記各実施例と同様な効
果を奏する。
放出体について説明したが、これに限られるものではな
い。すなわち、入射光子ｈνにより半導体の価電子帯か
ら伝導帯へ励起された光電子を電界により加速し、放出
面まで移送して真空中へ放出させる全ての半導体光電子
放出体に適用することが出来、上記各実施例と同様な効
果を奏する。
【００２０】また、上記各実施例はショットキ電極１
３，３３，４３および５３の各形状をメッシュ状にして
説明したが、これに限られるものではなく、半導体表面
がほぼ均一に分布して露出するようなパターン形状、例
えば、ストライプ状，渦巻き状でも良い。ストライプ状
にした場合には短冊状の半導体表面がほぼ均一に分布し
て露出し、また、渦巻き状にした場合には渦を巻く螺旋
状をした半導体表面がほぼ均一に分布して露出する。ま
た、これらショットキ電極の材質をＡｌとして説明した
が、これに限られるものではなく、例えば、Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｐｔ，Ｔｉ，ＷＳｉや、その合金であっても良い。
３，３３，４３および５３の各形状をメッシュ状にして
説明したが、これに限られるものではなく、半導体表面
がほぼ均一に分布して露出するようなパターン形状、例
えば、ストライプ状，渦巻き状でも良い。ストライプ状
にした場合には短冊状の半導体表面がほぼ均一に分布し
て露出し、また、渦巻き状にした場合には渦を巻く螺旋
状をした半導体表面がほぼ均一に分布して露出する。ま
た、これらショットキ電極の材質をＡｌとして説明した
が、これに限られるものではなく、例えば、Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｐｔ，Ｔｉ，ＷＳｉや、その合金であっても良い。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
イアス電圧を印加するショットキ電極をパターン状に形
成せしめることにより、再現性良く安定で耐熱性の良好
なショットキ電極を得ることができる。また、入射光子
の半導体への光学的な透過率の増加、および光電子の真
空中への脱出確率の増加により、従来の薄膜のショット
キ電極を有する半導体光電子放出体に比較し、より高感
度な半導体光電子放出体を再現性良く作製することが出
来る。
イアス電圧を印加するショットキ電極をパターン状に形
成せしめることにより、再現性良く安定で耐熱性の良好
なショットキ電極を得ることができる。また、入射光子
の半導体への光学的な透過率の増加、および光電子の真
空中への脱出確率の増加により、従来の薄膜のショット
キ電極を有する半導体光電子放出体に比較し、より高感
度な半導体光電子放出体を再現性良く作製することが出
来る。
【図１】本発明の第１の実施例による半導体光電子放出
体の構造を示す断面図である。
体の構造を示す断面図である。
【図２】本発明による遷移電子型半導体光電子放出体の
動作時におけるエネルギバンド図である。
動作時におけるエネルギバンド図である。
【図３】バイアス電圧を変化させた場合の光電子放出分
光感度特性を示す図である。
光感度特性を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例による半導体光電子放出
体の構造を示す断面図である。
体の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施例による半導体光電子放出
体の構造を示す断面図である。
体の構造を示す断面図である。
【図６】本発明の第４の実施例による半導体光電子放出
体の構造を示す断面図である。
体の構造を示す断面図である。
【図７】従来の半導体光電子放出体の構造を示す断面図
である。
である。
１１…ｐ型ＩｎＰ半導体 １２…オーミック電極 １３…ショットキ電極 １４…Ｃｓ2 Ｏ層 １５…放出面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 智子 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 中村 公嗣 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 朝倉 憲夫 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 山田 正美 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 根木 康晴 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 黒柳 富彦 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 水島 宜彦 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 入射光子により価電子帯から伝導帯へ励
起された光電子を電界により加速し放出面まで移送して
真空中へ放出させる半導体光電子放出体において、この
半導体にバイアス電圧を印加するための電極を、この半
導体表面がほぼ均一に分布して露出する所定のパターン
状に形成せしめることを特徴とする半導体光電子放出
体。 - 【請求項２】 請求項１において、半導体光電子放出面
は遷移電子型であることを特徴とする半導体光電子放出
体。 - 【請求項３】 請求項１において、半導体とバイアス電
圧を印加するための電極とがショットキ接合しているこ
とを特徴とする半導体光電子放出体。 - 【請求項４】 請求項１において、バイアス電圧を印加
するための電極はＡｌまたはＡｇまたはＡｕまたはＰｔ
またはＴｉまたはＷＳｉの金属、あるいはその合金で形
成されることを特徴とする半導体光電子放出体。 - 【請求項５】 請求項１において、励起された光電子は
パターン状に形成された電極の間を通って真空中へ放出
されることを特徴とする半導体光電子放出体。 - 【請求項６】 請求項１において、バイアス電圧を印加
するための電極の形状をメッシュ状またはストライプ状
または渦巻き状に形成せしめることを特徴とする半導体
光電子放出体。 - 【請求項７】 請求項６において、バイアス電圧を印加
するための電極を表面が凹凸加工された半導体の凸面上
に形成せしめることを特徴とする半導体光電子放出体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2997191A JPH0750587B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 半導体光電子放出体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2997191A JPH0750587B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 半導体光電子放出体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04269419A JPH04269419A (ja) | 1992-09-25 |
| JPH0750587B2 true JPH0750587B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=12290851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2997191A Expired - Lifetime JPH0750587B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 半導体光電子放出体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750587B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999016098A1 (fr) * | 1997-09-24 | 1999-04-01 | Hamamatsu Photonics K.K. | Surface photoelectrique de semi-conducteur |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5471051A (en) * | 1993-06-02 | 1995-11-28 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photocathode capable of detecting position of incident light in one or two dimensions, phototube, and photodetecting apparatus containing same |
| DE69419371T2 (de) * | 1993-09-02 | 1999-12-16 | Hamamatsu Photonics Kk | Photoemitter, Elektronenröhre, und Photodetektor |
| JP2752312B2 (ja) * | 1993-09-10 | 1998-05-18 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光電子放出面およびそれを用いた電子管と光検出装置 |
| EP0718865B1 (en) * | 1994-12-21 | 2002-07-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photomultiplier having a photocathode comprised of semiconductor material |
| US5680007A (en) * | 1994-12-21 | 1997-10-21 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photomultiplier having a photocathode comprised of a compound semiconductor material |
| JP3565529B2 (ja) * | 1996-05-28 | 2004-09-15 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体光電陰極およびこれを用いた半導体光電陰極装置 |
| US6563264B2 (en) | 2000-07-25 | 2003-05-13 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photocathode and electron tube |
| JP2007080799A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Hamamatsu Photonics Kk | 光電陰極及び電子管 |
| JP4939033B2 (ja) * | 2005-10-31 | 2012-05-23 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光電陰極 |
| JP4980088B2 (ja) * | 2007-01-30 | 2012-07-18 | 浜松ホトニクス株式会社 | 温度計測装置 |
-
1991
- 1991-02-25 JP JP2997191A patent/JPH0750587B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999016098A1 (fr) * | 1997-09-24 | 1999-04-01 | Hamamatsu Photonics K.K. | Surface photoelectrique de semi-conducteur |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04269419A (ja) | 1992-09-25 |
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