JPH0758224B2 - 赤外線検知素子 - Google Patents
赤外線検知素子Info
- Publication number
- JPH0758224B2 JPH0758224B2 JP63160272A JP16027288A JPH0758224B2 JP H0758224 B2 JPH0758224 B2 JP H0758224B2 JP 63160272 A JP63160272 A JP 63160272A JP 16027288 A JP16027288 A JP 16027288A JP H0758224 B2 JPH0758224 B2 JP H0758224B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor layer
- infrared
- detecting element
- band
- sensitivity
- Prior art date
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- Light Receiving Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は赤外線検知素子に関し、特に複数の波長、た
とえば３〜５μｍ帯および10μｍ帯に感度を有する光導
電型の赤外線検知素子に関するものである。
とえば３〜５μｍ帯および10μｍ帯に感度を有する光導
電型の赤外線検知素子に関するものである。
〔従来の技術〕 第４図(a)は従来の光導電型赤外線検知素子の構造を示
す平面図、第４図(b)はその断面図である。又、第５図
(a)は従来の２つの波長域に感度を有する赤外線検知素
子の平面図、第５図(b)はその断面図である。
す平面図、第４図(b)はその断面図である。又、第５図
(a)は従来の２つの波長域に感度を有する赤外線検知素
子の平面図、第５図(b)はその断面図である。
図において１はCdTeよりなる高抵抗の基板、２はCdxHg
1-xTeよりなる半導体層、３は電極、４は反射防止膜、
５は受光面である。また６は波長３〜５μｍ帯に感度を
有する赤外線検知素子、７は波長10μｍ帯に感度を有す
る赤外線検知素子、８は冷却用基板である。
1-xTeよりなる半導体層、３は電極、４は反射防止膜、
５は受光面である。また６は波長３〜５μｍ帯に感度を
有する赤外線検知素子、７は波長10μｍ帯に感度を有す
る赤外線検知素子、８は冷却用基板である。
次に第４図、第５図を用いて従来の赤外線検知素子につ
いて説明する。
いて説明する。
CdxHg1-xTeはII−VI族の化合物半導体で、組成比ｘによ
り禁制帯幅が変化し、特にｘ＝0.2のものは波長10μｍ
帯の、ｘ＝0.3のものは波長３〜５μｍ帯の赤外線検知
素子材料として広く利用されている。CdxHg1-xTeを用い
て赤外線検知素子の構造としては第４図のような光導電
型のものが公知である。光導電型赤外線検知素子は、赤
外線入射による半導体層２の抵抗値変化により赤外線を
検知する素子である。このような赤外線検知素子は、空
間を機械的に走査する光学系と組み合わせ、目標を画像
認識するための装置に用いられる。第６図は目標を画像
認識するための装置を示す模式図で、９は光学系の視
野、10は瞬時視野、11は光学系、12は走査装置、13は赤
外線検知素子、14は信号処理装置、15は表示装置であ
る。走査装置12によって瞬時視野10の位置を変えること
により、単一の素子でも画像認識が可能となる。
り禁制帯幅が変化し、特にｘ＝0.2のものは波長10μｍ
帯の、ｘ＝0.3のものは波長３〜５μｍ帯の赤外線検知
素子材料として広く利用されている。CdxHg1-xTeを用い
て赤外線検知素子の構造としては第４図のような光導電
型のものが公知である。光導電型赤外線検知素子は、赤
外線入射による半導体層２の抵抗値変化により赤外線を
検知する素子である。このような赤外線検知素子は、空
間を機械的に走査する光学系と組み合わせ、目標を画像
認識するための装置に用いられる。第６図は目標を画像
認識するための装置を示す模式図で、９は光学系の視
野、10は瞬時視野、11は光学系、12は走査装置、13は赤
外線検知素子、14は信号処理装置、15は表示装置であ
る。走査装置12によって瞬時視野10の位置を変えること
により、単一の素子でも画像認識が可能となる。
以上のような装置に用いられる赤外線検知素子13は通
常、10μｍ帯あるいは３〜５μｍ帯のどちらか一方の波
長域にのみ感度を有するものであったが、識別能力向上
のため、二つの波長域に感度を有することが望ましかっ
た。
常、10μｍ帯あるいは３〜５μｍ帯のどちらか一方の波
長域にのみ感度を有するものであったが、識別能力向上
のため、二つの波長域に感度を有することが望ましかっ
た。
このため従来は、その各々に光学系，及び冷却系を備え
た２つの異なる波長域の赤外線検知素子を併用する方
法、或いは第５図に示すように波長域の異なる素子を並
列に並べ、１つの光学系と冷却系で済ませる方法がとら
れていた。
た２つの異なる波長域の赤外線検知素子を併用する方
法、或いは第５図に示すように波長域の異なる素子を並
列に並べ、１つの光学系と冷却系で済ませる方法がとら
れていた。
従来の赤外線検知素子においては二つの波長域に感度を
有するようにするために以上のような方法がとられてい
るので、２つの異なる波長域の赤外線検知素子を併用す
る方法では光学系，冷却系が複数になり、装置が大型に
なるという問題点があり、波長域の異なる素子を並列に
並べる方法では光学系の焦点が２つになるため、素子を
非常に精度よく貼り付ける必要があるうえに、たとえ精
度良く貼り付けることができたとしても、本質的に感
度、分解能の低下が避けられないという問題点があっ
た。
有するようにするために以上のような方法がとられてい
るので、２つの異なる波長域の赤外線検知素子を併用す
る方法では光学系，冷却系が複数になり、装置が大型に
なるという問題点があり、波長域の異なる素子を並列に
並べる方法では光学系の焦点が２つになるため、素子を
非常に精度よく貼り付ける必要があるうえに、たとえ精
度良く貼り付けることができたとしても、本質的に感
度、分解能の低下が避けられないという問題点があっ
た。
この発明は上記のような問題点を解消するためなされた
もので、単体で複数の波長域に感度を有する赤外線検知
素子を得ることを目的とする。
もので、単体で複数の波長域に感度を有する赤外線検知
素子を得ることを目的とする。
この発明に係る赤外線検知素子は、第１の波長域の光を
吸収する第１の半導体層と第２の波長域の光を吸収する
上記第１の半導体層より禁制帯幅の広い第２の半導体層
を第２の半導体層より禁制帯幅の広い第３の半導体層を
介して接して形成し、上記第２の半導体層側から赤外線
が入射されるようにしたものである。
吸収する第１の半導体層と第２の波長域の光を吸収する
上記第１の半導体層より禁制帯幅の広い第２の半導体層
を第２の半導体層より禁制帯幅の広い第３の半導体層を
介して接して形成し、上記第２の半導体層側から赤外線
が入射されるようにしたものである。
この発明においては、第１の波長域の光を吸収する第１
の半導体層と第２の波長域の光を吸収する上記第１の半
導体層より禁制帯幅の広い第２の半導体層を第２の半導
体層より禁制帯幅の広い第３の半導体層を介して接して
形成し、これらを縦方向に重ねた構成としたから、光学
系の焦点が１点でよく、感度および分解能の低下を防ぐ
ことができる。
の半導体層と第２の波長域の光を吸収する上記第１の半
導体層より禁制帯幅の広い第２の半導体層を第２の半導
体層より禁制帯幅の広い第３の半導体層を介して接して
形成し、これらを縦方向に重ねた構成としたから、光学
系の焦点が１点でよく、感度および分解能の低下を防ぐ
ことができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図(a)はこの発明の一実施例による赤外線検知素子
の構造を示す平面図、第１図(b)はその断面図であり、
第２図はその斜視図である。
の構造を示す平面図、第１図(b)はその断面図であり、
第２図はその斜視図である。
図において、１はCdTeよりなる高抵抗の基板、４は反射
防止膜、５は受光面、16はCd0.2Hg0.8Teからなる第１の
半導体層、17はｘ＞0.3のCdxHg1-1Teからなる第３の半
導体層、18はCd0.3Hg0.7Teからなる第２の半導体、19は
第１の電極、20は第２の電極、21は赤外線である。
防止膜、５は受光面、16はCd0.2Hg0.8Teからなる第１の
半導体層、17はｘ＞0.3のCdxHg1-1Teからなる第３の半
導体層、18はCd0.3Hg0.7Teからなる第２の半導体、19は
第１の電極、20は第２の電極、21は赤外線である。
次に本実施例素子の作製工程について説明する。
まず高抵抗の基板１上に例えば液相エピタキシャル成長
法により第１の半導体層16を10〜20μｍ程度、第３の半
導体層17を１〜３μｍ程度，第２の半導体層18を10〜20
μｍ程度、順次形成し、続いて通常の写真製版技術によ
り反射防止膜4,第２の電極20を形成し、第２の半導体層
18及び第３の半導体層17の一部を除去し、第１の半導体
層16が露出した部分に第１の電極19を形成することによ
り第１図に示す素子が完成する。
法により第１の半導体層16を10〜20μｍ程度、第３の半
導体層17を１〜３μｍ程度，第２の半導体層18を10〜20
μｍ程度、順次形成し、続いて通常の写真製版技術によ
り反射防止膜4,第２の電極20を形成し、第２の半導体層
18及び第３の半導体層17の一部を除去し、第１の半導体
層16が露出した部分に第１の電極19を形成することによ
り第１図に示す素子が完成する。
次に動作について説明する。
上述のようにして作製された本実施例による赤外線検知
素子に赤外線21が入射すると波長３〜５μｍ帯の赤外線
は第２の半導体層18で吸収され、波長10μｍ帯の赤外線
は第２の半導体層18,第３の半導体層17を透過し、第１
の半導体層16で吸収される。第１の半導体層16で発生し
たキャリアと第２の半導体層18で吸収されたキャリアと
は第３図に示すように第３の半導体層17の形成により生
じたポテンシャル障壁により分離されているので、混ざ
り合うことはない。従って、第１の半導体層16で吸収さ
れた赤外線は第１の電極19で検出され、第２の半導体層
18で吸収された赤外線は第２の電極20で検出されるの
で、２つの異なる波長の赤外線を独立に検出することが
可能となる。
素子に赤外線21が入射すると波長３〜５μｍ帯の赤外線
は第２の半導体層18で吸収され、波長10μｍ帯の赤外線
は第２の半導体層18,第３の半導体層17を透過し、第１
の半導体層16で吸収される。第１の半導体層16で発生し
たキャリアと第２の半導体層18で吸収されたキャリアと
は第３図に示すように第３の半導体層17の形成により生
じたポテンシャル障壁により分離されているので、混ざ
り合うことはない。従って、第１の半導体層16で吸収さ
れた赤外線は第１の電極19で検出され、第２の半導体層
18で吸収された赤外線は第２の電極20で検出されるの
で、２つの異なる波長の赤外線を独立に検出することが
可能となる。
なお、上記実施例では10μｍ帯と３〜５μｍ帯の２つの
波長域にのみ感度を有する赤外線検知素子について述べ
たが、さらに多くの波長域を備えた赤外線検知素子にも
適用が可能である。
波長域にのみ感度を有する赤外線検知素子について述べ
たが、さらに多くの波長域を備えた赤外線検知素子にも
適用が可能である。
又、上記実施例は単素子の例を示したが、多素子の場合
には適用できる。
には適用できる。
又、上記実施例は表面入射型の例を示したが、第１の半
導体層16と第２の半導体層18を入れ替えれば裏面入射型
にもすることが可能である。
導体層16と第２の半導体層18を入れ替えれば裏面入射型
にもすることが可能である。
以上のように、この発明によれば赤外線検知素子におい
て、第１の波長域の光を吸収する第１の半導体層と第２
の波長域の光を吸収する上記第１の半導体層より禁制帯
幅の広い第２の半導体層を第２の半導体層より禁制帯幅
の広い第３の半導体層を介して接して形成し、これらを
縦方向に重ねた構成としたから、光学系焦点が１点でよ
く、高感度・高分解能の複数の波長域に感度を有する赤
外線検知素子が得られる効果がある。
て、第１の波長域の光を吸収する第１の半導体層と第２
の波長域の光を吸収する上記第１の半導体層より禁制帯
幅の広い第２の半導体層を第２の半導体層より禁制帯幅
の広い第３の半導体層を介して接して形成し、これらを
縦方向に重ねた構成としたから、光学系焦点が１点でよ
く、高感度・高分解能の複数の波長域に感度を有する赤
外線検知素子が得られる効果がある。
第１図(a)はこの発明の一実施例による赤外線検知素子
の構造を示す平面図、第１図(b)はその断面図、第２図
はその斜視図、第３図は第１図の実施例の動作を説明す
るためのバンド図、第４図(a)は従来の光導電型赤外線
検知素子の構造を示す平面図、第４図(b)はその断面
図、第５図(a)は従来の２つの波長域に感度を有する赤
外線検知素子の平面図、第５図(b)はその断面図、第６
図は赤外線検知素子を用い目標を画像認識するための装
置を示す模式図である。 図において、１は高抵抗の基板、４は反射防止膜、５は
受光面、16は第１の半導体層、17は第３の半導体層、18
は第２の半導体層、19は第１の電極、20は第２の電極で
ある。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
の構造を示す平面図、第１図(b)はその断面図、第２図
はその斜視図、第３図は第１図の実施例の動作を説明す
るためのバンド図、第４図(a)は従来の光導電型赤外線
検知素子の構造を示す平面図、第４図(b)はその断面
図、第５図(a)は従来の２つの波長域に感度を有する赤
外線検知素子の平面図、第５図(b)はその断面図、第６
図は赤外線検知素子を用い目標を画像認識するための装
置を示す模式図である。 図において、１は高抵抗の基板、４は反射防止膜、５は
受光面、16は第１の半導体層、17は第３の半導体層、18
は第２の半導体層、19は第１の電極、20は第２の電極で
ある。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】複数の波長域に感度を有する光導電型の赤
外線検知素子において、 第１の波長域の光を吸収する第１の半導体層と、第２の
波長域の光を吸収する上記第１の半導体層より禁制帯幅
の広い第２の半導体層を、第２の半導体層より禁制帯幅
の広い第３の半導体層を介して積層し、上記第２の半導
体層側から赤外線が入射することを特徴とする赤外線検
知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63160272A JPH0758224B2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 赤外線検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63160272A JPH0758224B2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 赤外線検知素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0210117A JPH0210117A (ja) | 1990-01-12 |
| JPH0758224B2 true JPH0758224B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=15711412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63160272A Expired - Lifetime JPH0758224B2 (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 赤外線検知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0758224B2 (ja) |
-
1988
- 1988-06-28 JP JP63160272A patent/JPH0758224B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0210117A (ja) | 1990-01-12 |
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