JPH1196896A - 半導体光電面 - Google Patents
半導体光電面Info
- Publication number
- JPH1196896A JPH1196896A JP25883797A JP25883797A JPH1196896A JP H1196896 A JPH1196896 A JP H1196896A JP 25883797 A JP25883797 A JP 25883797A JP 25883797 A JP25883797 A JP 25883797A JP H1196896 A JPH1196896 A JP H1196896A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active layer
- layer
- doping concentration
- photoelectric
- semiconductor
- Prior art date
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J40/00—Photoelectric discharge tubes not involving the ionisation of a gas
- H01J40/02—Details
- H01J40/04—Electrodes
- H01J40/06—Photo-emissive cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/34—Photo-emissive cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/34—Photoemissive electrodes
- H01J2201/342—Cathodes
- H01J2201/3421—Composition of the emitting surface
- H01J2201/3423—Semiconductors, e.g. GaAs, NEA emitters
Landscapes
- Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低ドープ濃度で量子効率の高い半導体光電面
を提供する。 【解決手段】 本発明の光電面を光電陰極３０に使用し
た光電管１０は、内部を真空に保持した密閉容器２０内
に光電陰極３０と陽極４０を対向して配置し、それぞれ
にリードピン５１、５２を介して電圧が印加されてい
る。光電陰極３０は、金属支持板３１にａ−ＡｌＮの整
合層３３、ｐ型ＧａＮの活性層３４、ＣｓＯの表面層３
５が積層されたサファイア基板３２が固定されており、
活性層３４のドーパント濃度は、表面の１×１０16ｃｍ
-3から深さ１００ｎｍの５×１０17ｃｍ-3まで上昇さ
せ、最深部の１０ｎｍのみ１×１０18ｃｍ-3である。こ
れにより、活性層３４の結晶性が向上し、拡散長が増大
するので、量子効率、シャープカット性が向上する。
を提供する。 【解決手段】 本発明の光電面を光電陰極３０に使用し
た光電管１０は、内部を真空に保持した密閉容器２０内
に光電陰極３０と陽極４０を対向して配置し、それぞれ
にリードピン５１、５２を介して電圧が印加されてい
る。光電陰極３０は、金属支持板３１にａ−ＡｌＮの整
合層３３、ｐ型ＧａＮの活性層３４、ＣｓＯの表面層３
５が積層されたサファイア基板３２が固定されており、
活性層３４のドーパント濃度は、表面の１×１０16ｃｍ
-3から深さ１００ｎｍの５×１０17ｃｍ-3まで上昇さ
せ、最深部の１０ｎｍのみ１×１０18ｃｍ-3である。こ
れにより、活性層３４の結晶性が向上し、拡散長が増大
するので、量子効率、シャープカット性が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光子の入射により
真空中に光電子を放出する半導体光電面、特にIII−Ｖ
族半導体光電面に関する。
真空中に光電子を放出する半導体光電面、特にIII−Ｖ
族半導体光電面に関する。
【０００２】
【従来の技術】光電子増倍管などに用いられる半導体光
電面は光電子放出効率が高いことが好ましい。こうした
半導体光電面として米国特許３，３８７，１６１号で開
示されているものがある。この半導体光電面は、ドープ
濃度１×１０18ｃｍ-3以上１×１０19ｃｍ-3以下のｐ型
半導体の表面をアルカリ金属で活性化した活性層を有し
ている。このような構成とすることにより、光電面の真
空放出側表面において下向きのエネルギーバンドベンデ
ィングが形成され、表面における真空準位障壁を低下さ
せて光電子の脱出を容易にするとともに、真空放出側表
面から離れた活性層内部で発生した光電子でも放出側表
面に達しやすくなっている。これは、電子放出確率を下
げることなく、拡散長を増大させることができるからで
ある。
電面は光電子放出効率が高いことが好ましい。こうした
半導体光電面として米国特許３，３８７，１６１号で開
示されているものがある。この半導体光電面は、ドープ
濃度１×１０18ｃｍ-3以上１×１０19ｃｍ-3以下のｐ型
半導体の表面をアルカリ金属で活性化した活性層を有し
ている。このような構成とすることにより、光電面の真
空放出側表面において下向きのエネルギーバンドベンデ
ィングが形成され、表面における真空準位障壁を低下さ
せて光電子の脱出を容易にするとともに、真空放出側表
面から離れた活性層内部で発生した光電子でも放出側表
面に達しやすくなっている。これは、電子放出確率を下
げることなく、拡散長を増大させることができるからで
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ドープ濃度を
高濃度にすると、結晶中に発生する欠陥等によるバンド
端付近の吸収が発生し、光吸収特性のシャープカット性
が損なわれる傾向がある。また、ソーラーブラインド性
の点からは、ドープ濃度が低いことが好ましい。ドープ
濃度が低いほうが結晶性の低下を抑えることができるか
らである。しかし、低ドープ濃度にすると、拡散長は増
大させることができるが、電子放出確率が低下するため
に、結果的に量子効率が低下してしまう。このため、従
来は、ドープ濃度をさらに低下させることが困難だっ
た。
高濃度にすると、結晶中に発生する欠陥等によるバンド
端付近の吸収が発生し、光吸収特性のシャープカット性
が損なわれる傾向がある。また、ソーラーブラインド性
の点からは、ドープ濃度が低いことが好ましい。ドープ
濃度が低いほうが結晶性の低下を抑えることができるか
らである。しかし、低ドープ濃度にすると、拡散長は増
大させることができるが、電子放出確率が低下するため
に、結果的に量子効率が低下してしまう。このため、従
来は、ドープ濃度をさらに低下させることが困難だっ
た。
【０００４】本発明は、上記の問題点に鑑みて、低ドー
プ濃度で量子効率の高い半導体光電面を提供することを
課題とする。
プ濃度で量子効率の高い半導体光電面を提供することを
課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体光電面
は、入射光子に応じて真空中に光電子を放出する半導体
光電面において、光電子放出側の表面がアルカリ金属あ
るいはアルカリ金属酸化物で活性化されたｐ型ドープの
III−Ｖ族化合物半導体からなる活性層を備え、活性層
の光電子放出側の表面ドープ濃度が１×１０17ｃｍ-3以
下であることを特徴とする。
は、入射光子に応じて真空中に光電子を放出する半導体
光電面において、光電子放出側の表面がアルカリ金属あ
るいはアルカリ金属酸化物で活性化されたｐ型ドープの
III−Ｖ族化合物半導体からなる活性層を備え、活性層
の光電子放出側の表面ドープ濃度が１×１０17ｃｍ-3以
下であることを特徴とする。
【０００６】これによれば、結晶性の低下が防止される
ので、拡散長が増大する。また、結晶が良好なので放出
側表面に電子が到達する確率が高く、電子放出確率の劣
化が防げ、量子効率を高く保つことができる。
ので、拡散長が増大する。また、結晶が良好なので放出
側表面に電子が到達する確率が高く、電子放出確率の劣
化が防げ、量子効率を高く保つことができる。
【０００７】さらに、活性層のエネルギーバンドギャッ
プが表面層のアルカリ金属又はアルカリ金属酸化物の仕
事関数の２倍以上であることが好ましい。このようにす
れば、表面から電子が放出されやすい。
プが表面層のアルカリ金属又はアルカリ金属酸化物の仕
事関数の２倍以上であることが好ましい。このようにす
れば、表面から電子が放出されやすい。
【０００８】活性層の光電子放出側と異なる側に、電子
供給層を備えていてもよい。
供給層を備えていてもよい。
【０００９】または、活性層のドープ濃度は、光電子放
出面近傍が１×１０17ｃｍ-3以下、その奥側が１×１０
18〜１×１０19ｃｍ-3であってもよい。
出面近傍が１×１０17ｃｍ-3以下、その奥側が１×１０
18〜１×１０19ｃｍ-3であってもよい。
【００１０】あるいは、活性層のドープ濃度を光電子放
出面近傍から奥に向かって次第に増加させており、奥側
の最深部のドープ濃度は１×１０18〜１×１０19ｃｍ-3
であってもよい。
出面近傍から奥に向かって次第に増加させており、奥側
の最深部のドープ濃度は１×１０18〜１×１０19ｃｍ-3
であってもよい。
【００１１】これらの構成によれば、より拡散長が大き
くなるとともに、拡散層内部の電界は、放出表面側に向
かって電子を移動させる構成となり、放出表面への電子
到達確率が向上する。
くなるとともに、拡散層内部の電界は、放出表面側に向
かって電子を移動させる構成となり、放出表面への電子
到達確率が向上する。
【００１２】活性層の奥側のドープ濃度１×１０18〜１
×１０19ｃｍ-3の領域の厚みは数ｎｍ以下であればさら
に好ましい。この場合は、高濃度ドープ層で発生した光
電子のうち、放出側表面と反対側に移行して消失する光
電子の量が抑制される。このため、透過型光電面構造に
適用できる。
×１０19ｃｍ-3の領域の厚みは数ｎｍ以下であればさら
に好ましい。この場合は、高濃度ドープ層で発生した光
電子のうち、放出側表面と反対側に移行して消失する光
電子の量が抑制される。このため、透過型光電面構造に
適用できる。
【００１３】あるいは、活性層表面に形成されたショッ
トキー電極を備え、前記活性層に外部バイアスを印加し
てもよい。これによれば、外部バイアスにより、活性層
内部で発生した光電子は、放出側表面に効率的に導かれ
る。
トキー電極を備え、前記活性層に外部バイアスを印加し
てもよい。これによれば、外部バイアスにより、活性層
内部で発生した光電子は、放出側表面に効率的に導かれ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【００１５】図１は、本発明による半導体光電面を利用
した透過型光電管の概略図である。光電管１０は、内部
を真空にした密閉容器２０内に、本発明による半導体光
電面を利用した光電陰極３０と陽極４０が収容されてい
る。この真空容器２０は、中空円柱状のガラス製容器で
あり、内部は圧力約１０-8Ｔｏｒｒ以下に保持されてい
る。光電陰極３０は、中央に穴の空いた金属製支持板３
１と金属製支持台５０を介して金属製のリードピン５１
によって支持されている。一方、陽極４０は、矩形枠状
に成型された金属製電極であり、金属製リードピン５２
によって支持されている。リードピン５１、５２は真空
容器２０の底部を貫通して外部電源にそれぞれ接続され
ており、陽極４０に光電陰極３０より高い電圧を印加す
る。
した透過型光電管の概略図である。光電管１０は、内部
を真空にした密閉容器２０内に、本発明による半導体光
電面を利用した光電陰極３０と陽極４０が収容されてい
る。この真空容器２０は、中空円柱状のガラス製容器で
あり、内部は圧力約１０-8Ｔｏｒｒ以下に保持されてい
る。光電陰極３０は、中央に穴の空いた金属製支持板３
１と金属製支持台５０を介して金属製のリードピン５１
によって支持されている。一方、陽極４０は、矩形枠状
に成型された金属製電極であり、金属製リードピン５２
によって支持されている。リードピン５１、５２は真空
容器２０の底部を貫通して外部電源にそれぞれ接続され
ており、陽極４０に光電陰極３０より高い電圧を印加す
る。
【００１６】光電陰極３０は、矩形枠状の金属支持板３
１にサファイアから形成された基板３２が固定され、そ
の上に、整合層３３、活性層３４、表面層３５が順次積
層されて形成されている。
１にサファイアから形成された基板３２が固定され、そ
の上に、整合層３３、活性層３４、表面層３５が順次積
層されて形成されている。
【００１７】整合層３３は、例えば、基板３２上にエピ
タキシャル成長させたアモルファス状のＡｌＮから形成
されている。この整合層３３は、層厚約１０ｎｍであ
り、活性層３４と格子整合し、活性層３４の結晶成長を
良好に行わせる。また、活性層３４で発生した光電子の
逆行を防ぐ目的で設けられている。
タキシャル成長させたアモルファス状のＡｌＮから形成
されている。この整合層３３は、層厚約１０ｎｍであ
り、活性層３４と格子整合し、活性層３４の結晶成長を
良好に行わせる。また、活性層３４で発生した光電子の
逆行を防ぐ目的で設けられている。
【００１８】活性層３４は、この整合層３３上に、エピ
タキシャル成長させたｐ型ＧａＮから形成されている。
この活性層３３の厚みは約１００ｎｍであり、ｐ型ドー
パントとしてＭｇまたはＺｎがドープされている。その
濃度分布は図２に示す通りであり、表面付近の厚さ１０
０ｎｍの第１層と、整合層３３との界面部分の厚さ１ｎ
ｍの第２層からなり、第１層は、表面付近でのドーパン
ト濃度が１×１０16ｃｍ-3で、第２層側ほど濃度が高く
なり、第２層との境界の濃度は５×１０17ｃｍ-3に達す
る。第２層のドーパント濃度は、第１層より高い１×１
０18ｃｍ-3である。
タキシャル成長させたｐ型ＧａＮから形成されている。
この活性層３３の厚みは約１００ｎｍであり、ｐ型ドー
パントとしてＭｇまたはＺｎがドープされている。その
濃度分布は図２に示す通りであり、表面付近の厚さ１０
０ｎｍの第１層と、整合層３３との界面部分の厚さ１ｎ
ｍの第２層からなり、第１層は、表面付近でのドーパン
ト濃度が１×１０16ｃｍ-3で、第２層側ほど濃度が高く
なり、第２層との境界の濃度は５×１０17ｃｍ-3に達す
る。第２層のドーパント濃度は、第１層より高い１×１
０18ｃｍ-3である。
【００１９】これらの整合層３３、活性層３４の成長
は、ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ、ＨＷＥ等の各種の結晶成長方
法をもちいることができる。
は、ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ、ＨＷＥ等の各種の結晶成長方
法をもちいることができる。
【００２０】この活性層３４の表面には、アルカリ金属
またはその酸化物製、例えばＣｓあるいはＣｓＯからな
る表面層３５が蒸着により形成されている。この表面層
３５は、単原子層として形成されている。アルカリ金属
としてＣｓを利用したときの表面層３５の真空放出のエ
ネルギーバンドギャップは１．４ｅＶであり、ＣｓＯを
利用したときは０．９ｅＶであり、活性層のＧａＮのエ
ネルギーバンドギャップ３．４ｅＶの半分以下である。
またはその酸化物製、例えばＣｓあるいはＣｓＯからな
る表面層３５が蒸着により形成されている。この表面層
３５は、単原子層として形成されている。アルカリ金属
としてＣｓを利用したときの表面層３５の真空放出のエ
ネルギーバンドギャップは１．４ｅＶであり、ＣｓＯを
利用したときは０．９ｅＶであり、活性層のＧａＮのエ
ネルギーバンドギャップ３．４ｅＶの半分以下である。
【００２１】次に、この光電管の動作を説明する。光電
陰極３０の基板３２側から光を入射させると、入射光
は、金属製支持板３１の穴を通過し、基板３２、整合層
３３を透過して、活性層３４に達する。この活性層３４
の主に第１層で光子が吸収されて光電子が発生する。活
性層３４内のバンドギャップエネルギーの分布は、ほぼ
ドーパント濃度に対応した形になる。この結果、第１層
で発生した光電子は、ちょうどスロープを滑り落ちるよ
うに第１層内を移動して表面層３５に達し、表面層３５
とのバンドギャップが大きく、表面層３５が極端に薄い
ので、容易に真空中に放出される。放出された光電子
は、光電陰極３０と陽極４０間の電界によって陽極４０
に達して、電流として検知される。
陰極３０の基板３２側から光を入射させると、入射光
は、金属製支持板３１の穴を通過し、基板３２、整合層
３３を透過して、活性層３４に達する。この活性層３４
の主に第１層で光子が吸収されて光電子が発生する。活
性層３４内のバンドギャップエネルギーの分布は、ほぼ
ドーパント濃度に対応した形になる。この結果、第１層
で発生した光電子は、ちょうどスロープを滑り落ちるよ
うに第１層内を移動して表面層３５に達し、表面層３５
とのバンドギャップが大きく、表面層３５が極端に薄い
ので、容易に真空中に放出される。放出された光電子
は、光電陰極３０と陽極４０間の電界によって陽極４０
に達して、電流として検知される。
【００２２】本願発明者は、従来の光電面と図１に係る
本願発明の光電面の性能を比較するため、両者の波長特
性を比較した。その結果を図３に比較して示す。ここで
は、従来品として活性層を１層としてそのドーパント濃
度を１×１０18ｃｍ-3とした製品と比較した。破線が従
来品、直線が本願発明の光電面の量子効率の波長特性を
示している。本願発明品は、従来品に比べて波長３５０
ｎｍ以下の量子効率は高く、４００ｎｍ以上の波長で
は、量子効率が低く、シャープカット性の向上と、低波
長領域での特性の向上が図られていることが確認され
た。これは、拡散長が増大するとともに、結晶性の向上
により光電子の表面への到達確率が向上し、それにより
表面からの光電子の放出効率も向上するためとみられ
る。
本願発明の光電面の性能を比較するため、両者の波長特
性を比較した。その結果を図３に比較して示す。ここで
は、従来品として活性層を１層としてそのドーパント濃
度を１×１０18ｃｍ-3とした製品と比較した。破線が従
来品、直線が本願発明の光電面の量子効率の波長特性を
示している。本願発明品は、従来品に比べて波長３５０
ｎｍ以下の量子効率は高く、４００ｎｍ以上の波長で
は、量子効率が低く、シャープカット性の向上と、低波
長領域での特性の向上が図られていることが確認され
た。これは、拡散長が増大するとともに、結晶性の向上
により光電子の表面への到達確率が向上し、それにより
表面からの光電子の放出効率も向上するためとみられ
る。
【００２３】図４は、活性層のドーパント濃度を変えた
各種の試作品について例えば波長２５４ｎｍにおける量
子効率を比較したグラフである。試作品により量子効率
にかなりばらつきがあるが、全体として従来の高ドーパ
ント濃度（１×１０18〜１×１０19ｃｍ-3）の場合に比
較して、本発明の低ドーパント濃度（１×１０17ｃｍ-3
以下）の製品の量子効率は同等もしくは上回っているこ
とが確認された。
各種の試作品について例えば波長２５４ｎｍにおける量
子効率を比較したグラフである。試作品により量子効率
にかなりばらつきがあるが、全体として従来の高ドーパ
ント濃度（１×１０18〜１×１０19ｃｍ-3）の場合に比
較して、本発明の低ドーパント濃度（１×１０17ｃｍ-3
以下）の製品の量子効率は同等もしくは上回っているこ
とが確認された。
【００２４】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。活性層３４の濃度分布としては、図２に示したも
のの他、図５に示すように、第１層と第２層から構成
し、それぞれの濃度をステップ状に変化させてもよい。
このように構成することで、放出面の反対側から入射し
た光子により発生した光電子を放出側に効果的に導くこ
とができる。
する。活性層３４の濃度分布としては、図２に示したも
のの他、図５に示すように、第１層と第２層から構成
し、それぞれの濃度をステップ状に変化させてもよい。
このように構成することで、放出面の反対側から入射し
た光子により発生した光電子を放出側に効果的に導くこ
とができる。
【００２５】また、本発明の光電面は、光子の入射方向
と同じ方向に光電子を放出する反射型の光電面について
も適用できる。その場合には、整合層３３は例えば基板
３２上にエピタキシャル成長させたアモルファス状のＡ
ｌＮ・ＧａＮで形成してもよい。図６、図７は、それぞ
れ図２、図５の透過型光電面に対応する反射型光電面の
活性層濃度分布を示したものである。いずれの場合も高
ドーパント濃度層で発生した光電子を効率的に放出側表
面に導くことができる。
と同じ方向に光電子を放出する反射型の光電面について
も適用できる。その場合には、整合層３３は例えば基板
３２上にエピタキシャル成長させたアモルファス状のＡ
ｌＮ・ＧａＮで形成してもよい。図６、図７は、それぞ
れ図２、図５の透過型光電面に対応する反射型光電面の
活性層濃度分布を示したものである。いずれの場合も高
ドーパント濃度層で発生した光電子を効率的に放出側表
面に導くことができる。
【００２６】これらのドーパント濃度の制御は、ドーパ
ント材料の供給を制御することで容易に設定することが
できる。なお、放出面から離れた部分に高濃度領域を設
けることは好ましいことではあるが、不可欠のものでは
なく、設けなくともよい。
ント材料の供給を制御することで容易に設定することが
できる。なお、放出面から離れた部分に高濃度領域を設
けることは好ましいことではあるが、不可欠のものでは
なく、設けなくともよい。
【００２７】あるいは、活性層に外部バイアス電圧を印
加することにより、内部のエネルギーバンドギャップレ
ベルに勾配をつけて、光電子を放出側表面に強制的に導
いてもよい。この場合は、内部のドーパント濃度を一様
にしても、上記のように所定の分布をつけてもよい。
加することにより、内部のエネルギーバンドギャップレ
ベルに勾配をつけて、光電子を放出側表面に強制的に導
いてもよい。この場合は、内部のドーパント濃度を一様
にしても、上記のように所定の分布をつけてもよい。
【００２８】以上の説明では、活性層としてＧａＮを用
いた例について説明してきたが、III族材料としてＧ
ａ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｂ等を、Ｖ族材料としてＮ、Ｐ、Ａｓ
等を使用することができる。
いた例について説明してきたが、III族材料としてＧ
ａ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｂ等を、Ｖ族材料としてＮ、Ｐ、Ａｓ
等を使用することができる。
【００２９】また、表面層のアルカリ金属としては、Ｃ
ｓ、ＣｓＯ等を使用することができる。
ｓ、ＣｓＯ等を使用することができる。
【００３０】ここでは、光電管に用いる例を説明した
が、本発明の光電面は光電管への使用に限られるもので
はなく、各種の光電変換を行う光電面に適用可能であ
る。
が、本発明の光電面は光電管への使用に限られるもので
はなく、各種の光電変換を行う光電面に適用可能であ
る。
【００３１】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
低ドーパント濃度の活性層により結晶性が安定して、拡
散長も増加するので、量子効率が高く、シャープカット
性の向上した光電面が得られる。
低ドーパント濃度の活性層により結晶性が安定して、拡
散長も増加するので、量子効率が高く、シャープカット
性の向上した光電面が得られる。
【００３２】さらに、活性層にワイドエネルギーバンド
の半導体を使用することにより、表面からの光電子放出
が確実に行われる。
の半導体を使用することにより、表面からの光電子放出
が確実に行われる。
【００３３】また、活性層のドーパント濃度分布を調整
することにより、活性層の奥で発生した光電子を放出側
表面に確実に導くことができる。
することにより、活性層の奥で発生した光電子を放出側
表面に確実に導くことができる。
【図１】本発明の光電面を利用した光電管の概略図であ
る。
る。
【図２】図１の光電面の活性層のドーパント濃度分布を
示す図である。
示す図である。
【図３】本発明と従来品の波長特性を比較した図であ
る。
る。
【図４】ドーパント濃度と量子効率の関係を示すグラフ
である。
である。
【図５】本発明の光電面の活性層のドーパント濃度分布
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
【図６】本発明の光電面の活性層のドーパント濃度分布
の別の例を示す図である。
の別の例を示す図である。
【図７】本発明の光電面の活性層のドーパント濃度分布
のさらに別の例を示す図である。
のさらに別の例を示す図である。
１０…光電管、２０…密封容器、３０…光電陰極、３１
…金属支持板、３２…基板、３３…整合層、３４…活性
層、３５…表面層、４０…陽極、５０…金属製支持台、
５１、５２…リードピン。
…金属支持板、３２…基板、３３…整合層、３４…活性
層、３５…表面層、４０…陽極、５０…金属製支持台、
５１、５２…リードピン。
Claims (7)
- 【請求項１】 入射光子に応じて真空中に光電子を放出
する半導体光電面において、 光電子放出側の表面がアルカリ金属あるいはアルカリ金
属酸化物で活性化されたｐ型ドープのIII−Ｖ族化合物
半導体からなる活性層を備え、前記活性層の光電子放出
側の少なくとも表面のドープ濃度が１×１０17ｃｍ-3以
下であることを特徴とする半導体光電面。 - 【請求項２】 前記活性層のエネルギーバンドギャップ
が前記表面層のアルカリ金属又はアルカリ金属酸化物の
仕事関数の２倍以上であることを特徴とする請求項１記
載の半導体光電面。 - 【請求項３】 前記活性層の光電子放出側と異なる側
に、電子供給層を備えている請求項１記載の半導体光電
面。 - 【請求項４】 前記活性層のドープ濃度は、光電子放出
面近傍が１×１０17ｃｍ-3以下、その奥側が１×１０18
〜１×１０19ｃｍ-3であることを特徴とする請求項１記
載の半導体光電面。 - 【請求項５】 前記活性層のドープ濃度を光電子放出面
近傍から奥に向かって次第に増加させており、奥側の最
深部のドープ濃度は１×１０18〜１×１０19ｃｍ-3であ
ることを特徴とする請求項１記載の半導体光電面。 - 【請求項６】 前記活性層の奥側のドープ濃度１×１０
18〜１×１０19ｃｍ-3の領域の厚みは数ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項４あるいは５のいずれかに記載
の半導体光電面。 - 【請求項７】 前記活性層表面に形成されたショットキ
ー電極を備え、前記活性層に外部バイアスを印加するこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体光電面。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25883797A JPH1196896A (ja) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | 半導体光電面 |
| AU90029/98A AU9002998A (en) | 1997-09-24 | 1998-09-11 | Semiconductor photoelectric surface |
| DE69807103T DE69807103T2 (de) | 1997-09-24 | 1998-09-11 | Halbleitende photoelektrische oberfläche |
| EP98941849A EP1024513B1 (en) | 1997-09-24 | 1998-09-11 | Semiconductor photoelectric surface |
| PCT/JP1998/004119 WO1999016098A1 (fr) | 1997-09-24 | 1998-09-11 | Surface photoelectrique de semi-conducteur |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25883797A JPH1196896A (ja) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | 半導体光電面 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1196896A true JPH1196896A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17325721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25883797A Pending JPH1196896A (ja) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | 半導体光電面 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1024513B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1196896A (ja) |
| AU (1) | AU9002998A (ja) |
| DE (1) | DE69807103T2 (ja) |
| WO (1) | WO1999016098A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006302843A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Hamamatsu Photonics Kk | 光電面及びそれを備える電子管 |
| KR20150136133A (ko) * | 2013-04-01 | 2015-12-04 | 케이엘에이-텐코 코포레이션 | 광전 증배관, 이미지 센서, 및 pmt 또는 이미지 센서를 사용하는 검사 시스템 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2249877C2 (ru) * | 2003-04-29 | 2005-04-10 | Бенеманская Галина Вадимовна | Устройство для получения фотоэлектронной эмиссии в вакуум |
| RU2454750C2 (ru) * | 2010-08-02 | 2012-06-27 | Учреждение Российской академии наук Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН | Фотокатод |
| CN102087937A (zh) * | 2011-01-07 | 2011-06-08 | 南京理工大学 | 指数掺杂GaN紫外光电阴极材料结构及其制备方法 |
| CN105428183B (zh) * | 2015-11-17 | 2017-08-04 | 南京理工大学 | 一种反射式NEA GaN纳米线阵列光电阴极及制备方法 |
| WO2018222528A1 (en) | 2017-05-30 | 2018-12-06 | Carrier Corporation | Semiconductor film and phototube light detector |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL147572B (nl) * | 1964-12-02 | 1975-10-15 | Philips Nv | Elektrische ontladingsbuis met een fotokathode. |
| US3644770A (en) * | 1968-01-18 | 1972-02-22 | Varian Associates | Photoemitter having a p-type semiconductive substrate overlaid with cesium and n-type cesium oxide layers |
| US3631303A (en) * | 1970-01-19 | 1971-12-28 | Varian Associates | Iii-v cathodes having a built-in gradient of potential energy for increasing the emission efficiency |
| FR2217805A1 (en) * | 1973-02-13 | 1974-09-06 | Labo Electronique Physique | Semiconductor photocathode for near-infrared radiation - comprising transparent gallium-aluminium arsenide layer and electron-emitting gallium-indium arsenide layer |
| US4352117A (en) * | 1980-06-02 | 1982-09-28 | International Business Machines Corporation | Electron source |
| FR2507386A1 (fr) * | 1981-06-03 | 1982-12-10 | Labo Electronique Physique | Dispositif semi-conducteur, emetteur d'electrons, dont la couche active possede un gradient de dopage |
| US5047821A (en) * | 1990-03-15 | 1991-09-10 | Intevac, Inc. | Transferred electron III-V semiconductor photocathode |
| JPH0750587B2 (ja) * | 1991-02-25 | 1995-05-31 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体光電子放出体 |
| JPH06223709A (ja) * | 1993-01-25 | 1994-08-12 | Katsumi Kishino | 偏極電子線発生素子 |
-
1997
- 1997-09-24 JP JP25883797A patent/JPH1196896A/ja active Pending
-
1998
- 1998-09-11 EP EP98941849A patent/EP1024513B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-11 AU AU90029/98A patent/AU9002998A/en not_active Abandoned
- 1998-09-11 DE DE69807103T patent/DE69807103T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-11 WO PCT/JP1998/004119 patent/WO1999016098A1/ja active IP Right Grant
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006302843A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Hamamatsu Photonics Kk | 光電面及びそれを備える電子管 |
| KR20150136133A (ko) * | 2013-04-01 | 2015-12-04 | 케이엘에이-텐코 코포레이션 | 광전 증배관, 이미지 센서, 및 pmt 또는 이미지 센서를 사용하는 검사 시스템 |
| JP2016518683A (ja) * | 2013-04-01 | 2016-06-23 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | 光電子増倍管（ｐｍｔ）、イメージセンサ、及びｐｍｔ又はイメージセンサを用いた検査システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1999016098A1 (fr) | 1999-04-01 |
| EP1024513B1 (en) | 2002-08-07 |
| EP1024513A4 (en) | 2000-09-20 |
| EP1024513A1 (en) | 2000-08-02 |
| DE69807103D1 (de) | 2002-09-12 |
| AU9002998A (en) | 1999-04-12 |
| DE69807103T2 (de) | 2003-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1204150A1 (en) | Light-emitting semiconductor devices including wafer bonded heterostructures | |
| US20210288216A1 (en) | Semiconductor light-emitting element | |
| US4498225A (en) | Method of forming variable sensitivity transmission mode negative electron affinity photocathode | |
| TW518774B (en) | Light emitting device | |
| JP2007165478A (ja) | 光電面及び光検出器 | |
| JPH1196896A (ja) | 半導体光電面 | |
| EP0411612B1 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
| EP3614444B1 (en) | Multi-junction laminated laser photovoltaic cell and manufacturing method thereof | |
| EP0592731A1 (en) | Semiconductor photo-electron-emitting device | |
| JPH0896705A (ja) | 半導体光電陰極及び光電管 | |
| CN207441648U (zh) | 一种光电阴极 | |
| EP0287067B1 (en) | Electron emission device | |
| US5982093A (en) | Photocathode and electron tube having enhanced absorption edge characteristics | |
| JP6474618B2 (ja) | 光電変換素子 | |
| US5898190A (en) | P-type electrode structure and a semiconductor light emitting element using the same structure | |
| CN107895681A (zh) | 一种光电阴极及其制备方法 | |
| US7592747B1 (en) | Piezoelectrically enhanced photocathode | |
| CN112151639B (zh) | 一种适用于紫外光探测的氮化物共振隧穿二极管结构 | |
| CN110416055B (zh) | 具有原子级厚超薄发射层的GaN反射式光电阴极 | |
| JP3878747B2 (ja) | 半導体光電陰極 | |
| JP3806515B2 (ja) | 半導体光電陰極 | |
| JP3429671B2 (ja) | 光電陰極及び電子管 | |
| Sahai et al. | Double-heterojunction photocathode devices | |
| JPH0955522A (ja) | トンネルダイオード | |
| US11657997B2 (en) | Electron-emitting element |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040915 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061003 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061204 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070109 |