JPS5895877A - 半導体光電変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に赤外より遠赤外の領域でその特徴を発揮
する。高感度で高速な半導体光電変換装置に関する。

従来、熱電対、光導電セルを用いた赤外線。

遠赤外の検出器はあるが、これらは全て感度が悪く、動
作速度が遅い等の欠点を有している。

することにある。

以下２図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図（イ）、（ロ）は本発明の半導体光電変換装置に
用いる半導体装置の一例の断面図である。

１はＳｊのｎ＋基板、２はｎ型の高抵抗層（ν層あるい
は真性半導体のｉ層でも良い）、３はゲ状になっている
Ｐ＋層である。３の１層は網目状。

線状など任意の形状で良い。４は２と同じくｎ蔽の高抵
抗層で不純物密度は２と同じでも良い。

５はｎ型の高不純物密度のｎ＋層、６はソース電チャン
ネルに照射するように、ソース全面を塞がないように設
ける。

チャンネルとなるべき領域２，４には、赤外光や遠赤外
光に励起される不純物原子をドーピングしておく。図中
の斜線領域９はその領域を示す。この赤外光や遠赤外光
に励起される不純物原子のドーピング領域は、検出しよ
うとする波長領域によって選び、ドーピングする領域は
赤外光や遠赤外の侵入深さ程度で良い。場合によっては
チャンネルの全領域にドーピングしても良い。このよう
な不純物原子として、　ＧｅではＡｕ＋　Ｈｇ、　Ｚｎ
等が、ＳｉではＡｕ等が良い。

本発明は、特にチャンネル中に赤外光や遠赤ことを特徴
としている。

第１図ピ）の半導体装置は１例えば２．４の高抵抗層は
エピタキシャル成長法によって、又ゲートのＰ＋領域は
選択拡散１選択イオン注入法によって形成される。領域
９は５のｎ１領域を拡散によって形成後、適当な原子を
真空蒸着あるいは直流スパッタのような方法でつけた稜
に熱処理をして所望の深さまで拡散させることによって
形成する。６，７．８の各電極はＡＱを真空蒸着した後
に１選択エツチングをして形成する。

第１図ピ）の半導体装置を保護するために、赤外光、遠
赤外光の照射の為に支障にならな（・薄さで保饅膜なつ
けることは差しつかえない。又ソースの電極はＡｌｌの
ような金属電極でなく、透明電極でも良い。

高抵抗層２．４の不純物密度は１０”Ｃｍ−’以下、Ｐ
”のゲート領域３の不純物密度はＩ　０１８ｃｍ−’以
上　、＋領域１．５の不純物密度は１０　”ｃｍ−’以
上が好ましい。

これは静電誘導型トランジスタとなる条件であの電界効
果トランジスタとなる。

本発明は、静電誘導型トランジスタが良いが通常の電界
効果トランジスタにも有効である。

第１図（ロ）は本発明の別の実施例で、第１図ピ）と同
様に埋込み型のゲート構造を有する半導体光電変換装置
を示す。

図中２は高抵抗のｎ一層（ν層あるいは真性半導体のｉ
層でもよい）、３はチャンネルを塞がない形状にされた
高不純物密度なＰ＋層でストライプ状あるいは網目状の
構造の領域、４は２と同じ高抵抗のれ一層である。チャ
ンネル２，４の一部は遠赤外光、赤外光ｈνに励起され
る不純物原子が添加されている。図中のチャンネルの斜
線部９がその領域で、チャンネルの全領域である必要は
ない。１．５はそれぞれドレイン、ソースとなるべき高
不純物密度の１層である。８゜ｉ、７はそれぞれドレイ
ン電極、ソース電極。

ゲート領域である。赤外光あるいは遠赤外光は図に示す
ようにドレインより照射される。

換装置の動作を示す実施例である。

第２図ピ）は、ゲート、ソース間にバイアス電源がない
７０−テインググートとした場合である。

Ｑ、は本発明の半導体装置、■０．はドレイン１ンース
電圧源、　Ｒ１は負荷抵抗である。Ｑ、にはｈＩＪとい
う赤外光あるいは遠赤外光が照射されている。Ｉ−Ｖ特
性は図示したように光量が００ときに電流が流れず、光
量がｇ＋、　ｇ２．　ｇｓ、　ｇａ　　と増すとドレイ
ン電流が流れ、負荷抵抗にＶｏｕｔという光に対応した
出力電圧が生じる。この動作は赤外、遠赤外光に励起さ
れ、電子・正孔対が生じ。

正孔はゲートのＰ＋領域に集まり正に一帯電し、ゲート
−ソース間に順方向電圧が生じ、ソース・ドレイン間電
流が流れることによっている。

第２図（ロ）、（ハ）はそれぞれ、ゲート・ｉソースト
抵抗で０から任意の抵抗値を選定するために設けられて
いる。

第２図（ロ）のゲート・ソース電圧が順方向の場合には
、ゲート近傍のチャンネルに照射された赤外・遠赤外光
ｂνによって励起された電子・正孔対がゲート・ソース
間に流れることによって。

チャンネル中の最も電子に対して電位障壁の高い真性ゲ
ート点の電位が低下して、ソース領域よりドレイン領域
へ電子が急激に流れる。光量が０からｇ〜ｇへと増大す
ることによってドレ４ イン電流は増して、赤外光あるいは遠赤外光に対しての
増幅が行なわれる。このときにゲート抵抗へを変化させ
ることに上って感度の調節をすることができる。

第２図（ハ）は、ゲート・カソードを逆方向ノくイアス
にしだ本発−の赤外、遠赤外光の半導体光電変換装置で
ある。

ゲートバイアスを深く、ドレイン電流が流れないように
しておいて、赤外光あるいは遠赤外起された電子・正孔
対のうち、正孔は直ちにゲート電極へ弓ｊき寄せられて
ゲート電流が流れ。

そのゲート電流によってゲート抵抗職に生ずる電圧降下
はゲート・ソニス間の電圧を正方向に振り込むことによ
って急激にドレイン電流は増大して、赤外光ないしは遠
赤外光に対して増幅をする。Ｉ−Ｖ特性は光量がＯより
ｇ’＝ｇまで増大するときの様子を示している。ドレイ
ン電圧を■。’＋　ｖＯ”＋　ＶＤ’と変化させること
Ｋよって、光感度特性を変化させることも可能である。

静電誘導トランジスタでは、ゲートからチャンネルへ空
乏層ができ、その空乏層の生じさせ方によって、ノーマ
リオフ、ノーマリオン型の■−Ｖ特性を得ることができ
る。これはゲートの間隔、ゲートの厚さ、チャンネルの
不純物密度を制御することによって所望のＩ−■特性を
実現できる。第２図れ）乃至（ハ）の動作特性は本発明
の赤外あるいは遠赤外光の半導体光電変換装置の使用目
的に応じ℃２選定できる。

るのは勿論である。

第３図（イ）、（Ｉ：Ｉ）は更に本発明の別の実施例で
ある。

ゲート・ソース間の浮遊容量を減少させるためにゲート
をソースと同一平面上に設置した平面ゲート構造の赤外
−遠赤外光の光電変換半導体装置である。２０はドレイ
ンのｎ＋の基板、２１は高抵抗なｎ一層（ν層あるいは
真性半導体１層でも良い）、２３はソースとなるべき高
不純物密度のれ＋層、２２はチャンネルの２１を塞がな
い形状として線状あるいは網目状の構造を有している高
不純物密度のＰ＋層アゲート領域　２４．２５．２６は
それぞれゲート２．ソース、ドレイン電極である。

２７は本発明の赤外光あるいは遠赤外光ｈνによって励
起される不純物原子を添加した領域であって、赤外光な
いしは遠赤外光ｈνの照射される領域に形成されている
。

第３図（ロ）は第３図ピ）の上面図で、ゲート、ソス電
極がくしの歯状のストライブ構造を有している。３０は
ゲート電極２４のボンディング領域（パッド）、３２は
ソース電極２５のポンディング領域（パッド）である。

第４図は本発明の別の実施例である。

赤外光・遠赤外光に照射されるチャンネルの受光面積を
増化させる為に、ゲート電極２５．ゲートのＰ＋領域２
２をソースより下部に堀下げた形状にした。堀込ゲート
構造を有している。堀込ゲート構造は、化学エツチング
、プラズマエツチング等の方法により容易に形成できる
。

第１図、第３図の実施例よりもゲート・ソース間の浮遊
容量は減少する。

第５図は２本発明の更に別の実施例で、第４図の半導体
装置よりもゲート・ドレイン間の浮遊容量を減少させた
もので、ドレイン領域まで切り込みをし、絶縁物３３を
設け、その上面にゲート電極２５を設けたものである。

この実施例のものは、ゲート・ソース間及びゲート・ド
レイン間の浮遊容量が小さく、チャ□ネルへの赤外光な
いしは遠赤外光の受光面積が増すので、より高速、高感
度な、赤外光ないしは遠赤外光の半導体光電変換装置と
なる。

静電誘導サイリスタは、従来のｐ−ｎ−ｐ”’ｎ構造の
サイリスタではできなかった。ゲート電圧による高速な
オン拳オフができるので２本発明の半導体光電変換装置
に用いることができる。

第６図（イ）乃至に）は静電誘導サイリスタ（以下ＳＩ
サイリスタと称す）を半導体光電変換装置の半導体装置
とした実施例である。

第６図ピ）は埋込みゲート構造の８１サイリスタで、第
１図（−ｒ）の静電誘導トランジスタのドレイン領域を
７ノード領域のｐ＋領領域したものである。

−４０は７ノード領域となるべきＰ型の高不純物密度領
域、４５はカソードのｎ型の高不純物密度領域、４１は
チャンネルの高抵抗なｎ一層ないしは真性半導体領域、
４３はゲートのｐ型窩不純物密度領域、４２はチャンネ
ル中に設けた遠赤外、赤外光ｈｖに励起される不純物原
子の添加された領はカンード電極である。ゲートのｐ＋
領領域不純物密度、ゲートの幅と厚さ、ゲート間隔を変
化させることによってノーマリオン、ノーマリオフ両方
のアノード電流−電圧特性をもつ静電誘導サイリスタを
製作できる。順方向の阻止電圧は、ゲートの形状とチャ
ンネル層の厚さと不純物密度で決まる。導通時にはｐ”
−ｎ−（ｔｌ　−ｎ＋ダイオードとして動作するので、
７ノード領域とカンード領域の不純物密度は、注入効率
を高めるために高いことが望ましい。ゲート抵抗を小さ
くすれば主電流の遮断能力は増し、スイッチング速度が
早くなるしまたブレークオーバしにくくなるので、ゲー
ト領域の不純物密度は高い１１’と良い。ゲート、７７
−ド、カソード各領域の不純物密度はおおよそＩ　Ｘ　
１０”ｃｍ−’以上、チャンネルの不純物密度は約Ｉ　
Ｘ　１０　”ｃｍ−’以下とする。順方向の阻止電圧は
Ｓｔの高抵抗ｎ−基板で厚さがおおよそ３００μｍのも
のをチャンネルとすれば、約６００ｖとなる。

一〇の７７−ド領域としてＰ＋基板を用いその上に気相
成長でｎ一層を形成しても良いし、ｎ−の高抵抗基板に
Ｐ型不純物のポロンによる拡散で。

ゲート、７）−ド各領域を形成しても良い。

第６図（＋＝）は平面ゲート構造、第６図（ハ）、に）
は切込ゲート構造の静電誘導サイリスタである。

１０）乃至に）はげ）よりもゲート・カソード間及びゲ
ート・アノード間の浮遊容量が減少し、スイッチング速
度が早くなるという利点を有する。に）において４９は
絶縁物で例えばｓ＜、　ｓｔ、Ｎ４膜でＣＶＤ法により
形成される。

第７図（イ）乃至に）は第６図に示された静電誘導サイ
リスタの動作を示す実施例である。

第７図げ）はノーマリオフ型の静電誘導サイリス、りＱ
、。を用いてゲートはフローティングにし、７ノード・
カソード間電圧ＹＡＫと負荷抵抗Ｒコを接続に電流が流
れ、出力Ｖｏｕｔが生じる。これで充電変換が行なわれ
る。

第７図（ロ）は第７図ビ）の動作のときのＩ−Ｖ特性を
示す−ｖＡＫ−ＯｖでｖＡ□まで順方向阻止されている
状態のときに光量なｇ、〜ｇ４まで増加させると、アノ
ード電流は増加する。赤外光ないしは遠赤外光が照射さ
れなくなると、父兄の阻止状態へ移行する。

第７図（→はノーマリオン型の静電誘導サイリスタＱｕ
でゲート・カンード電圧を逆バイアスにしてｖＡＫ、ま
でアノード電圧を阻止しておき、赤外ないしは遠赤外光
量を０からｇ、〜ｇ６まで増したときのＩ−Ｖ特性であ
る。電圧を負にして順方向阻止電圧を高くしておく。ｈ
νというエネルギをもった赤外ないしは遠赤外光がチャ
ンネルへ照射されたときに、ゲート・カソード間に電流
が流れｌに電圧降下が生じ、ゲート自力ソード間電圧が
小さくなることにより、Ｑｌ、のアノード・カッ−１間
電流が流れて出力電圧Ｖｏｕｔが生じ、光電変換が行な
われる。赤外光ないしは遠赤外光が照射されなくなると
、　％の電圧降下はだんだん少なっていって元の逆方向
電圧Ｖ６にに第８図（イ）は本発明の別の実施例である
。

窓部５２を有するキャップ５１とステム５ｏよりなる外
囲器に１本発明の半導体光電変換装置５３を組み込んで
いる。５５はゲートのピン、５６はソースないしはカソ
ードのピンで、ステム５０がドレインないしは７ノード
となる。５５．５６はそれぞれステム５０とは絶縁され
ていて、半導体光電変換装置のゲート電極とソース電極
は金線あるいはアルミニウム線５４でゲートのピン５５
．ソースのピン５６と接続されている。窓部はガラス、
石英ガラス、透明な樹脂、サファイア等を用い。

入射光によって選択されるものである。窓部は第８図（
ロ）のように、レンズ構造としても良い。

群はレンズ状の窓材で２図示するよう入射するシ１１り
赤外ないしは遠赤外光を本発明の半導体光電変換装置の
動作層に集光させる働きをしている。

外囲器は、上述のような金属製のものでなくても、窓部
な有していれば、樹脂封じ等１通常のフォトダイオード
、フオトトランンスタ等に本発明の別の実施例を第９図
に示す。第９図（イ）は本発明の半導体装置を赤外ない
しは遠赤外光蓄積セルとする場合の原理図で、静電誘導
トランジスタのゲートにコンデンサを接続したものであ
る。ここの半導体装置は第１図乃至第８図に説明してき
た半導体装置が使える。赤外ないしは遠赤外光が照射さ
れてチャンネル中に生成したキャリアがゲート近傍に集
まり、静電容量を充電することによって、赤外ないしは
遠赤外光信号の蓄積がされる。第１４図（ロ）は実施例
である。たとえばＳ！のれ＋基板６０上に高抵抗なｎ−
ζ真性半導体でも良い）層６１を気相成長法により形成
し＋　５ｒ０２膜により選択拡散、を行なって、高不純
物密度のｐ＋領領域ゲート６３．及び高不純物密度のソ
ースとなるべき領域６２を形成する。チャンネルのｎ一
層の一部ないし全域は、赤外ないしは遠赤外によって励
起される不純物原子を添加した領域６９とする。６５は
ゲート上のコンデンサを形成する物質で５１０２＋　５
ｊ３Ｎ４等の誘電体であり。

４６′はＡＩ等の金属電極である。６７、６８はそれぞ
れソース、及びドレインの金属電極である。６７゜６８
は第１４図（（）のようにドレイン、ソースとしても良
い。６４は表面保護膜としてのＳ　ｉ０２膜である。

第９図（ハ）はコンデンサを接続したゲート６３とコン
デンサを接続しないゲート（以下、）ρ−ティングゲー
トと呼ぶ）７０を有する実施例である。

６３、７０は同一の拡散工程で形成することができる。

フローティングゲートは、金属配線をして適当なバイア
スを加えてもよいし、ソースと同電位にしてもよい。以
上はソース、又はドレインをｎ＋基板とした場合である
が２次に沖基板を用いての実施例を第９図に）、（ホ）
に示す。第９図に）において、　７１はポロンドープの
ｌＸｌ０”♂程度のＰ基板にｒ　Ａｓ拡散でドレイン領
域７２を形成する。その上に高抵抗なｎ７　（真性半導
体層でもよい）層６叉を気相成長法により形成する。埋
込みドレイン領域７２を表面に配線するために　、＋層
７３を選択拡散法によって形成する６以下第９図（ロ）
と同一工程によってゲート、ソースは形成できる。

ドレイン電極６８．ゲート電極６６、ソース電極６７、
基板電極７４はＡＲによって形成する。

第９図（ホ）は第９図に）′の実施例の１つのセルをて
チャンネルのｎ一層の一部を赤外ないしは遠赤外光によ
って励起される不純物原子を添加した領域６２を設けて
いるために、赤外ないしは遠赤外光信号をゲート領域の
コンデンサに蓄積することができる。ソースとドレイン
は実施例に述べたものと逆にしても良いことは勿論であ
る。

第１Ｏ図げ）乃至に）は本発明の別の実施例で、第１０
図ピ）はソースに赤外な（・しは遠赤外光信号を蓄積す
るコンデンサ、第１０図（ロ）はドレインに赤外ないし
は遠赤外光信号を蓄積するコンデンサを接続したもので
ある。

実施例の符号は第９図と対応している。第９図（ハ）は
ｎ＋のソース領域６２にコンデンサを接続したもので声
・為ｊまシリコン多結晶、７６は酸化膜。

ンサが形成されている。ゲートのＰ＋層６２には金属電
極６６を形成している。

第１０図に）はＰ基板上に第１０図（、＝ｌに示すドレ
インに接続されるコンデンサを設けた一実施例である。

７７はシリコン多結晶、７６は酸化膜、６８はドレイン
電極であり、　？５．７６、６８によりフンプリコンの
酸化膜に限らず８５　Ｎ４膜ＩＡＩ、０３膜等でも良い
。

本発明の別の実施例を第１１図れ）乃至に）に示す。

第１６図ビ）は静電誘導トランジスタのゲートにコンデ
ンサ、と抵抗を並列に接続したもの、第１１図＋＋−１
は同じくゲートにコンデンサと抵抗を直列に接続したも
ので、それぞれ赤外ないしは遠赤外光信号を、コンデン
サと抵抗の時定数で決まる時間だけ蓄積しようとするも
のである。

第１哩図（ハ）はゲートにコンデンサと抵抗を並列７７
は例えばボロンをｌ゛−ブしたシリコン多結晶による抵
抗、７８は８１０２等の誘電体薄膜で、６６は金属電極
である。７７、７８．６６によりコンデンサと抵抗がゲ
ート領域６２に接続される。

第１１図に）は第１１図（−１に対応する本発明の別の
実施例で、　８０はボロンドープされたシリコン多結晶
で抵抗として働き、８１はＳ　ｉ０２等の誘電体薄膜、
６６は金属電極である。８０．８１．６６によりゲート
領域６２に直列に接続される抵抗とコンデンサが形成さ
れる。

抵抗とコンデンサは上記のものに限らず、リンドープの
多結晶、ｐ−ｎ接合、　５ｉ５Ｎ４膜＋　Ａｌ２Ｏ２膜
等によっても形成できる。

第１２図は本発明の別の実施例で、ゲートをフローティ
ングし・たものである。第１２図イ）は第９図（ロ）の
実施例において、ゲートに金属配線等をしていないもの
である。第１２図（ロ）は第９図に）の実施例において
ゲートに金属配線等をしていないものである。

電誘導トランジスタだけでなく、静電誘導サイリスタも
用いることができる。

第１３図は本発明の別の実施例で、ゲートをＰ＋層では
なくショットキーパ）アとしたものである。９０はＳｉ
のｎ＋基板、９１は高抵抗なｎ＋層（真性半導体でも良
い）、９３はソースとなるべき高不純物密度のｎ＋層、
９４は表面保護膜、９５はＰ　ｔ　＋　Ｍ。

のよりなＳｉに対してショットキーバリアを形成する金
属、　９６．９７はソース、ドレインの金属電極である
。ショットキーバリアゲートは平面ゲートの構造だ」す
でなく、第１図乃至第１２図で説明した実施例のＰ＋ゲ
ートのかわりに使うことができる。

第１４図は本発明の別の実施例である。第１３図（イ）
は第９図の実施例の本発明の光電変換装置の接続方法を
示す実施例である。Ｑ２０はゲートにコンデンサが接続
された本発明の半導体光電変換装置である。二次元に配
列された半導体光電変換装置のゲートをす、＋ｂ２＋・
・・、ソースをａｌ１８２・・・。

る。例えば第９図（ロ）の静電誘導トランジスタの場合
にはｎ＋基板をドレインあるいはソースとしソースとド
レインを逆にしたものの実施例である。

第１５図（イ）はソースにコンデンサ、第１５図（ロ）
はドレインにコンデンサを接続した本発明の半導体光電
変換装置の別の実施例である。Ｑ２（は第１０図に示し
た実施例の半導体装置である。

第１４図、第１５図共に半導体装置は第２図乃至第６図
に示された素子を使用することができる。

二次元の配線には、絶縁物を介した二層配線。

片方の電極はポリシリコン、他方はＡｉによる金属配線
など、従来のランダムアクセスメモリセルなどで知られ
ている技術によって行なうことができる。

第１４図及び第１５図にはゲート、ソース、あるいはド
レインにコンデンサを接続した本発明のた半導体光電変
換装置、あるいは第９図乃至第１１図に示されたものを
組み合せてひとつのセルとしても良い。

第１４図及び第１５図の実施例においては、ｈｖという
エネルギを有する赤外ないしは遠赤外光が照射されると
、二次元に配置されたセルによって、赤外ないしは遠赤
外光光電変換が行なわれることになる。この半導体光電
変換装置はセルが１個の静電誘導トランジスタで構成さ
れていることと、光増幅率が大きいので、ダイオードと
ＣＣＤ、あるいはダイオードとＭＯＳ）ランジスタによ
る光センサに比較して赤外、遠赤外光への感度が良く、
構造が簡単であるという非常に優れた特徴を有する。

以上に述べた実施例のうち、ゲートをフローティングに
すると光照射によってチャンネル中に生じた少数キャリ
アは逆導電型のゲート領域に蓄積されている。ゲート領
域を浮遊構造にしておくと、蓄積した電荷はリーク抵抗
を介して一−−積した電荷を積極的に逃がすには、ゲー
ト領域とソース領域との間に導電路を接続すればよい。

抵抗を接続した場合は、ゲート領域の容量と抵抗との値
によって応答速度が決まる。この抵抗は同一半導体チッ
プ内に拡散等によって形成することができる。

導電路としてスイッチ手段を接続すると、スイッチング
の断続周波数で応答速度が決まる。

この場合、スイッチ手段がオフの期間は電荷が蓄積し続
けるので、応答速度が遅くても感度を上げたい場合は、
スイッチ手段のオフの期間を長くすればよい。スイッチ
手段をトランジスタ等で形成し、同一半導体チップに集
積化してもよいし、メカニカルチョッパ等で形成し外付
けしてもよい。

実施例では、チャンネルは高抵抗なｎ−領域として、ｎ
チャンネルのものを説明してきたが。

ｐチャンネルにしても良いことは勿論である。

受光部の構造は、上記実施例の構造に限らなン側でもソ
ース側でも、それ以−外の場所でも構わない。動作状態
において活性領域に十分光を導入できればよい。

上記実施例のように、受光面側に電極が配置される時の
電極構造も１図示の如きものに限らない。電極をストラ
イプあるいはメツシュ形状にしてもよいし、受光面全面
に透明電極を設けてもよい。

半導体材料はＳｉＫ限らず＋　Ｇｅ　ｒ　Ｐｂ１−ｘ　
％Ｔｅ　＋Ｐｂ、−ｘＳｎｘＳ、　Ｐｂ、−ｘＳｌｌｘ
Ｓｅ、　Ｈｇ１−、Ｃ％Ｔｔｈ　ＩｎＳｂ　、　ＧａＡ
ｓ等のｍ−ｖ化合物半導体、ないしその混晶であるＧａ
ｘ　Ａｆｆ＋−ｘ　Ａｓ等を用いることができる。

素子の製造方法としては、拡散のかわりにイオン注入法
、絶縁膜を作るため、１７１１　ＣＶ　Ｄ法、プラズマ
エツチング法、陽極酸化法、スパッタ法による膜形酸等
２用知の半導体製造方法を使うことができる。ｒ 本発明の特に赤外光ないしは遠赤外光な検品゛する半導
体光電変換装置は、従来のバイポーラにランジスタ、フ
ォトトランジスタにはな〜・。

次のような優れた点を有している。即ち。

（１）　　高感度である。

（２）　　ゲート領域が高不純密度なｐ＋　＜あるいは
ｎ＋）層であるために、ゲート抵抗が小さく高速である
。更にゲートに接続される外部のゲート抵等の利点を有
していることにより、従来、高速。

高、感度な三端子装置のなか１″ｒ−赤外・遠赤外光の
半導体光電変換装置であり、工業的価値の高いものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）、（ロ）は本発明の光検出素子の断面図，
第２図（イ）乃至（ハ）は本発明の半導体光電変換装置
の動作を示す実施例及び赤外ないしは遠赤外光が照射さ
れたときの電流、電圧特性、第３図乃至第５図は本発明
の別の実施例の断面図、第６図げ）乃至に）は本発明の
光検出素子のうち静電誘、−サイリスタの断面図、第７
図（イ）乃至に）は第６．−： 図の実施例の半導体光電変換装置の動作を示す実施例、
及び赤外ないしは遠赤外光が照射されたときの電流、電
圧特性、第８図は本発明の半導体光電変換素子の外囲器
に赤外光ないしは遠赤外光を照射させた実施例、第９図
ピ）乃至（ホ）はゲートにコンデンサを接続した本発明
の実施例の断面図、第１０図げ）乃至に）はドレインあ
るいはソースにコシデンサを接続した本発明の実施例の
断面図、第１１図ピ）乃至に）はゲートに抵抗とコンデ
ンサを接続した実施例の断面図、第１２図（イ）及び（
ロ）はゲートを７０−ティングにした実施例の断面図、
第１３図はゲートをショットキーバリアとした実施例の
断面図、第１４図及び第１５図は第９図及び第１０図に
示される本発明の半導体光電変換装置の構成を示す実施
例である。 ５　、２３．６２．９３・・・ソース領域、　　３．２
２．４３゜６３、７０−＝ゲート領域、　　１　、２０
．６０．７２．７３．９０・・・トンイン領域、　　２
．　４．２１．４１．６１．９１・・・高抵抗なｎ−な
いしは真性半導体領域、　　９．２７．４２゜において
赤外ないしは遠赤外光によって励起される不純物原子の
添加された領域、　　６．２４．３０゜６７、９６・・
・ソース電極、　　８　、２６．６８．９７・・・ドレ
イン電極、　　７．２５．３１．４６．６６、９５・・
・ゲート電極。 ４５・・・カソード領域、４０・・・７ノード領Ｈ，４
８・・７ノード電極、４７・・・カソード電極、　６５
．７６、７８゜８１・・・絶縁膜、　７５．７７、８０
・・・Ｓ１多結晶（イ　　　）　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　。 （ロ　　） ＃７図 （イ　　　） 悄ｚｒ′ （ニ） 第６ｒ／ （イ　　） （ロ） 第７（） （八） （ニ） （イ　　）　　　　　　　　　　　　　　　（口　　）
（八） （ニ）　− Ｃボ） （（）＜　　　　口　　　ン一 哨／θｒ・ Ｃノ（） Ｃ二） −／θ１１ （／＼） （イ　　　） 一’１２−＝ ｗＳ１２図 炉７３・コ （口　　） 第１４図 Ｃ口　　） ”／ｊ″Ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　一方の導電型の低不純物密度ないしは真性半
   導体のチャンネル領域と、チャンネルに接して設けられ
   る主電流を流すための２つの主電極と、前記チャンネル
   領域に主電流通路をのエネルギに相当する光の波長より
   も長い光によって励起される不純物準位を形成する原子
   を添加し、前記チャンネル領域の一部を光を受けられる
   ようにし、前記チャンネル領域内のゲート近傍の空乏層
   が、前記チャンネルに入射する光の光量及び前記２つの
   主電極及びゲートの少くとも１つに印加する電圧によっ
   て制御されることを特徴とする半導体光電変換装置。 ｌす１　りりの菅緬の小〈と本１つにコンデンサも。 電電変換装置。 び抵抗を有することを特徴とする前記特許請求の範囲第
   １項記載の半導体光電変換装置。