JPS5937592B2 - 光導電素子 - Google Patents
光導電素子Info
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- JPS5937592B2 JPS5937592B2 JP50107692A JP10769275A JPS5937592B2 JP S5937592 B2 JPS5937592 B2 JP S5937592B2 JP 50107692 A JP50107692 A JP 50107692A JP 10769275 A JP10769275 A JP 10769275A JP S5937592 B2 JPS5937592 B2 JP S5937592B2
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Landscapes
- Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、とりわけ撮像管ターゲットに適する光導電素
子の改良に関するものである。
子の改良に関するものである。
従来、撮像管ターゲットの光導電素子としては、Ｒｂ２
Ｓ３、ＰｂＯ、Ｓｉが広く用いられている。
Ｓ３、ＰｂＯ、Ｓｉが広く用いられている。
Ｓｂ２Ｓ３は、電流注入形の光導電素子で、暗電流、焼
付けが多く、光応答速度が遅いといラ欠点がめる。Ｐｂ
Ｏ、Ｓｉは電流阻止形の光導電素子で、注入形に比べ、
暗電流、焼付けが／おなく、光応答速度が速いといラ利
点がある。
付けが多く、光応答速度が遅いといラ欠点がめる。Ｐｂ
Ｏ、Ｓｉは電流阻止形の光導電素子で、注入形に比べ、
暗電流、焼付けが／おなく、光応答速度が速いといラ利
点がある。
反面、感度において。ＰｂＯは赤色感度が、Ｓｉは青色
感度が低いといラ欠点があり、カラー用撮像管ターゲッ
トの光導電素子としては不十分である。また、ＰｂＯは
製造工程が複雑でめり、Ｓｉは単結晶を用いているため
キズが発生しやすく、アレイ状にｐｎ接合を形成してい
るため、解像度が悪くなるといラ欠点もある。本出願人
は、先に、特願昭４８−８８０２５号、同４８−１０４
３６０号、同４８−１０４３６１号において、特性のす
ぐれた二層構造からなる光導電素子を提供した。
感度が低いといラ欠点があり、カラー用撮像管ターゲッ
トの光導電素子としては不十分である。また、ＰｂＯは
製造工程が複雑でめり、Ｓｉは単結晶を用いているため
キズが発生しやすく、アレイ状にｐｎ接合を形成してい
るため、解像度が悪くなるといラ欠点もある。本出願人
は、先に、特願昭４８−８８０２５号、同４８−１０４
３６０号、同４８−１０４３６１号において、特性のす
ぐれた二層構造からなる光導電素子を提供した。
しかし、これは暗電流がやや多いといラ問題があつた。
本発明は、上記問題点を除去し、青色から赤色まで可視
光全域に高い感度を有するとともに、暗電流が′おなく
、光応答速度が速く、製造工程が簡単な光導電素子を提
供することを目的とする。
本発明は、上記問題点を除去し、青色から赤色まで可視
光全域に高い感度を有するとともに、暗電流が′おなく
、光応答速度が速く、製造工程が簡単な光導電素子を提
供することを目的とする。
本発明は、異種接合を用いて電流阻止形の光導電素子と
し、阻止形の特長である暗電流、焼付け、光応答速度特
性を良好にしている。しかし、異種接合でるるため、光
導電膜の界面付近は、熱膨脹係数、格子定数などの違い
により、欠陥が生じやすい。そして、この光導電膜の界
面付近は、光電流、暗電流とも、自由キャリヤーの発生
湯所であ一 り、界面付近の状態は光導電素子の特性に
大きな影響を与える。本発明は、この界面付害の状態を
良好にするため、第１層の界面付近の光導電膜の組成を
、他の部分に比較して、Ｃｄの含有量を多くし、Ｉｎの
含有量を小なくすることにより、暗電流を減少し、光応
答速度を速くしたものである。以下図面に従つて本発明
の光導電素子を説明する。第１図に示すように、ガラス
などの透光性基板１の上に、透明導電性膜２を形成し、
その上に、ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅおよび
これらの固溶体の群のラちから選ばれた一材料を第１層
３として形成し、その上に光導電膜（Ｚｎ，−ＸＣｄｘ
Ｔｅ），−ｘ（Ｉｎ２Ｔｅ３）ｙ（平均組成比０くＸく
１，０くｙく０．３）を第２層４として形成する。
し、阻止形の特長である暗電流、焼付け、光応答速度特
性を良好にしている。しかし、異種接合でるるため、光
導電膜の界面付近は、熱膨脹係数、格子定数などの違い
により、欠陥が生じやすい。そして、この光導電膜の界
面付近は、光電流、暗電流とも、自由キャリヤーの発生
湯所であ一 り、界面付近の状態は光導電素子の特性に
大きな影響を与える。本発明は、この界面付害の状態を
良好にするため、第１層の界面付近の光導電膜の組成を
、他の部分に比較して、Ｃｄの含有量を多くし、Ｉｎの
含有量を小なくすることにより、暗電流を減少し、光応
答速度を速くしたものである。以下図面に従つて本発明
の光導電素子を説明する。第１図に示すように、ガラス
などの透光性基板１の上に、透明導電性膜２を形成し、
その上に、ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅおよび
これらの固溶体の群のラちから選ばれた一材料を第１層
３として形成し、その上に光導電膜（Ｚｎ，−ＸＣｄｘ
Ｔｅ），−ｘ（Ｉｎ２Ｔｅ３）ｙ（平均組成比０くＸく
１，０くｙく０．３）を第２層４として形成する。
上記第１層は、感度の点から光導電膜第２層に透光性基
板を通つて入射してきた光を効率よく透過するものでな
ければならない。第１層膜のエネルギーギヤツプに相当
する吸収端波長は、青色感度の限界波長になるため、第
１層にはエネルギーギヤツブのできるだけ大きい材料を
用いるのが望ましい。しかし、一般にエネルギーギヤツ
プの大きい材料は、比抵抗が高く、光導電素子に電圧を
印加した場合、光導電膜に十分な電圧を印加することが
困難となる。従つて例えば、エネルギーギヤツプの大き
いＺｎＳを用いる場合、その比抵抗を下げるために、Ｚ
ｎＳｅあるいはＣｄＳあるいはＣｄＳｅを、吸収端波長
を余り大きくしない範囲で固溶させることが望ましい。
また、上記第２層の光導電膜は組成比が膜厚方向に変化
するごとく形成されるが、そのようにするには、ある値
に定められた（Ｚｎ，−ＸＣｄｘＴｅ），−ｙ（Ｉｎ，
Ｔｅ，）ｙを一つのるつぼに入れ、各元素の蒸気圧の違
いを利用して蒸着する方法か、またはある値に定められ
た、２種の（Ｚｎ，−ＸＣｄｘＴｅ）１−ァ（Ｉｎ２Ｔ
ｅ３）ｙを、別々のるつぼに入れ、」構造として蒸着す
る方法を用いればよい。
板を通つて入射してきた光を効率よく透過するものでな
ければならない。第１層膜のエネルギーギヤツプに相当
する吸収端波長は、青色感度の限界波長になるため、第
１層にはエネルギーギヤツブのできるだけ大きい材料を
用いるのが望ましい。しかし、一般にエネルギーギヤツ
プの大きい材料は、比抵抗が高く、光導電素子に電圧を
印加した場合、光導電膜に十分な電圧を印加することが
困難となる。従つて例えば、エネルギーギヤツプの大き
いＺｎＳを用いる場合、その比抵抗を下げるために、Ｚ
ｎＳｅあるいはＣｄＳあるいはＣｄＳｅを、吸収端波長
を余り大きくしない範囲で固溶させることが望ましい。
また、上記第２層の光導電膜は組成比が膜厚方向に変化
するごとく形成されるが、そのようにするには、ある値
に定められた（Ｚｎ，−ＸＣｄｘＴｅ），−ｙ（Ｉｎ，
Ｔｅ，）ｙを一つのるつぼに入れ、各元素の蒸気圧の違
いを利用して蒸着する方法か、またはある値に定められ
た、２種の（Ｚｎ，−ＸＣｄｘＴｅ）１−ァ（Ｉｎ２Ｔ
ｅ３）ｙを、別々のるつぼに入れ、」構造として蒸着す
る方法を用いればよい。
前者の方法では、蒸着源温度を初期に低温にしておくと
、蒸気圧の高いＣｄがまず蒸着され、蒸気圧の低いＩｎ
は、容易には蒸着されない。
、蒸気圧の高いＣｄがまず蒸着され、蒸気圧の低いＩｎ
は、容易には蒸着されない。
後期に蒸着源温度を高温にすると、蒸気圧の低い元素が
蒸着されるようになる。従つて、蒸着源温度を適当に制
御すれば、膜厚方向に、界面付近でＣｄの含有量が多く
、Ｉｎの含有量が少ない光導電膜が形成される。また、
後者の方法では、初期に蒸着する蒸着源材料の組成を、
Ｃｄの含有量を多く、Ｉｎの含有量を小なくしておけば
、前者の方法と同じ膜厚方向の組成の変化が得られる。
蒸着されるようになる。従つて、蒸着源温度を適当に制
御すれば、膜厚方向に、界面付近でＣｄの含有量が多く
、Ｉｎの含有量が少ない光導電膜が形成される。また、
後者の方法では、初期に蒸着する蒸着源材料の組成を、
Ｃｄの含有量を多く、Ｉｎの含有量を小なくしておけば
、前者の方法と同じ膜厚方向の組成の変化が得られる。
次に実験結果について述べる。
Ｃｄの含有量は膜厚方向で均一であると、暗電流が多く
なり、一方界面付近のＣｄの含有量を他の部分より多く
すると暗電流がルなくなる。
なり、一方界面付近のＣｄの含有量を他の部分より多く
すると暗電流がルなくなる。
また界面付近のＣｄの含有量の多い層が薄いほど、暗電
流は小なくなるが、焼付けの生じなくなる電圧が高くな
り、光応答速度も遅くなる傾向にあり、また赤感度も減
小するため、余り薄くすることは効果がなく、膜厚とし
ては０．５μｍ以上必要である。Ｉｎの含有量が、界面
付近に多いと暗電流が多くなり、耐電圧が低くなる傾向
にある。
流は小なくなるが、焼付けの生じなくなる電圧が高くな
り、光応答速度も遅くなる傾向にあり、また赤感度も減
小するため、余り薄くすることは効果がなく、膜厚とし
ては０．５μｍ以上必要である。Ｉｎの含有量が、界面
付近に多いと暗電流が多くなり、耐電圧が低くなる傾向
にある。
これらの現象の説明として、ＣｄＴｅは、エネルギーギ
ヤツブが小さいので、暗電流を増加させ、その膜厚が薄
い程、キヤリヤ一発生体積が減ルして暗電流は下がると
考えられる。
ヤツブが小さいので、暗電流を増加させ、その膜厚が薄
い程、キヤリヤ一発生体積が減ルして暗電流は下がると
考えられる。
また界面付近のＩｎは、第１層を通してのトンネル電流
の中継を形成し、暗電流を増加させると考えられる。次
に、本発明を実施例によつて説明する。実施例 １ ガラス基板上の透明導電性膜の上に、ＺｎＳｅ，を基板
温度２５０〜３００℃で０．１μｍの厚さに真空蒸着し
、その上に（ＺｎＯ．７ＣｄＯ．３Ｔｅ）０．９５（Ｉ
ｎ２Ｔｅ，）０．０５を１つのるつぼに入れ、基板温度
１５０〜２５０℃で蒸着源温度を最初７００℃にして、
１μｍ蒸着し、その後８００℃で２μｍ蒸着する。
の中継を形成し、暗電流を増加させると考えられる。次
に、本発明を実施例によつて説明する。実施例 １ ガラス基板上の透明導電性膜の上に、ＺｎＳｅ，を基板
温度２５０〜３００℃で０．１μｍの厚さに真空蒸着し
、その上に（ＺｎＯ．７ＣｄＯ．３Ｔｅ）０．９５（Ｉ
ｎ２Ｔｅ，）０．０５を１つのるつぼに入れ、基板温度
１５０〜２５０℃で蒸着源温度を最初７００℃にして、
１μｍ蒸着し、その後８００℃で２μｍ蒸着する。
しかる後、真空中で４５０〜６００℃で５〜３０分間、
熱処理を行なつて光導電素子を形成する。この実施例の
第２層の膜厚方向の組成分布の関係を第２図に示す。実
施例 ２ ガラス基板上の透明導電性膜の上に、ＺｎＯ．８ＣｄＯ
．２Ｓを基板温度１５０〜２００℃で０．１μｍ真空蒸
着し、その上にＺｎＯ．ｌＣｄＯ．，Ｔｅを基板温度１
５０〜２５０℃、蒸着源温度７００℃で０．８μｍ蒸着
し、次に、（ＺｎＯ．，５ＣｄＯ．Ｏ５Ｔｅ）。
熱処理を行なつて光導電素子を形成する。この実施例の
第２層の膜厚方向の組成分布の関係を第２図に示す。実
施例 ２ ガラス基板上の透明導電性膜の上に、ＺｎＯ．８ＣｄＯ
．２Ｓを基板温度１５０〜２００℃で０．１μｍ真空蒸
着し、その上にＺｎＯ．ｌＣｄＯ．，Ｔｅを基板温度１
５０〜２５０℃、蒸着源温度７００℃で０．８μｍ蒸着
し、次に、（ＺｎＯ．，５ＣｄＯ．Ｏ５Ｔｅ）。
．９９（Ｉｎ２Ｔｅ３）。．０１を基板温度１５０〜２
５０℃、蒸着源温度８００℃で２μｍ蒸着し、その後、
真空中で４５０〜６００℃で５〜３０分間熱処理を行な
つて光導電素子を形成する。この実施例の第２層の膜厚
方向の組成分布の関係を第３図に示す。実施例 ３ガラ
ス基板上の透明導電性膜の上に、（ＺｎＳΣ．９５（Ｃ
ｄＳｅ）。
５０℃、蒸着源温度８００℃で２μｍ蒸着し、その後、
真空中で４５０〜６００℃で５〜３０分間熱処理を行な
つて光導電素子を形成する。この実施例の第２層の膜厚
方向の組成分布の関係を第３図に示す。実施例 ３ガラ
ス基板上の透明導電性膜の上に、（ＺｎＳΣ．９５（Ｃ
ｄＳｅ）。
．０５を基板温度１５０〜２００℃で、０．１μｍ真空
蒸着し、その上に、（ＺｎＯ．４ＣｄＯ．６Ｔｅ）。．
９９（Ｉｎ２Ｔｅ３）。．。１を基板温度１５０〜２５
０℃、蒸着源温度７００℃で１．５μｍ蒸着し、次に（
ＺｎＯ．９ＣｄＯ．ｌＴｅ）０．９７（Ｉｎ２Ｔｅ３）
０．０３を基板温度１５０〜２５０℃、蒸着源温度８０
０℃で、１．５μｍ蒸着し、その後、真空中で４５０〜
６００℃で５〜３０分間熱処理を行なつて光導電素子と
形成する。
蒸着し、その上に、（ＺｎＯ．４ＣｄＯ．６Ｔｅ）。．
９９（Ｉｎ２Ｔｅ３）。．。１を基板温度１５０〜２５
０℃、蒸着源温度７００℃で１．５μｍ蒸着し、次に（
ＺｎＯ．９ＣｄＯ．ｌＴｅ）０．９７（Ｉｎ２Ｔｅ３）
０．０３を基板温度１５０〜２５０℃、蒸着源温度８０
０℃で、１．５μｍ蒸着し、その後、真空中で４５０〜
６００℃で５〜３０分間熱処理を行なつて光導電素子と
形成する。
この実施例の第２層の膜厚方向の組成分布の関係を第４
図に示す。第１表に、実施例１，２，３訃よび膜厚方向
に均一な組成分布をもつ光導電素子の４種類について特
性の比較を示す。
図に示す。第１表に、実施例１，２，３訃よび膜厚方向
に均一な組成分布をもつ光導電素子の４種類について特
性の比較を示す。
なお、膜厚方向の組成の分析は、イオンマイクロアナラ
イザー、または階段的化学エツチングによる放射化分析
により行なつた。
イザー、または階段的化学エツチングによる放射化分析
により行なつた。
表
第１表において、界面付近というのは、全膜厚に対し、
約３０％の層のことである。
約３０％の層のことである。
また、光応答速度は２×１０−９Ａ／Ｍｉｔの光電流が
光をしや断した時、５０ｍｓｅｃ後に何％に減少するか
ということを測定したものである。以上の実施例に示す
ように、界面付近のＣｄの含有量は、３０〜５０原子％
が最適で、３０原子％未満では暗電流が多くなり、また
、実施例２では、４５原子％の場合を示しているが、５
０原子％となつても特性に差はない、Ｃｄの含有量の多
い層は、第２層の膜厚の１０〜５０％が最適で、１０％
未満では、焼付けの生じない電圧が高くなり過ぎるし、
５０Ｃｆ１）を越えると、暗電流が増加するようになる
。
光をしや断した時、５０ｍｓｅｃ後に何％に減少するか
ということを測定したものである。以上の実施例に示す
ように、界面付近のＣｄの含有量は、３０〜５０原子％
が最適で、３０原子％未満では暗電流が多くなり、また
、実施例２では、４５原子％の場合を示しているが、５
０原子％となつても特性に差はない、Ｃｄの含有量の多
い層は、第２層の膜厚の１０〜５０％が最適で、１０％
未満では、焼付けの生じない電圧が高くなり過ぎるし、
５０Ｃｆ１）を越えると、暗電流が増加するようになる
。
界面付近のｎの含有量は、１原子％以下であることが望
ましく、それを越えると暗電流は増加するようになる。
ましく、それを越えると暗電流は増加するようになる。
界面以外の部分のＣｄの含有量は、５原子％以下である
ことが望ましく、５原子％を越えると暗電流が増カロす
る。
ことが望ましく、５原子％を越えると暗電流が増カロす
る。
また、ｎの含有量は１〜５原子％であることが望ましく
、１原子％未満、５原子％を越えると暗電流が増加する
ようになる。第１層に関して、実施例１ではＺｎＳｅ，
実施例２ではＺｎＯ．８ｃｄＯ．２ｓ，実施例３では（
ＺｎＳ）。．９５（ＣｄＳｅ）。．０５を用いたが、こ
れらの差は、暗電流、光応答速度に余り影響を与えない
が、青感度がＺｎＳｅの場合、やや悪くなる。なお、本
発明の光導電素子は、撮像管ターゲツトのみならず、露
出計、照度計、電子写真用にも利用することができる。
、１原子％未満、５原子％を越えると暗電流が増加する
ようになる。第１層に関して、実施例１ではＺｎＳｅ，
実施例２ではＺｎＯ．８ｃｄＯ．２ｓ，実施例３では（
ＺｎＳ）。．９５（ＣｄＳｅ）。．０５を用いたが、こ
れらの差は、暗電流、光応答速度に余り影響を与えない
が、青感度がＺｎＳｅの場合、やや悪くなる。なお、本
発明の光導電素子は、撮像管ターゲツトのみならず、露
出計、照度計、電子写真用にも利用することができる。
第１図は本発明の光導電素子の一例を示す断面２図ない
し第４図は第２層光導電膜の膜厚組成分布を示す図であ
る。 １・・・・透光性基板、３・・・・第１層、４・・・・
・・第２層。
し第４図は第２層光導電膜の膜厚組成分布を示す図であ
る。 １・・・・透光性基板、３・・・・第１層、４・・・・
・・第２層。
Claims (1)
- １ ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅおよびそれら
の固溶体からなる群の中から選ばれた一材料を第１層と
し、（Ｚｎ＿１＿−＿ｘＣｄ＿ｘＴｅ）＿１＿−＿ｙ（
Ｉｎ＿２Ｔｅ＿３）＿ｙを主成分とし、平均の組成比が
０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜０．３である光導電膜を第２層と
した異種接合構造からなり、前記第２層の光導電膜は第
１層との界面に近い部分のＣｄの含有量を他の部分のそ
れより多く、かつ第１層との界面に近い部分のＩｎの含
有量を他の部分のそれより少なくなるように組成比が膜
厚方向に変化していることを特徴とする光導電素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50107692A JPS5937592B2 (ja) | 1975-09-04 | 1975-09-04 | 光導電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50107692A JPS5937592B2 (ja) | 1975-09-04 | 1975-09-04 | 光導電素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5231693A JPS5231693A (en) | 1977-03-10 |
| JPS5937592B2 true JPS5937592B2 (ja) | 1984-09-11 |
Family
ID=14465531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50107692A Expired JPS5937592B2 (ja) | 1975-09-04 | 1975-09-04 | 光導電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5937592B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5523527A (en) * | 1978-08-02 | 1980-02-20 | Nec Corp | Dispatching system |
| JPS56103480A (en) * | 1980-01-22 | 1981-08-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photoconductive element |
-
1975
- 1975-09-04 JP JP50107692A patent/JPS5937592B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5231693A (en) | 1977-03-10 |
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