JPS61191081A - 光電検出素子の製造方法 - Google Patents
光電検出素子の製造方法Info
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Classifications
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- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/184—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP
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-
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- H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、不純物がドープされた砒化ガリウムで成る感
光層が半導体基体上に形成され、その上に外部回路に接
続される二個の接触電極がオーミック接触をもって設け
られて構成される、光導電抵抗体型の光電検出素子の製
造方法に関する。
光層が半導体基体上に形成され、その上に外部回路に接
続される二個の接触電極がオーミック接触をもって設け
られて構成される、光導電抵抗体型の光電検出素子の製
造方法に関する。
（従来の技術）
半導体のエネルギー準位構造における禁止帯より大なる
充分なエネルギーををする光子が半導体に入射すると、
半導体中に電子と正孔との対が作り出されることに基づ
いて、光エネルギーを半導体素子を用いて検出すること
が知られている。斯かる半導体素子が用いられての光エ
ネルギーの検出において、半導体素子中に電界が形成さ
れている場合には、半導体素子中において光励起により
発生した担体が電界に沿って移動せしめられ、それによ
って生じる電流が半導体素子に接続された外部回路を光
電流として流れる。
充分なエネルギーををする光子が半導体に入射すると、
半導体中に電子と正孔との対が作り出されることに基づ
いて、光エネルギーを半導体素子を用いて検出すること
が知られている。斯かる半導体素子が用いられての光エ
ネルギーの検出において、半導体素子中に電界が形成さ
れている場合には、半導体素子中において光励起により
発生した担体が電界に沿って移動せしめられ、それによ
って生じる電流が半導体素子に接続された外部回路を光
電流として流れる。
このような光エネルギーを検出する半導体素子、即ち、
光電検出素子の性能を左右するものとして重要なパラメ
ータは、利得、特に、半導体素子に入射する光子により
得られて外部回路に取り出される電荷量により定義され
る外部利得である。斯かる利得に関連して、半導体素子
の感光層の表面における光の反射による損失、及び、半
導体素子の内部における量子収量に起因する損失に対す
る考慮がはられれることになる。
光電検出素子の性能を左右するものとして重要なパラメ
ータは、利得、特に、半導体素子に入射する光子により
得られて外部回路に取り出される電荷量により定義され
る外部利得である。斯かる利得に関連して、半導体素子
の感光層の表面における光の反射による損失、及び、半
導体素子の内部における量子収量に起因する損失に対す
る考慮がはられれることになる。
一般に、光電検出素子は、フォトダイオードと光導電抵
抗体との２種に大別される。フォトダイオードにおいて
は、１個の能動光子が、外部回路に取り出される１単位
電荷を発生させるだけであり、従って、利得は必然的に
１より小となる。しかしながら、フォトダイオードに充
分な電圧値をもって逆バイアスをかけることにより、ア
バランシェ現象を生じさせて利得を増大させることがで
きる。但し、従来提案されているアバランシェ現象を利
用したフォトダイオードの利得は、１ 、０００から１
０．０００のオーダーに過ぎない。
抗体との２種に大別される。フォトダイオードにおいて
は、１個の能動光子が、外部回路に取り出される１単位
電荷を発生させるだけであり、従って、利得は必然的に
１より小となる。しかしながら、フォトダイオードに充
分な電圧値をもって逆バイアスをかけることにより、ア
バランシェ現象を生じさせて利得を増大させることがで
きる。但し、従来提案されているアバランシェ現象を利
用したフォトダイオードの利得は、１ 、０００から１
０．０００のオーダーに過ぎない。
一方、光導電抵抗体においては、光励起により発生する
担体に関しての、それに設けられた一対の電極の間の距
離を走行するに要する電極間走行時間τ、に対する寿命
τ、の比で値が定まる利得Ｇを有する状態で、即ち、 Ｇ＝τＶ／τ１ ・・・（１）が成立する
状態で、その電気導電性が得られる。
担体に関しての、それに設けられた一対の電極の間の距
離を走行するに要する電極間走行時間τ、に対する寿命
τ、の比で値が定まる利得Ｇを有する状態で、即ち、 Ｇ＝τＶ／τ１ ・・・（１）が成立する
状態で、その電気導電性が得られる。
斯かる光導電抵抗体の物理的原理は既によく知られてい
る。プレーナー技術によって作成され、不純物がドープ
されてＮ形半導体とされた砒化ガリウム（ＧａＡｓ）で
なる感光層を有するものとされた光導電抵抗体にあって
は、光励起により発生する担体の寿命τ、は、感光層の
表面ポテンシャル甲と次式の関係を有するものとなる。
る。プレーナー技術によって作成され、不純物がドープ
されてＮ形半導体とされた砒化ガリウム（ＧａＡｓ）で
なる感光層を有するものとされた光導電抵抗体にあって
は、光励起により発生する担体の寿命τ、は、感光層の
表面ポテンシャル甲と次式の関係を有するものとなる。
ここで、τ。は正孔が熱運動によって空間電荷領域を通
るに要する平均時間であり、ｅは電子の電荷（電気素量
）であり、ｋはボルツマン定数であり、また、Ｔは絶対
湯度を表す。
るに要する平均時間であり、ｅは電子の電荷（電気素量
）であり、ｋはボルツマン定数であり、また、Ｔは絶対
湯度を表す。
極めて低レベルの光を検出できるようにするには、利得
Ｇを大なるものとすることが要求され、従って、光励起
により発生する担体の寿命τ、を長くしなければならな
いが、そのためには、上述の（２）式からして、ジュー
ル効果による感光層の発熱を回避すること、及び、感光
層表面ポテンシャルを増大させることが必要とされるこ
とになる。
Ｇを大なるものとすることが要求され、従って、光励起
により発生する担体の寿命τ、を長くしなければならな
いが、そのためには、上述の（２）式からして、ジュー
ル効果による感光層の発熱を回避すること、及び、感光
層表面ポテンシャルを増大させることが必要とされるこ
とになる。
（発明が解決しようとする問題点）
上述の如くに、光導電抵抗体において、低レベルの光も
検出できるようにすること、即ち、検出感度を高めるに
は、ジュール効果による感光層の発熱を回避し、かつ、
感光層の表面ポテンシャルを増大させればよいことが理
論的に解明されているが、従来においては、これらを達
成して、充分に高められた検出感度を具えるものとされ
た光導電抵抗体より成る光電検出素子を得るための具体
的手法は見当たらない。
検出できるようにすること、即ち、検出感度を高めるに
は、ジュール効果による感光層の発熱を回避し、かつ、
感光層の表面ポテンシャルを増大させればよいことが理
論的に解明されているが、従来においては、これらを達
成して、充分に高められた検出感度を具えるものとされ
た光導電抵抗体より成る光電検出素子を得るための具体
的手法は見当たらない。
斯かる点に鑑み、本発明は、不純物がドープされた砒化
ガリウムで成る感光層を有するものとされた光導電抵抗
体型の光電検出素子について、その感光層を形成する砒
化ガリウムが本来有する表面ポテンシャルを増大させて
、検出感度を充分に高めることができるようにした光電
検出素子の製造方法を提供することを目的とする。
ガリウムで成る感光層を有するものとされた光導電抵抗
体型の光電検出素子について、その感光層を形成する砒
化ガリウムが本来有する表面ポテンシャルを増大させて
、検出感度を充分に高めることができるようにした光電
検出素子の製造方法を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
上述の目的を達成すべく、本発明に係る光電検出素子の
製造方法は、不純物がドープされた砒化ガリウムで成る
感光層が半導体基体上に形成され、その上に外部回路に
接続される２個の接触電極がオーミック接触をもって設
けられた光導電抵抗体型の光電検出素子に対して、その
感光層に、ガリウム及び砒素における補償効果の程度と
表面帯電状態とを変化させる選択的表面処理を施すもの
とされる。
製造方法は、不純物がドープされた砒化ガリウムで成る
感光層が半導体基体上に形成され、その上に外部回路に
接続される２個の接触電極がオーミック接触をもって設
けられた光導電抵抗体型の光電検出素子に対して、その
感光層に、ガリウム及び砒素における補償効果の程度と
表面帯電状態とを変化させる選択的表面処理を施すもの
とされる。
斯かる選択的表面処理は、化学的処理とされるのが好都
合であり、望ましくは、感光層を、アンモニア（ＮＨ４
０Ｈ）、過酸化水素（Ｈｚ Ｏｔ ）及び水が１：１：
１００の容量比で混合されてなる水溶液に、それを攪拌
しつつ略摂氏２５度のもとにおいて略２０秒間浸すこと
によりなされる。
合であり、望ましくは、感光層を、アンモニア（ＮＨ４
０Ｈ）、過酸化水素（Ｈｚ Ｏｔ ）及び水が１：１：
１００の容量比で混合されてなる水溶液に、それを攪拌
しつつ略摂氏２５度のもとにおいて略２０秒間浸すこと
によりなされる。
また、さらに望ましくは、上述の選択的表面処理に先立
って、感光層における２個の接触電極の間の位置に溝を
設けるものとされる。
って、感光層における２個の接触電極の間の位置に溝を
設けるものとされる。
（作 用）
このような本発明に係る光電検出素子の製造方法が実施
されることにより、感光層が本来有する略０．４ｅＶ（
エレクトロン・ボルト）に相当する表面ポテンシャルが
、エネルギー準位構造における禁止帯の半分、即ち、お
よそ０．６から０，８ｅＶに相当するものとなる略最大
理論値にまで増大せしめられる。そして、利得Ｇは、前
述の（１）式及び（２）式に従い、表面ポテンシャルの
変化に伴って指数関数的に変化するものとなるので、上
述の如くの表面ポテンシャルの増大は、光電検出素子の
利得が著しく増大せしめられる結果をもたらす。斯かる
利得の増大は、数オーダーにも達するものとなる。
されることにより、感光層が本来有する略０．４ｅＶ（
エレクトロン・ボルト）に相当する表面ポテンシャルが
、エネルギー準位構造における禁止帯の半分、即ち、お
よそ０．６から０，８ｅＶに相当するものとなる略最大
理論値にまで増大せしめられる。そして、利得Ｇは、前
述の（１）式及び（２）式に従い、表面ポテンシャルの
変化に伴って指数関数的に変化するものとなるので、上
述の如くの表面ポテンシャルの増大は、光電検出素子の
利得が著しく増大せしめられる結果をもたらす。斯かる
利得の増大は、数オーダーにも達するものとなる。
、また、感光層に施される選択的表面処理が、その望ま
しいものである、感光層をアンモニア、過酸化水素及び
水が１：１：１００の容量比で混合されてなる水溶液に
、それを攪拌しつつ略摂氏２５度のもとにおいて略２０
秒間浸いて行われる化学的処理によりなされる場合には
、斯かる化学的処理は、感光層の表面において、原子規
模での正孔の分散配置を生じさせる。その結果、感光層
の表面において、砒素原子がガリウム原子より優勢なイ
ンボータンスをとり、感光層の表面が、例えば、金属被
膜が設けられて適切な虜テンシャルにされる等の手段が
とられることなく、相当な負電荷を伴うものとされる。
しいものである、感光層をアンモニア、過酸化水素及び
水が１：１：１００の容量比で混合されてなる水溶液に
、それを攪拌しつつ略摂氏２５度のもとにおいて略２０
秒間浸いて行われる化学的処理によりなされる場合には
、斯かる化学的処理は、感光層の表面において、原子規
模での正孔の分散配置を生じさせる。その結果、感光層
の表面において、砒素原子がガリウム原子より優勢なイ
ンボータンスをとり、感光層の表面が、例えば、金属被
膜が設けられて適切な虜テンシャルにされる等の手段が
とられることなく、相当な負電荷を伴うものとされる。
さらに、感光層に施される選択的表面処理に先立って、
感光層における２個の接触電極の間の位置に溝が設けら
れる場合には、接触電極の間における暗電流が著しく低
減され、その結果、ジュール効果による感光層の発熱が
回避される。斯かる溝は、例えば、感光層に対するイオ
ン処理によって形成され、ジュール効果による感光層の
発熱が回避されことによる、光電検出素子の利得の増大
に貢献する。
感光層における２個の接触電極の間の位置に溝が設けら
れる場合には、接触電極の間における暗電流が著しく低
減され、その結果、ジュール効果による感光層の発熱が
回避される。斯かる溝は、例えば、感光層に対するイオ
ン処理によって形成され、ジュール効果による感光層の
発熱が回避されことによる、光電検出素子の利得の増大
に貢献する。
上述の如くにして、本発明に係る光電検出素子の製造方
法によれば、後述される如く、その値が約１０９にも達
するものとなる利得を有した光導電抵抗体型の光電検出
素子を得ることができる。
法によれば、後述される如く、その値が約１０９にも達
するものとなる利得を有した光導電抵抗体型の光電検出
素子を得ることができる。
そして、斯かる高利得を有する光電検出素子は、低レベ
ルの光の検出に用いられる従来の光電増倍管に代えて使
用できるものとなり、低レベルの光の検出手段の固体化
を図ることができる。
ルの光の検出に用いられる従来の光電増倍管に代えて使
用できるものとなり、低レベルの光の検出手段の固体化
を図ることができる。
（実施例）
以下、図面を参照して本発明の実施例について述べる。
第１図（Ｆｉｇ、 １）は、本発明に係る光電検出素子
の製造方法の一例が適用される光電検出素子を構成する
光導電抵抗体の例を示す。
の製造方法の一例が適用される光電検出素子を構成する
光導電抵抗体の例を示す。
第１図に示される光導電抵抗体ＰＲは、半導体基体３上
に中間Ｎ２を挾んで設けられた感光層ｌを有すものとさ
れている。これら３個の層は砒化ガリウムで形成され、
例えば、感光層１が、厚みが０．２μｍの、不純物がド
ープされてＮ型半導体とされた砒化ガリウムの層（不純
物濃度は約９×１０１ｈａｔ、／ｃｍ３）とされ、中間
層２が、厚みが０．４μｍの、意図的な不純物ドープが
なされない砒化ガリウムの緩衝層（不純物濃度は約Ｉ
Ｑ ｌ ４ ａ ｔ。
に中間Ｎ２を挾んで設けられた感光層ｌを有すものとさ
れている。これら３個の層は砒化ガリウムで形成され、
例えば、感光層１が、厚みが０．２μｍの、不純物がド
ープされてＮ型半導体とされた砒化ガリウムの層（不純
物濃度は約９×１０１ｈａｔ、／ｃｍ３）とされ、中間
層２が、厚みが０．４μｍの、意図的な不純物ドープが
なされない砒化ガリウムの緩衝層（不純物濃度は約Ｉ
Ｑ ｌ ４ ａ ｔ。
／ｃｍ’）とされ、さらに、半導体基体３が、厚みが４
００μｍの砒化ガリウムの層とされる。そして、感光層
１の外表面上には、２個の接触電極がオーミック接触を
もって配されている。各接触電極は、金・ゲルマニウム
合金で成るペレット４とその上に導線が溶着によって接
続されるべく載置された金スタッド５とで形成されてい
る。これら接触電極の夫々を形成するベレット４の対向
エツジ間の距離は、例えば、１０μｍとされる。
００μｍの砒化ガリウムの層とされる。そして、感光層
１の外表面上には、２個の接触電極がオーミック接触を
もって配されている。各接触電極は、金・ゲルマニウム
合金で成るペレット４とその上に導線が溶着によって接
続されるべく載置された金スタッド５とで形成されてい
る。これら接触電極の夫々を形成するベレット４の対向
エツジ間の距離は、例えば、１０μｍとされる。
感光層１における２個のベレット４の間の位置には、溝
６がイオン処理によって形成される。この溝６は、例え
ば、幅が３μｍで、深さが感光層１の厚みの１／２もし
くは２／３程度のものとされ、その存在により、光導電
抵抗体ＰＲの暗電流が、第２図（Ｆｉｇ、 ２ ）に示
される如くに、顕著に低減される。第２図は、接触電極
の夫々を形成する２個の金スタフド５間に印加される電
圧の函数となる暗電流の変化が、感光層１に溝６が形成
されていない場合においては曲線Ａの如くになり、感光
層１に溝６が形成されている場合においては曲線Ｂの如
くになることを示している。これよりして、例えば、２
個の金スタッド５間に印加される電圧が７．５ｖである
とき、感光層１に溝６が形成されていない場合に６０ｍ
Ａである暗電流が、感光層１に溝６が形成されている場
合には０．１ｍＡに低減せしめられることがわかる。こ
のような暗電流の低減により、光導電抵抗体ＰＲの温度
上昇が著しく抑制され、その結果、光導電抵抗体ＰＲの
性能が改善される。
６がイオン処理によって形成される。この溝６は、例え
ば、幅が３μｍで、深さが感光層１の厚みの１／２もし
くは２／３程度のものとされ、その存在により、光導電
抵抗体ＰＲの暗電流が、第２図（Ｆｉｇ、 ２ ）に示
される如くに、顕著に低減される。第２図は、接触電極
の夫々を形成する２個の金スタフド５間に印加される電
圧の函数となる暗電流の変化が、感光層１に溝６が形成
されていない場合においては曲線Ａの如くになり、感光
層１に溝６が形成されている場合においては曲線Ｂの如
くになることを示している。これよりして、例えば、２
個の金スタッド５間に印加される電圧が７．５ｖである
とき、感光層１に溝６が形成されていない場合に６０ｍ
Ａである暗電流が、感光層１に溝６が形成されている場
合には０．１ｍＡに低減せしめられることがわかる。こ
のような暗電流の低減により、光導電抵抗体ＰＲの温度
上昇が著しく抑制され、その結果、光導電抵抗体ＰＲの
性能が改善される。
また、接触電極の夫々を形成する２個の金スタンド５間
に印加される電圧の函数として得られる、光導電抵抗体
ＰＲの利得Ｇは、例えば、１００ｎＷの光量に対して、
第３図（Ｐｉｇ、 ３ ）において曲線Ｃで示される如
くとなり、略３ＸｌＯ’程度となる。
に印加される電圧の函数として得られる、光導電抵抗体
ＰＲの利得Ｇは、例えば、１００ｎＷの光量に対して、
第３図（Ｐｉｇ、 ３ ）において曲線Ｃで示される如
くとなり、略３ＸｌＯ’程度となる。
光導電抵抗体ＰＲの利得Ｇの値は、感光層１に、その表
面ポテンシャルを増加させる選択的な化学的処理によっ
てなされる表面処理が施されることにより、大幅に増大
せしめられる０種々の実験を行ったところ、この選択的
な化学的処理が、感光層１を、アンモニア、過酸化水素
及び水が１：１ ： １００の容量比で混合されてなる
水溶液に、その水溶液を攪拌しつつ略摂氏２５度のもと
において略２０秒間浸すことにより行われるとき、最良
の結果が得られることが判明した。斯かる表面処理は、
感光層１での砒素及びガリウムにおける補傷効果の程度
を変化させて、感光層１の負の表面電荷量を増大させ、
それによって、感光層１の表面ポテンシャルを高める。
面ポテンシャルを増加させる選択的な化学的処理によっ
てなされる表面処理が施されることにより、大幅に増大
せしめられる０種々の実験を行ったところ、この選択的
な化学的処理が、感光層１を、アンモニア、過酸化水素
及び水が１：１ ： １００の容量比で混合されてなる
水溶液に、その水溶液を攪拌しつつ略摂氏２５度のもと
において略２０秒間浸すことにより行われるとき、最良
の結果が得られることが判明した。斯かる表面処理は、
感光層１での砒素及びガリウムにおける補傷効果の程度
を変化させて、感光層１の負の表面電荷量を増大させ、
それによって、感光層１の表面ポテンシャルを高める。
なお、略２０秒間という時間は、感光層１に対する選択
的な化学的処理が効果的に施され、しかも、感光層１の
厚みが大幅に変化せしめられないように設定されたもの
であり、また、略摂氏２５度という温度は、再現が容易
な実験状態が得られるべく選定された。さらに、水溶液
を事前に充分に攪拌しておくことは、処理を均一なもの
とするため不可欠である。
的な化学的処理が効果的に施され、しかも、感光層１の
厚みが大幅に変化せしめられないように設定されたもの
であり、また、略摂氏２５度という温度は、再現が容易
な実験状態が得られるべく選定された。さらに、水溶液
を事前に充分に攪拌しておくことは、処理を均一なもの
とするため不可欠である。
溝６が設けられた感光層１に斯かる化学的処理を施すこ
とにより、それが施されない場合と同じ測定条件のもと
で、第３図において曲線ａで表される如くに、略１０４
程度の利得Ｇが得られた。
とにより、それが施されない場合と同じ測定条件のもと
で、第３図において曲線ａで表される如くに、略１０４
程度の利得Ｇが得られた。
第３図には、１００ｎＷの光量に対しての種々の例とし
て、曲線すにより、溝６を形成するためのイオン処理が
なされず、上述の化学的処理のみが施された場合に得ら
れる利得Ｇ（略３Ｘ１０’から１０’の範囲）が表され
； 曲線ｄにより、溝６を形成するためのイオン処理が
なされ、かつ、感光層１を、アンモニア、過酸化水素及
び水が１５４１：１００の容量比で混合されてなる水溶
液に、その水溶液を攪拌しつつ略摂氏２５度のもとにお
いて略２０秒間浸す化学的処理が施された場合に得られ
る利得Ｇ（略１０３から３Ｘ１０”の範囲）が表され；
曲線ｅにより、溝６を形成するためのイオン処理がな
され、かつ、感光層１を、燐酸（Ｈ２Ｐ Ｏｓ ） 、
過酸化水素及び水が１５：１：１００の容量比で混合さ
れてなる水溶液に、その水溶液を攪拌しつつ略摂氏２５
度のもとにおいて略２０秒間浸す化学的処理が施された
場合に得られる利得Ｇ（略５Ｘ１０”程度）が表されて
いる。
て、曲線すにより、溝６を形成するためのイオン処理が
なされず、上述の化学的処理のみが施された場合に得ら
れる利得Ｇ（略３Ｘ１０’から１０’の範囲）が表され
； 曲線ｄにより、溝６を形成するためのイオン処理が
なされ、かつ、感光層１を、アンモニア、過酸化水素及
び水が１５４１：１００の容量比で混合されてなる水溶
液に、その水溶液を攪拌しつつ略摂氏２５度のもとにお
いて略２０秒間浸す化学的処理が施された場合に得られ
る利得Ｇ（略１０３から３Ｘ１０”の範囲）が表され；
曲線ｅにより、溝６を形成するためのイオン処理がな
され、かつ、感光層１を、燐酸（Ｈ２Ｐ Ｏｓ ） 、
過酸化水素及び水が１５：１：１００の容量比で混合さ
れてなる水溶液に、その水溶液を攪拌しつつ略摂氏２５
度のもとにおいて略２０秒間浸す化学的処理が施された
場合に得られる利得Ｇ（略５Ｘ１０”程度）が表されて
いる。
これらの第３図に示された曲線ａ −ｅの比較から、感
光層１に対する溝６を形成するためのイオン処理と、感
光層１を、アンモニア、過酸化水素及び水が１：１：１
００の容量比で混合されてなる水溶液に、その水溶液を
攪拌しつつ略摂氏２５度のもとにおいて略２０秒間浸す
化学的処理との組合せにより、光導電抵抗体ＰＲの利得
Ｇが大幅に増大されることがわかる。
光層１に対する溝６を形成するためのイオン処理と、感
光層１を、アンモニア、過酸化水素及び水が１：１：１
００の容量比で混合されてなる水溶液に、その水溶液を
攪拌しつつ略摂氏２５度のもとにおいて略２０秒間浸す
化学的処理との組合せにより、光導電抵抗体ＰＲの利得
Ｇが大幅に増大されることがわかる。
また、光導電抵抗体ＰＲの利得Ｇの値は、入射光量に依
存するものとなる。感光層１に対する溝６を形成するた
めのイオン処理と、アンモニア。
存するものとなる。感光層１に対する溝６を形成するた
めのイオン処理と、アンモニア。
過酸化水素及び水が１ ： １ ： １００の容量比で
混合されてなる水溶液が用いられた化学的処理とが施さ
れた光導電抵抗体ＰＲの利得Ｇが、１００ｎＷの光量に
対して、第３図における曲線ａで表される如く、略１０
’である場合には、より小なる入射光量のもとにおける
同じ光導電抵抗体ＰＲの利得Ｇは、１０’に達し、さら
には、１０”を越えるものとなると考えられる。第４図
（Ｆｉｇ、 ４ ）は、入射光量が６ｕＷ、１ｎＷ及び
０．２ｐＷである場合の夫々における、光導電抵抗体Ｐ
Ｒの利得Ｇの相対値Ｇ ／ Ｇｍａｘ （Ｇｍａｘは
利得Ｇの最大値）の変化を示す。夫々の場合におけるＧ
ｔａａｘは、入射光量６μＷに対して１．３Ｘ１０’；
入射光量１ｎＷに対して９Ｘ１０’； 入射光量
０．２ｐＷに対して２．４Ｘ１０’である。
混合されてなる水溶液が用いられた化学的処理とが施さ
れた光導電抵抗体ＰＲの利得Ｇが、１００ｎＷの光量に
対して、第３図における曲線ａで表される如く、略１０
’である場合には、より小なる入射光量のもとにおける
同じ光導電抵抗体ＰＲの利得Ｇは、１０’に達し、さら
には、１０”を越えるものとなると考えられる。第４図
（Ｆｉｇ、 ４ ）は、入射光量が６ｕＷ、１ｎＷ及び
０．２ｐＷである場合の夫々における、光導電抵抗体Ｐ
Ｒの利得Ｇの相対値Ｇ ／ Ｇｍａｘ （Ｇｍａｘは
利得Ｇの最大値）の変化を示す。夫々の場合におけるＧ
ｔａａｘは、入射光量６μＷに対して１．３Ｘ１０’；
入射光量１ｎＷに対して９Ｘ１０’； 入射光量
０．２ｐＷに対して２．４Ｘ１０’である。
これよりして、極めて低いレベルの光に対しては、光導
電抵抗体ＰＲの利得Ｇは、優れた光電増倍管の利得に匹
敵することがわかる。このことは、光導電抵抗体ＰＲと
光電増倍管との夫々のラマン・スペクトラムを得る比較
実験の結果により確認された。
電抵抗体ＰＲの利得Ｇは、優れた光電増倍管の利得に匹
敵することがわかる。このことは、光導電抵抗体ＰＲと
光電増倍管との夫々のラマン・スペクトラムを得る比較
実験の結果により確認された。
斯かる比較実験にあたり、第５図（Ｆｉｇ、 ５ ）に
示される如く、安定化電源ＴＨＴに接続された光電増倍
管ＰＭが用意され、この光電増倍管ＰＭからの出力が、
積分増幅器ＡＩを介して、レコーダＥ１に供給されるよ
うになされた。また、第６図（Ｆｉｇ、６）に示される
如く、光導電抵抗体ＰＲが、抵抗器Ｒ１，Ｒ２及びＲ３
と共に抵抗ブリッジを形成するものとされ、この抵抗ブ
リッジに、抵抗器Ｒ４を通じて、バッテリＰの１．４ｖ
の電圧が印加されるように構成された。斯かる抵抗プリ
フジにおいて、光導電抵抗体ＰＲの暗電流の影響は、抵
抗器Ｒ１及びＲ２の夫々の抵抗値が１２Ωに設定された
もとで、抵抗器Ｒ３の抵抗値が調整されることにより補
償された。そして、接続点ＡＰ及びＢＰ間に得られる出
力が、レコーダＥ１と同じレコーダＥ２に供給されるよ
うになされた。
示される如く、安定化電源ＴＨＴに接続された光電増倍
管ＰＭが用意され、この光電増倍管ＰＭからの出力が、
積分増幅器ＡＩを介して、レコーダＥ１に供給されるよ
うになされた。また、第６図（Ｆｉｇ、６）に示される
如く、光導電抵抗体ＰＲが、抵抗器Ｒ１，Ｒ２及びＲ３
と共に抵抗ブリッジを形成するものとされ、この抵抗ブ
リッジに、抵抗器Ｒ４を通じて、バッテリＰの１．４ｖ
の電圧が印加されるように構成された。斯かる抵抗プリ
フジにおいて、光導電抵抗体ＰＲの暗電流の影響は、抵
抗器Ｒ１及びＲ２の夫々の抵抗値が１２Ωに設定された
もとで、抵抗器Ｒ３の抵抗値が調整されることにより補
償された。そして、接続点ＡＰ及びＢＰ間に得られる出
力が、レコーダＥ１と同じレコーダＥ２に供給されるよ
うになされた。
このような設定のもとで、光電増倍管ＰＭと光導電抵抗
体ＰＲとは、レーザにより励起された酸化モリブデン（
ＭＯＯりからのラマン散乱光を受ける、同じスペクトロ
メータの出力に対する光検出器として順次用いられた。
体ＰＲとは、レーザにより励起された酸化モリブデン（
ＭＯＯりからのラマン散乱光を受ける、同じスペクトロ
メータの出力に対する光検出器として順次用いられた。
第７図（Ｆｉｇ、７）及び第８図（Ｆｉｇ、 ８ ）は
、このとき、レコーダＥ１及びＲ２の夫々により記録さ
れたスペクトラム（波数１／λが約５５０〜１．０００
ｃｎ＋−’の範囲）を示す。
、このとき、レコーダＥ１及びＲ２の夫々により記録さ
れたスペクトラム（波数１／λが約５５０〜１．０００
ｃｎ＋−’の範囲）を示す。
これら第７図及び第８図よりして、バッテリＰ及び抵抗
器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及びＲ４を伴った光導電抵抗体ＰＲ
により得られた結果が、安定化電源ＴＨＴ及び積分増幅
器ＡＩを伴った光電増倍管ＰＭにより得られた結果に匹
敵するものであること、極めて明らかである。特に、２
つのスペクトラムが略同程度の信号対雑音比をもって得
られ、夫々における輝線の相対強度が同じであることは
注目に値する。また、光電増倍管ＰＭの出力（数ｎＡ）
の場合には、増幅し、フィルタを通すことが要求される
のに対し、光導電抵抗体ＰＲから導出される出力（１０
４〜１０−”Ａ）については、そのような処理は不要と
される。さらに、低域においても、光導電抵抗体ＰＲの
スペクトラムにおける雑音は、光電増倍管ＰＭのスペク
トラムにおける雑音より大とはなっていない。
器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及びＲ４を伴った光導電抵抗体ＰＲ
により得られた結果が、安定化電源ＴＨＴ及び積分増幅
器ＡＩを伴った光電増倍管ＰＭにより得られた結果に匹
敵するものであること、極めて明らかである。特に、２
つのスペクトラムが略同程度の信号対雑音比をもって得
られ、夫々における輝線の相対強度が同じであることは
注目に値する。また、光電増倍管ＰＭの出力（数ｎＡ）
の場合には、増幅し、フィルタを通すことが要求される
のに対し、光導電抵抗体ＰＲから導出される出力（１０
４〜１０−”Ａ）については、そのような処理は不要と
される。さらに、低域においても、光導電抵抗体ＰＲの
スペクトラムにおける雑音は、光電増倍管ＰＭのスペク
トラムにおける雑音より大とはなっていない。
以上よりして、本発明に基づいて、感光層に対する溝を
形成するためのイオン処理と、アンモニア、過酸化水素
及び水が１：１：１００の容量比で混合されてなる水溶
液が用いられた化学的処理とが施された光導電抵抗体に
よれば、優れた光電増倍管の利得に匹敵する継続的な利
得を得ることができる。そして、斯かる本発明に基づい
て得られる光導電抵抗体は、優れた光電増倍管と等価な
ものとして、光電増倍管と置き換えることができ、それ
によって、装置の簡略化、全体の容積の縮小化、及び、
電力の節約を図ることができる利点が得られる。
形成するためのイオン処理と、アンモニア、過酸化水素
及び水が１：１：１００の容量比で混合されてなる水溶
液が用いられた化学的処理とが施された光導電抵抗体に
よれば、優れた光電増倍管の利得に匹敵する継続的な利
得を得ることができる。そして、斯かる本発明に基づい
て得られる光導電抵抗体は、優れた光電増倍管と等価な
ものとして、光電増倍管と置き換えることができ、それ
によって、装置の簡略化、全体の容積の縮小化、及び、
電力の節約を図ることができる利点が得られる。
（発明の効果）
以上の説明から明らかな如く、本発明に係る光電検出素
子の製造方法によれば、不純物がドープされた砒化ガリ
ウムで成り、その上に接触電極が配される感光層を有し
、斯かる感光層の表面ポテンシャルが著しく増大されて
、極めて大なる利得を有するものとされ、その結果、検
出感度が充分に高められた光導電抵抗体型の光電検出素
子を得ることができる。そして、このような本発明に係
る製造方法に基づいて得られる光電検出素子は、優れた
光電増倍管と等価なものとなって光電増倍管に代えて使
用できるものとされ、特に、低レベルの光の検出手段に
ついて、その固体化を図ることができ、装置の簡略化、
全体の容積の縮小化、及び、電力の節約を図ることがで
きるものとなる。
子の製造方法によれば、不純物がドープされた砒化ガリ
ウムで成り、その上に接触電極が配される感光層を有し
、斯かる感光層の表面ポテンシャルが著しく増大されて
、極めて大なる利得を有するものとされ、その結果、検
出感度が充分に高められた光導電抵抗体型の光電検出素
子を得ることができる。そして、このような本発明に係
る製造方法に基づいて得られる光電検出素子は、優れた
光電増倍管と等価なものとなって光電増倍管に代えて使
用できるものとされ、特に、低レベルの光の検出手段に
ついて、その固体化を図ることができ、装置の簡略化、
全体の容積の縮小化、及び、電力の節約を図ることがで
きるものとなる。
第１図は、本発明に係る光電検出素子の製造方法の一例
が適用される、光電検出素子を構成する光導電抵抗体の
例を示す断面図、第２図は２種の光導電抵抗体における
暗電流の変化を示す特性図、第３図は各種の光導電抵抗
体についての利得の変化を示す特性図、第４図は光導電
抵抗体についての異なる入射光量に対する相対利得の変
化を示す特性図、第５図は光電増倍管が用いられて構成
された光測定装置を示すブロック図、第６図は本発明に
係る製造方法に基づいて得られた光導電抵抗体が用いら
れて構成された光測定装置を示すブロック図、第７図は
第５図に示される光測定装置により記録されたラマン・
スペクトラムを示す特性図、第８図は第６図に示される
光測定装置により記録されたラマン・スペクトラムを示
す特性図である。 図中、ＰＲは光導電抵抗体、１は感光層、３は半導体基
体、４はベレット、５は金スタッド、６は溝である。
が適用される、光電検出素子を構成する光導電抵抗体の
例を示す断面図、第２図は２種の光導電抵抗体における
暗電流の変化を示す特性図、第３図は各種の光導電抵抗
体についての利得の変化を示す特性図、第４図は光導電
抵抗体についての異なる入射光量に対する相対利得の変
化を示す特性図、第５図は光電増倍管が用いられて構成
された光測定装置を示すブロック図、第６図は本発明に
係る製造方法に基づいて得られた光導電抵抗体が用いら
れて構成された光測定装置を示すブロック図、第７図は
第５図に示される光測定装置により記録されたラマン・
スペクトラムを示す特性図、第８図は第６図に示される
光測定装置により記録されたラマン・スペクトラムを示
す特性図である。 図中、ＰＲは光導電抵抗体、１は感光層、３は半導体基
体、４はベレット、５は金スタッド、６は溝である。
Claims (5)
- （１）不純物がドープされた砒化ガリウムで成る感光層
が半導体基体上に形成され、外部回路に接続される２個
の接触電極が上記感光層上にオーミック接触をもって設
けられた光導電抵抗体型の光電検出素子に対し、上記感
光層に、ガリウム及び砒素における補償効果の程度と表
面帯電状態とを変化させる選択的表面処理を施すことを
特徴とする光電検出素子の製造方法。 - （２）選択的表面処理が化学的処理によりなされること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電検出素子
の製造方法。 - （３）化学的処理が、感光層を、アンモニア、過酸化水
素及び水が１：１：１００の容量比で混合されてなる水
溶液に、該水溶液を攪拌しつつ略摂氏２５度のもとにお
いて略２０秒間浸すことによりなされることを特徴とす
る特許請求の範囲第２項記載の光電検出素子の製造方法
。 - （４）選択的表面処理に先立って、感光層における２個
の接触電極間の位置に溝を設けることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の光電検出素子の製造方法。 - （５）感光層における２個の接触電極間の位置に設けら
れる溝を、イオン処理によって形成することを特徴とす
る特許請求の範囲第４項記載の光電検出素子の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU79750/87A AU7975087A (en) | 1986-02-14 | 1987-10-14 | Light ray medical radiation device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8502258 | 1985-02-15 | ||
| FR8502258A FR2577668B1 (fr) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | Procede de realisation d'un detecteur photoelectrique du type photoresistance de grande sensibilite |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61191081A true JPS61191081A (ja) | 1986-08-25 |
Family
ID=9316346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61030607A Pending JPS61191081A (ja) | 1985-02-15 | 1986-02-14 | 光電検出素子の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4652335A (ja) |
| EP (1) | EP0191697B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61191081A (ja) |
| DE (1) | DE3664981D1 (ja) |
| FR (1) | FR2577668B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08117390A (ja) † | 1994-10-28 | 1996-05-14 | Universal Hanbai Kk | 遊技機 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02237171A (ja) * | 1989-03-10 | 1990-09-19 | Mitsubishi Electric Corp | 赤外線検出素子 |
| US11264528B2 (en) | 2006-03-19 | 2022-03-01 | Shimon Maimon | Reduced dark current photodetector with charge compensated barrier layer |
| USRE48693E1 (en) | 2006-03-19 | 2021-08-17 | Shimon Maimon | Application of reduced dark current photodetector with a thermoelectric cooler |
| US11245048B2 (en) | 2006-03-19 | 2022-02-08 | Shimon Maimon | Reduced dark current photodetector with charge compensated barrier layer |
| USRE48642E1 (en) | 2006-03-19 | 2021-07-13 | Shimon Maimon | Application of reduced dark current photodetector |
| US9766130B2 (en) | 2006-03-19 | 2017-09-19 | Shimon Maimon | Application of reduced dark current photodetector with a thermoelectric cooler |
| US7687871B2 (en) * | 2006-03-19 | 2010-03-30 | Shimon Maimon | Reduced dark current photodetector |
| US9647155B1 (en) | 2012-09-08 | 2017-05-09 | Shimon Maimon | Long wave photo-detection device for used in long wave infrared detection, materials, and method of fabrication |
| US20140102529A1 (en) * | 2012-10-17 | 2014-04-17 | Emcore Solar Power, Inc. | Solar cell interconnect assembly and method for manufacturing the same |
| CN104037255B (zh) * | 2013-03-05 | 2017-07-18 | 索埃尔科技公司 | 太阳能电池互连组件及其制造方法 |
| CN104538466B (zh) * | 2014-12-24 | 2017-09-26 | 苏州矩阵光电有限公司 | 一种具有透明电极的铟镓砷光电探测器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3972770A (en) * | 1973-07-23 | 1976-08-03 | International Telephone And Telegraph Corporation | Method of preparation of electron emissive materials |
| US4273594A (en) * | 1979-10-05 | 1981-06-16 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Gallium arsenide devices having reduced surface recombination velocity |
| US4559695A (en) * | 1981-03-27 | 1985-12-24 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing an infrared radiation imaging device |
| US4431858A (en) * | 1982-05-12 | 1984-02-14 | University Of Florida | Method of making quasi-grain boundary-free polycrystalline solar cell structure and solar cell structure obtained thereby |
-
1985
- 1985-02-15 FR FR8502258A patent/FR2577668B1/fr not_active Expired
-
1986
- 1986-02-07 EP EP86400257A patent/EP0191697B1/fr not_active Expired
- 1986-02-07 DE DE8686400257T patent/DE3664981D1/de not_active Expired
- 1986-02-12 US US06/828,783 patent/US4652335A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-02-14 JP JP61030607A patent/JPS61191081A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08117390A (ja) † | 1994-10-28 | 1996-05-14 | Universal Hanbai Kk | 遊技機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4652335A (en) | 1987-03-24 |
| EP0191697B1 (fr) | 1989-08-09 |
| FR2577668A1 (fr) | 1986-08-22 |
| EP0191697A1 (fr) | 1986-08-20 |
| DE3664981D1 (en) | 1989-09-14 |
| FR2577668B1 (fr) | 1987-03-20 |
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