JPS61241985A - 赤外線検知装置 - Google Patents
赤外線検知装置Info
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- JPS61241985A JPS61241985A JP60082265A JP8226585A JPS61241985A JP S61241985 A JPS61241985 A JP S61241985A JP 60082265 A JP60082265 A JP 60082265A JP 8226585 A JP8226585 A JP 8226585A JP S61241985 A JPS61241985 A JP S61241985A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
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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、例えば数〔μｍ〕以上の長波長の赤外線を検
知する場合に用いて好適な赤外線検知装置に関する。
知する場合に用いて好適な赤外線検知装置に関する。
本発明は、例えば２次元赤外線種像装置を構成する為に
用いられる赤外線検知装置に於いて、一導電型Ｓｉ結晶
基板（或いは層）上に形成された同導電型ＧｅＸＳｉ＋
−８（０くｘ≦１）混晶膜と、該同導電型Ｇｅ、５ｉｔ
−ｘ （０＜ｘ≦１）混晶膜上に形成された導電膜と
を備えた構成、また、特に前記導電膜を前記一導電型Ｓ
ｉ結晶基板（或いは層）と同導電型のＧｅ、Ｓ ｉ、−
、（０＜ｙ；５ｘ）混晶膜或いは金属膜とした構成を採
ることに依り、従来の完成された結晶成長技術を適用し
て作成されるものでありながら、長波長、例えば５〔μ
ｍ）−から２０〔μｍ〕にも及ぶ波長の赤外光を高感度
で検知することができる赤外線検知装置を容易に実現す
ることを可能とする。
用いられる赤外線検知装置に於いて、一導電型Ｓｉ結晶
基板（或いは層）上に形成された同導電型ＧｅＸＳｉ＋
−８（０くｘ≦１）混晶膜と、該同導電型Ｇｅ、５ｉｔ
−ｘ （０＜ｘ≦１）混晶膜上に形成された導電膜と
を備えた構成、また、特に前記導電膜を前記一導電型Ｓ
ｉ結晶基板（或いは層）と同導電型のＧｅ、Ｓ ｉ、−
、（０＜ｙ；５ｘ）混晶膜或いは金属膜とした構成を採
ることに依り、従来の完成された結晶成長技術を適用し
て作成されるものでありながら、長波長、例えば５〔μ
ｍ）−から２０〔μｍ〕にも及ぶ波長の赤外光を高感度
で検知することができる赤外線検知装置を容易に実現す
ることを可能とする。
従来、赤外線検知装置は、
ｎＳｂ
Ｈｇｘ Ｃｄ＋−ｙ Ｔｅ （０＜ｘ＜ ｌ）Ｐ ｂｘ
Ｓｎ＋−ｘ Ｔｅ （０〈、ｘ ＜ １）など
の化合物半導体、金属薄膜のショットキ障壁型５１ｓＺ
ｎ或いはＣｕなどの不純物をドープしたＳｉやＧｅ元素
半導体などを用いて作成されている。
Ｓｎ＋−ｘ Ｔｅ （０〈、ｘ ＜ １）など
の化合物半導体、金属薄膜のショットキ障壁型５１ｓＺ
ｎ或いはＣｕなどの不純物をドープしたＳｉやＧｅ元素
半導体などを用いて作成されている。
前記従来の赤外線検知装置を用いて２次元赤外線撮像装
置を構成した場合、それに依り良好に検知することが可
能な赤外線の波長は４〔μｍ〕程度までであって、数〔
μｍ〕以上の長波長の赤外線を検知する２次元赤外線撮
像装置を実現させることは非常に困難である。
置を構成した場合、それに依り良好に検知することが可
能な赤外線の波長は４〔μｍ〕程度までであって、数〔
μｍ〕以上の長波長の赤外線を検知する２次元赤外線撮
像装置を実現させることは非常に困難である。
例えば前記化合物半導体を用いるものは、未だ結晶成長
技術が未熟であることから、現在、固体内電子走行を可
能とする良質の結晶を作成することは困難である。
技術が未熟であることから、現在、固体内電子走行を可
能とする良質の結晶を作成することは困難である。
また、前記ショットキ障壁型Ｓｔを利用する赤外線検知
装置で構成された２次元赤外線撮像装置では、最も長波
長とされているｐｔシリサイドとｐ型Ｓｉとを組み合わ
せた場合であっても、遮断波長が約４〔μｍ〕程度であ
り、それ以上の長波長のものを得ることは不可能である
。
装置で構成された２次元赤外線撮像装置では、最も長波
長とされているｐｔシリサイドとｐ型Ｓｉとを組み合わ
せた場合であっても、遮断波長が約４〔μｍ〕程度であ
り、それ以上の長波長のものを得ることは不可能である
。
更にまた、前記不純物をドープしたＳｔを用いるものは
１．任意の遮断周波数をもつものを作成することができ
ず、しかも、不純物のドープ量が制限される為、赤外光
吸収係数が小さく、従って、感度が低い旨の欠点がある
。
１．任意の遮断周波数をもつものを作成することができ
ず、しかも、不純物のドープ量が制限される為、赤外光
吸収係数が小さく、従って、感度が低い旨の欠点がある
。
本発明は、良質の結晶を得ることが容易である結晶構成
を有していると共に数〔μｍ〕以上、即ち、５〜２０〔
μｍ〕の赤外線を高感度で検知することが可能な赤外線
検知装置を提供する。
を有していると共に数〔μｍ〕以上、即ち、５〜２０〔
μｍ〕の赤外線を高感度で検知することが可能な赤外線
検知装置を提供する。
本発明の一実施例を解説する為の図である第１図を借り
て説明する。
て説明する。
本発明に依る赤外線検知装置では、例えばｎ型Ｓｉ結晶
基板１上に形成された例えばｎ型Ｇｅ結晶膜２と、該ｎ
型Ｇｅ結晶膜２上に形成された例えばｎ型Ｓｉ結晶膜３
とを備えた構成を採っている。
基板１上に形成された例えばｎ型Ｇｅ結晶膜２と、該ｎ
型Ｇｅ結晶膜２上に形成された例えばｎ型Ｓｉ結晶膜３
とを備えた構成を採っている。
前記手段に依れば、Ｓｉ或いはＱｅのように従来の完成
された結晶成長技術で成長させることが可能な結晶を用
いて作成したものでありながら、長波長、例えば５〔μ
ｍ〕から２０〔μｍ〕にも及ぶ波長の赤外光を高感度で
検知することが可能である。
された結晶成長技術で成長させることが可能な結晶を用
いて作成したものでありながら、長波長、例えば５〔μ
ｍ〕から２０〔μｍ〕にも及ぶ波長の赤外光を高感度で
検知することが可能である。
第１図は本発明一実施例を説明する為の熱平衡状態に於
けるエネルギ・バンド・ダイヤグラムを表している。
けるエネルギ・バンド・ダイヤグラムを表している。
図に於いて、１はｎ型Ｓｉ結晶基板、２はｎ型Ｇｅ結晶
膜、３はｎ型Ｓｉ結晶膜、Ｅ、はフェル・ミ・レベル、
Ｅ、は伝導帯の底、Ｅｖは価電子帯の頂、ΔＥｃ及びΔ
Ｅｖはエネルギの不連続値をそれぞれ表している。尚、
前者己ｎ型Ｇｅ結晶膜２は、基本的には、ｎ型Ｇ ｅｘ
Ｓ １Ｉ−Ｘ （０＜ Ｘ≦１）混晶膜であって、
そして、前記ｎ型Ｓｉ結晶膜３もＱｅ、Ｓ ｉ＋−ｙ
（０≦ｙ＜ｘ）混晶膜であり、図示例はｘ＝ｌ及びｙ
＝０の場合を表している。
膜、３はｎ型Ｓｉ結晶膜、Ｅ、はフェル・ミ・レベル、
Ｅ、は伝導帯の底、Ｅｖは価電子帯の頂、ΔＥｃ及びΔ
Ｅｖはエネルギの不連続値をそれぞれ表している。尚、
前者己ｎ型Ｇｅ結晶膜２は、基本的には、ｎ型Ｇ ｅｘ
Ｓ １Ｉ−Ｘ （０＜ Ｘ≦１）混晶膜であって、
そして、前記ｎ型Ｓｉ結晶膜３もＱｅ、Ｓ ｉ＋−ｙ
（０≦ｙ＜ｘ）混晶膜であり、図示例はｘ＝ｌ及びｙ
＝０の場合を表している。
図から明らかなように、このような結晶層構成にすると
、ｎ型Ｓｉ結晶基板１とｎ型Ｇｅ結晶膜２との間及びｎ
型Ｇｅ結晶膜２とｎ型Ｓｉ結晶膜３との間はへテロ接合
面となり、価電子帯の頂Ｅｖにはエネルギ不連続値ΔＥ
ｖなる電位障壁が、また、伝導帯の底Ｅ、にはエネルギ
不連続値ΔＥｃなる電位障壁がそれぞれ生成され、従っ
て、ｎ型Ｇｅ結晶膜２に形成される伝導帯の電位井戸に
対しては、ｎ型Ｓｉ結晶基板１或いはｎ型Ｓｉ結晶膜３
の伝導帯に図示の如き電位障壁が形成される。
、ｎ型Ｓｉ結晶基板１とｎ型Ｇｅ結晶膜２との間及びｎ
型Ｇｅ結晶膜２とｎ型Ｓｉ結晶膜３との間はへテロ接合
面となり、価電子帯の頂Ｅｖにはエネルギ不連続値ΔＥ
ｖなる電位障壁が、また、伝導帯の底Ｅ、にはエネルギ
不連続値ΔＥｃなる電位障壁がそれぞれ生成され、従っ
て、ｎ型Ｇｅ結晶膜２に形成される伝導帯の電位井戸に
対しては、ｎ型Ｓｉ結晶基板１或いはｎ型Ｓｉ結晶膜３
の伝導帯に図示の如き電位障壁が形成される。
そこで、この電位井戸の中に何等かの手段で電荷（この
場合、電子）を注入しておけば、この電子は、エネルギ
不連続値ΔＥ、に比較して大きいエネルギを有する赤外
光量子を吸収させた場合、ｎ型Ｓｉ結晶基板ｌ或いはｎ
型Ｓｉ結晶膜３に移って光キャリヤとなり、さらに外部
回路に移行して赤外光信号を与えることができる。尚、
既知のデータに依れば、ｎ型Ｓｉ結晶に於けるＥｃ
Ｅｖは１．１１ （ｅＶ）、ｎ型Ｇｅ結晶に於けるＥ
ｃ−Ｅｖは０．６７ （ｅＶ）であり、また、ΔＥｃは
０゜２４（ｅＶ）、ΔＥｖは０．２ （ｅＶ）である（
詳細には、Ｇ、Ｍａ ｒｇａ ｒ ｉ ｔ ｏｎｄ。
場合、電子）を注入しておけば、この電子は、エネルギ
不連続値ΔＥ、に比較して大きいエネルギを有する赤外
光量子を吸収させた場合、ｎ型Ｓｉ結晶基板ｌ或いはｎ
型Ｓｉ結晶膜３に移って光キャリヤとなり、さらに外部
回路に移行して赤外光信号を与えることができる。尚、
既知のデータに依れば、ｎ型Ｓｉ結晶に於けるＥｃ
Ｅｖは１．１１ （ｅＶ）、ｎ型Ｇｅ結晶に於けるＥ
ｃ−Ｅｖは０．６７ （ｅＶ）であり、また、ΔＥｃは
０゜２４（ｅＶ）、ΔＥｖは０．２ （ｅＶ）である（
詳細には、Ｇ、Ｍａ ｒｇａ ｒ ｉ ｔ ｏｎｄ。
ｅｔ、ａｌ、 ５ｏｌｉｄ ５ｔａｔｅ
Ｃｏｍｍｕ、４３． （１９８２）１６３を参照され
ると良い）。
Ｃｏｍｍｕ、４３． （１９８２）１６３を参照され
ると良い）。
前記した諸動作について、次に、更に詳細に説明しよう
。
。
先ず、前記電位井戸の中に電子を注入する為には、
（１１ｎ型Ｓｉ結晶基板１或いはｎ型Ｓｉ結晶膜３がｎ
型Ｇｅ結晶層２に対して＋側になるようにｎ型Ｓｉ結晶
基板１とｎ型Ｓｉ結晶膜３との間に所定の順バイアス電
圧を一定時間だけ印加することに依り、ｎ型Ｇｅ結晶膜
２に於ける伝導帯に形成された電位井戸に一定量の電子
を注入する。
型Ｇｅ結晶層２に対して＋側になるようにｎ型Ｓｉ結晶
基板１とｎ型Ｓｉ結晶膜３との間に所定の順バイアス電
圧を一定時間だけ印加することに依り、ｎ型Ｇｅ結晶膜
２に於ける伝導帯に形成された電位井戸に一定量の電子
を注入する。
（２）Ｓｉの禁止帯の幅（Ｅｃ −Ｅｖ ）よりも充分
に大きいエネルギを有する所定量の可視光をｎ型Ｓｉ結
晶基板１或いはｎ型Ｓｉ結晶膜３に照射し、その際に発
生する電子の一部をペテロ接合面を介してｎ型Ｇｅ結晶
膜２に於ける伝導帯に形成された電位井戸に流入させる
。
に大きいエネルギを有する所定量の可視光をｎ型Ｓｉ結
晶基板１或いはｎ型Ｓｉ結晶膜３に照射し、その際に発
生する電子の一部をペテロ接合面を介してｎ型Ｇｅ結晶
膜２に於ける伝導帯に形成された電位井戸に流入させる
。
などの手段を採ることができる。
前記電位井戸に電子が注入された後、ｎ型Ｓｉ結晶基板
１とｎ型Ｓｉ結晶膜３との間に逆バイアス電圧を印加す
るとｎ型Ｇｅ結晶膜２に於ける伝導帯に形成された電位
井戸に注入された電子は閉じ込められる。
１とｎ型Ｓｉ結晶膜３との間に逆バイアス電圧を印加す
るとｎ型Ｇｅ結晶膜２に於ける伝導帯に形成された電位
井戸に注入された電子は閉じ込められる。
この閉じ込められた電子に赤外光が照射されると該電子
はそれを吸収して励起状態となり、その場合の赤外光量
子のエネルギがエネルギ不連続値ΔＥｃよりも大であれ
ばｎ型Ｓｉ結晶基板１或いはｎ型Ｓｉ結晶膜３の伝導帯
へ移行することが可能となるものである。
はそれを吸収して励起状態となり、その場合の赤外光量
子のエネルギがエネルギ不連続値ΔＥｃよりも大であれ
ばｎ型Ｓｉ結晶基板１或いはｎ型Ｓｉ結晶膜３の伝導帯
へ移行することが可能となるものである。
この場合、ｎ型Ｓｉ結晶基板１或いはｎ型Ｓｉ結晶膜３
へ移行する電子の数は入力される赤外光に比例するので
、この装置は、ΔＥＣに遮断波長を有する赤外線検知装
置として機能させることができるものである。
へ移行する電子の数は入力される赤外光に比例するので
、この装置は、ΔＥＣに遮断波長を有する赤外線検知装
置として機能させることができるものである。
また、ｎ型Ｇｅ結晶膜２に於ける伝導帯への電子注入と
次の電子注入との間の時間にｎ型Ｓｉ結晶基板１或いは
ｎ型Ｓｉ結晶膜３へ移行した電子を蓄積読み出しするか
、或いは、次の順バイアス電圧印加時にｎ型Ｇｅ結晶膜
２の伝導帯に注入される電子数を測定することに依り、
逆バイアス電圧印加時間内に於ける赤外光の積分強度を
検知することも可能である。
次の電子注入との間の時間にｎ型Ｓｉ結晶基板１或いは
ｎ型Ｓｉ結晶膜３へ移行した電子を蓄積読み出しするか
、或いは、次の順バイアス電圧印加時にｎ型Ｇｅ結晶膜
２の伝導帯に注入される電子数を測定することに依り、
逆バイアス電圧印加時間内に於ける赤外光の積分強度を
検知することも可能である。
第２図はＧｅ、５ｉｔ−ｘ混晶膜に於ける禁止帯幅（Ｅ
Ｃ−ＥＶ ）のＳｔ（モル％〕量に対する依存性、即ち
、禁止帯幅対Ｘ値の関係を表す線図であり、縦軸にはＥ
ｃ−Ｅｙを、横軸にはｌ−ｘをそれぞれ採っである（こ
の詳細に関しては、Ｒ６Ｂｒａｕｎｓ ｔｅ ｉｎ、Ａ
、Ｒ，Ｍｏｏｒｅ、Ｆ。
Ｃ−ＥＶ ）のＳｔ（モル％〕量に対する依存性、即ち
、禁止帯幅対Ｘ値の関係を表す線図であり、縦軸にはＥ
ｃ−Ｅｙを、横軸にはｌ−ｘをそれぞれ採っである（こ
の詳細に関しては、Ｒ６Ｂｒａｕｎｓ ｔｅ ｉｎ、Ａ
、Ｒ，Ｍｏｏｒｅ、Ｆ。
Ｈｅｒｍａｎ：Ｐｈｙｓ、Ｒｅｖ、１０９ （１９５Ｂ
）６９５を参照されると良い）。
）６９５を参照されると良い）。
第１図に関して説明した実施例はＸ値が１、ｙ値がＯの
場合であったが、第２図から明らかなように、Ｘ値を１
から０まで変えることに依りＧｅの禁止帯幅からＳｔの
禁止帯幅へと連続的に変化する。
場合であったが、第２図から明らかなように、Ｘ値を１
から０まで変えることに依りＧｅの禁止帯幅からＳｔの
禁止帯幅へと連続的に変化する。
この現象を利用すると、ｎ型Ｇ ｅ Ｘ Ｓ １１−Ｘ
の伝導帯に形成された電位井戸のなかの電子に対する電
位障壁であるエネルギ不連続値ΔＥ、は、Ｘ値を制御す
ることに依り、０．２４ （ｅＶ）から０（ｅＶ）の間
で連続して変化させることが可能となる。即ち、Ｇｅつ
Ｓｉ、−や混晶のＸ値を変えることに依り、５．２〔μ
ｍ〕より長い任意の波長に遮断波長をもつ赤外線検知装
置を作成することができるのである。
の伝導帯に形成された電位井戸のなかの電子に対する電
位障壁であるエネルギ不連続値ΔＥ、は、Ｘ値を制御す
ることに依り、０．２４ （ｅＶ）から０（ｅＶ）の間
で連続して変化させることが可能となる。即ち、Ｇｅつ
Ｓｉ、−や混晶のＸ値を変えることに依り、５．２〔μ
ｍ〕より長い任意の波長に遮断波長をもつ赤外線検知装
置を作成することができるのである。
第３図は本発明の他の実施例を説明する為の熱平衡状態
に於けるエネルギ・バンド・ダイヤグラムを表し、第１
図に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは
同じ意味を持つものとする。
に於けるエネルギ・バンド・ダイヤグラムを表し、第１
図に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは
同じ意味を持つものとする。
図に於いて、１′はｐ型Ｓｉ結晶基板、２′はｐ型Ｇｅ
結晶膜、３′はｐ型Ｓｉ結晶膜をそれぞれ示している。
結晶膜、３′はｐ型Ｓｉ結晶膜をそれぞれ示している。
尚、この実施例に於いても、実際には、ｐ型Ｇｅ結晶膜
２′はｐ型Ｇ Ｅ３ ｘ Ｓ １Ｉ−Ｘ（０くｘ≦１）
混晶膜であり、また、ｐ型Ｓｔ結晶膜３′はｐ型Ｇｅ、
Ｓ ｆ＋−ｙ （０≦ｙ＜ｘ）混黒膜である。
２′はｐ型Ｇ Ｅ３ ｘ Ｓ １Ｉ−Ｘ（０くｘ≦１）
混晶膜であり、また、ｐ型Ｓｔ結晶膜３′はｐ型Ｇｅ、
Ｓ ｆ＋−ｙ （０≦ｙ＜ｘ）混黒膜である。
本実施例が第１図に関して説明した実施例と相違する点
は、各結晶の導電型がｐ型になっていること、従って、
電位井戸を形成する為の電位障壁としては、ｐ型Ｓｉと
ｐ型Ｇｅとのへテロ接合に於ける価電子帯の不連続値Δ
Ｅｖを利用していることである。
は、各結晶の導電型がｐ型になっていること、従って、
電位井戸を形成する為の電位障壁としては、ｐ型Ｓｉと
ｐ型Ｇｅとのへテロ接合に於ける価電子帯の不連続値Δ
Ｅｖを利用していることである。
この場合、キャリヤとなるのは正孔であることは勿論で
あり、動作上からは、第１図に関して説明した実施例と
変わりない。
あり、動作上からは、第１図に関して説明した実施例と
変わりない。
前記第１図及び第２図或いは第３図に関して説明した実
施例に於いては、何れも、Ｓｉ結晶基板上にＧｅ結晶膜
及びＳｉ結晶膜を順に成長させた構造を採っているが、
Ｇｅ結晶膜上に成長させたＳｉ結晶膜は金属膜に代替し
ても良く、その場合も全く同様な動作をなし、また、同
じ効果が得られる。
施例に於いては、何れも、Ｓｉ結晶基板上にＧｅ結晶膜
及びＳｉ結晶膜を順に成長させた構造を採っているが、
Ｇｅ結晶膜上に成長させたＳｉ結晶膜は金属膜に代替し
ても良く、その場合も全く同様な動作をなし、また、同
じ効果が得られる。
第４図は本発明の更に他の実施例を表す要部切断側面説
明図であり、第３図に於いて用いた記号と同記号は同部
分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
明図であり、第３図に於いて用いた記号と同記号は同部
分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
この実施例は、第３図に関して説明した赤外線検知装置
と電荷結合装置（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ
ｄ、ｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）とを組み合わせたＳｔモノリ
シック型赤外′ｆｌＩＡ盪像装置に関するものであり、
安定に動作する長波長用の赤外線撮像装置を実現させる
については、本発明に於いて用いたＱｅｇＳｔｌ−ｘ混
晶系の赤外線検知装置なしには考えられない。
と電荷結合装置（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ
ｄ、ｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）とを組み合わせたＳｔモノリ
シック型赤外′ｆｌＩＡ盪像装置に関するものであり、
安定に動作する長波長用の赤外線撮像装置を実現させる
については、本発明に於いて用いたＱｅｇＳｔｌ−ｘ混
晶系の赤外線検知装置なしには考えられない。
図に於いて、４はｎ型注入阻止領域、５はｎ＋型電極コ
ンタクト領域、６は５ｉ０２からなる絶縁膜、７は正札
注入ゲート、８はトランスファ・ゲート、９はＣＣＤ転
送ゲート、ＩＲは赤外光をそれぞれ示している。
ンタクト領域、６は５ｉ０２からなる絶縁膜、７は正札
注入ゲート、８はトランスファ・ゲート、９はＣＣＤ転
送ゲート、ＩＲは赤外光をそれぞれ示している。
この実施例は、本発明に依る赤外線検知装置と通常のＣ
ＯＤをトランスファ・ゲート８を介して結合したもので
あり、その動作、例えば光キャリヤの移送などは、さき
に説明した本発明の赤外線検知装置のそれを除いては、
従来の可視光撮像装置と変わりない。
ＯＤをトランスファ・ゲート８を介して結合したもので
あり、その動作、例えば光キャリヤの移送などは、さき
に説明した本発明の赤外線検知装置のそれを除いては、
従来の可視光撮像装置と変わりない。
このような赤外線撮像装置を構成することができるのは
、本発明の赤外線検知装置がＳｔ結晶を基板としている
からであって、Ｓｔ結晶は従来の結晶成長技術で良質の
ものが得られ、そこに他のデバイスを形成した場合、そ
のデバイスの特性は良好なものとなるから、集積化する
には真に好都合であり、これは、本明細書の冒頭に記述
したような化合物半導体などを用いたのでは全く不可能
である。
、本発明の赤外線検知装置がＳｔ結晶を基板としている
からであって、Ｓｔ結晶は従来の結晶成長技術で良質の
ものが得られ、そこに他のデバイスを形成した場合、そ
のデバイスの特性は良好なものとなるから、集積化する
には真に好都合であり、これは、本明細書の冒頭に記述
したような化合物半導体などを用いたのでは全く不可能
である。
本発明の赤外線検知装置では、一導電型Ｓｉ結晶基板（
或いは層）上に一導電型Ｇ ｅ Ｘ Ｓ ’ ＋−ｘ（
０〈ｘ≦１）混晶膜及び導電膜を順に形成して二重へテ
ロ接合構造を作り、その混晶膜に生成される電位井戸に
キャリヤを蓄積し、そこに赤外光が照射された場合に前
記キャリヤが励起され電位障壁を越えて電位井戸外に流
れる現象を利用することに依り赤外線の検知を行うよう
にしている。
或いは層）上に一導電型Ｇ ｅ Ｘ Ｓ ’ ＋−ｘ（
０〈ｘ≦１）混晶膜及び導電膜を順に形成して二重へテ
ロ接合構造を作り、その混晶膜に生成される電位井戸に
キャリヤを蓄積し、そこに赤外光が照射された場合に前
記キャリヤが励起され電位障壁を越えて電位井戸外に流
れる現象を利用することに依り赤外線の検知を行うよう
にしている。
この赤外線検知装置に依れば、Ｇｅ、Ｓｉ、−。
混晶膜に於けるＸ値を適宜に選択して電位井戸の高さを
制御することに依り、５〔μｍ〕から２０〔μｍ〕にも
亙る範囲の任意の波長の赤外線検知に対処させることが
でき、また、用いている結晶は、完成された結晶成長技
術で成長させることができるもののみであるから容易に
良質のものを得ることができ、従って、その結晶基板に
他のデバイスを形成した場合、そのデバイスの特性は優
れたものとなる為、２次元赤外線撮像装置など集積化さ
れた半導体装置を作成するのに真に好都合である。
制御することに依り、５〔μｍ〕から２０〔μｍ〕にも
亙る範囲の任意の波長の赤外線検知に対処させることが
でき、また、用いている結晶は、完成された結晶成長技
術で成長させることができるもののみであるから容易に
良質のものを得ることができ、従って、その結晶基板に
他のデバイスを形成した場合、そのデバイスの特性は優
れたものとなる為、２次元赤外線撮像装置など集積化さ
れた半導体装置を作成するのに真に好都合である。
第１図は本発明一実施例が熱平衡状態に在る場合を説明
する為のエネルギ・バンド・ダイヤグラム、第２図はＧ
ｅｘＳｆ＋−ｘ混晶に於ける禁止帯幅Ｆ、ｃ−Ｅｖ対Ｘ
値の関係を説明する為の線図、第３図は本発明の他の実
施例が熱平衡状態に在る場合を説明する為のエネルギ・
バンド・ダイヤグ。 ラム、第４図は本発明の更に他の実施例を説明する為の
要部切断側面説明図をそれぞれ表している。 図に於いて、１はｎ型Ｓｉ結晶基板、２はｎ型Ｇｅ結晶
膜、３はｎ型Ｓｉ結晶膜、ＥＦはフェルミ・レベル、Ｅ
ｃは伝導帯の底、Ｅｖは価電子帯の頂、ΔＥｃ及びΔＥ
ｖは不連続値をそれぞれ示している。 特許出願人 山 香 英 三 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 一 本児明一実施例のエネルギ・バンド・タイヤグラム第１
図 １−×（モル０ん） 禁止帯幅対×値の関係を表わす線図 第２図 本児明−実施例のエネルギ・バンド・ダイヤグラム第３
図
する為のエネルギ・バンド・ダイヤグラム、第２図はＧ
ｅｘＳｆ＋−ｘ混晶に於ける禁止帯幅Ｆ、ｃ−Ｅｖ対Ｘ
値の関係を説明する為の線図、第３図は本発明の他の実
施例が熱平衡状態に在る場合を説明する為のエネルギ・
バンド・ダイヤグ。 ラム、第４図は本発明の更に他の実施例を説明する為の
要部切断側面説明図をそれぞれ表している。 図に於いて、１はｎ型Ｓｉ結晶基板、２はｎ型Ｇｅ結晶
膜、３はｎ型Ｓｉ結晶膜、ＥＦはフェルミ・レベル、Ｅ
ｃは伝導帯の底、Ｅｖは価電子帯の頂、ΔＥｃ及びΔＥ
ｖは不連続値をそれぞれ示している。 特許出願人 山 香 英 三 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 一 本児明一実施例のエネルギ・バンド・タイヤグラム第１
図 １−×（モル０ん） 禁止帯幅対×値の関係を表わす線図 第２図 本児明−実施例のエネルギ・バンド・ダイヤグラム第３
図
Claims (3)
- （１）一導電型Ｓｉ結晶基板（或いは層）上に形成され
た同導電型Ｇｅ＿ｘＳｉ＿１＿−＿ｘ（０＜ｘ≦１）混
晶膜と、 該同導電型Ｇｅ＿ｘＳｉ＿１＿−＿ｘ（０＜ｘ≦１）混
晶膜上に形成された導電膜と を備えてなることを特徴とする赤外線検知装置。 - （２）前記導電膜が前記一導電型Ｓｉ結晶基板（或いは
層）と同導電型のＧｅ＿ｙＳｉ＿１＿−＿ｙ（０≦ｙ＜
ｘ）混晶膜であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の赤外線検知装置。 - （３）前記導電膜が金属膜であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の赤外線検知装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082265A JPS61241985A (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | 赤外線検知装置 |
| US06/851,511 US4831428A (en) | 1985-04-19 | 1986-04-14 | Infrared ray detection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60082265A JPS61241985A (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | 赤外線検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61241985A true JPS61241985A (ja) | 1986-10-28 |
Family
ID=13769642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60082265A Pending JPS61241985A (ja) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | 赤外線検知装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4831428A (ja) |
| JP (1) | JPS61241985A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2629273A1 (fr) * | 1988-03-23 | 1989-09-29 | Nat Space Dev Agenc | Element de detection d'infrarouge a heterojonction et dispositif de formation d'image par infrarouge comportant un tel element |
| US4875084A (en) * | 1987-03-26 | 1989-10-17 | Nec Corporation | Optoelectric transducer |
| JPH05218490A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-08-27 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 金属・半導体・金属光検出器及びその製造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2618221B1 (fr) * | 1987-07-17 | 1991-07-19 | Thomson Csf | Detecteur d'onde electromagnetique et analyseur d'image comportant un tel detecteur. |
| JPH0712089B2 (ja) * | 1988-03-24 | 1995-02-08 | 宇宙開発事業団 | 赤外線センサ及び同赤外線センサを含む赤外線カメラ |
| US5241199A (en) * | 1992-01-10 | 1993-08-31 | Eastman Kodak Company | Charge coupled device (CCD) having high transfer efficiency at low temperature operation |
| US7723754B2 (en) * | 2004-07-28 | 2010-05-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Ge photodetectors |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5316593A (en) * | 1976-07-30 | 1978-02-15 | Hitachi Ltd | Semiconductor photo detector |
| JPS5413784A (en) * | 1977-07-01 | 1979-02-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor photo detector |
| JPS5752126A (en) * | 1980-09-16 | 1982-03-27 | Oki Electric Ind Co Ltd | Compound semiconductor device |
| JPS5764982A (en) * | 1980-10-08 | 1982-04-20 | Ricoh Co Ltd | Photo-electric transducer device |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL266513A (ja) * | 1960-07-01 | |||
| US3626257A (en) * | 1969-04-01 | 1971-12-07 | Ibm | Semiconductor device with superlattice region |
| US4257057A (en) * | 1979-05-07 | 1981-03-17 | Rockwell International Corporation | Self-multiplexed monolithic intrinsic infrared detector |
| US4357183A (en) * | 1980-08-13 | 1982-11-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Heteroepitaxy of germanium silicon on silicon utilizing alloying control |
| GB2106314A (en) * | 1981-09-18 | 1983-04-07 | Philips Electronic Associated | Infra-red radiation imaging devices |
| JPS5867073A (ja) * | 1981-10-19 | 1983-04-21 | Agency Of Ind Science & Technol | 太陽電池 |
| EP0122047B1 (en) * | 1983-03-11 | 1988-06-01 | Exxon Research And Engineering Company | A multi-layered amorphous semiconductor material |
| US4542256A (en) * | 1984-04-27 | 1985-09-17 | University Of Delaware | Graded affinity photovoltaic cell |
-
1985
- 1985-04-19 JP JP60082265A patent/JPS61241985A/ja active Pending
-
1986
- 1986-04-14 US US06/851,511 patent/US4831428A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4972245A (en) * | 1988-03-23 | 1990-11-20 | National Space Development Agency Of Japan | Infrared detecting element |
| JPH05218490A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-08-27 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 金属・半導体・金属光検出器及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4831428A (en) | 1989-05-16 |
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