JPS6220215A

JPS6220215A - 光電面およびその製造方法

Info

Publication number: JPS6220215A
Application number: JP60159766A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Iigami; 飯上　芳樹
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1985-07-19
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1987-01-28
Also published as: US4725758A

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】（産業上の利用分野）本発明は、特に近赤外において大きな光感度を有し、か
つ光感度の劣化が少ない銀と酸化銀とカリウムとナトリ
ウムとセシウムとからなる光電面およびその光電面の製
造方法に関する。

（従来の技術）赤外線領域において光感度を有する光電面として、銀と
酸素とセシウム（Ａｇ−０−Ｃｓ）で形成されたものが
知られている。

このような光電面については、アルフレッド・ゾンマー
によって書かれた「フォトエミソシブマテリアルズ」　
（ジョンワイリー　アイド　ザンスインク１．９６８）
に集成されている。

前記著ｗ１３４ページから１４０ページによれば、銀の
薄膜の最適な厚さは１００オングストロームないし２０
０オングストロームである。

これらの記述に基づいて光電面を製造すると、赤外線領
域において光感度を有する光電面が得られる。この光電
面は波長が１．２ミクロンまで光感度をもつ。

本件発明者は、前記銀と酸素とセシウム（Ａｇ−Ｏ−Ｃ
ｓ）で形成された光電面よりも、より長い波長領域に感
度をもつ、銀と酸化銀とカリウムとセシウムからなる光
電面とその製造方法（特公昭５９−１１１８１号）を提
案している。

この光電面は前記銀と酸素とセシウム（Ａｇ−０−Ｃｓ
）光電面の感度を有する領域ではより高い感度をもち、
さらに波長が１．７μｍ程度までの光感度を有している
。

（発明が解決しようとする問題点）前記本件発明に係る光電面は赤外線領域にがなりの光感
度を持っているが、分光分析装置等で使用するときに利
得の変動があると言う問題が指摘されている。

本発明の目的は、赤外領域に前記光電面と同等またはそ
れ以上の感度をもち利得の変動が少ない光電面とその製
造方法を提供することにある。

（問題を解決するための手段）前記目的を達成するために、本発明による光電面は、銀
と酸化銀とカリウムとナトリウムとセシウムとから構成
されている。

また前記光電面の製造方法は、透明な基板の表面に銀を
蒸着する銀層形成工程と、酸素雰囲気を導入して、放電
を発生させ、前記銀層の表面を酸化して酸化銀層を形成
する酸化Ｉ１１’ｔｉ形成工程と、前記基板および銀層
を加熱し、前記酸化銀層にカリウムを蒸着するカリウム
層形成工程と、前記カリウム層を加熱し、ナトリうムを
蒸着するナトリウム層形成工程と、前記ナトリウム層に
銀を蒸着する他の銀層形成工程と、前記他の銀層の上に
セシウムを蒸着するセシウム層形成工程と、前記セシウ
ム層の上にさらに他の銀層を形成する工程とから構成さ
れている。

（実施例）以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
。

第２図は、本発明による光電面が形成されるべき光電管
の製造過程における断面図である。

光電管１は有底円筒状の気密容器２を有する。

気密容器２はガラス壁から形成されている。

光電面４は、気密容器２のフェースプレートまたは光電
面基板３の容器２の内面側に形成される。

光電面４に対向して板状の陽極５が設けられている。

気密容器２の側壁の内壁で前記基板３から陽極５に至る
部分に薄いクロム層６が設けられている。

このクロム層６は光電面４に電流を供給するための導体
であり、前記容器２の側面から入射する不要な光を遮蔽
する役割も果たす。

陽極５の光電面４と対向する面にニクロム線に固定され
た組粒７が配置されている。

前記ニクロム線の一端は導入線１３に、他端ば陽極５に
接続されている。

前記光電面基板に対向するステム面８と陽極５との間に
ナトリウム容器９とセシウム容器１０とカリウム容器１
１を設置しである。

ステム面８には環状に導入線１２．１３．１４．。

１５．１６，１７．１８．１９および２０が植設されて
いる。

ステム面８の中心には排気管２１が設けられている。

光電面４はクロム層６を経て導入線２０に電気的に接続
されている。

陽極５ば導入線１２に電気的に接続されている。

ナトリウム容器９であるタンタル箔の円筒の巾にはクロ
ム酸ナトリウム、ジルコニウムおよびタングステンが含
まれている。

ナトリウム容器９の一端は導入線１８に、他端は１９に
接続されている。

セシウム容器１０であるタンタル箔の円筒の中にはクロ
ム酸セシウム、ジルコニウムおよびタングステンが含ま
れている。

セシウム容器１０の一端は１６に、他端は１７に接続さ
れている。

カリウム容器１１であるタンタル箔の円筒の中にはクロ
ム酸カリウム、ジルコニウムおよびタングステンが含ま
れており、カリウム容器１１の一端は１４に、他端ば１
５に接続されている。

排気管２１を介して気密容器内から排気し、その中を１
０−”）−ルの真空度に保つ。

光電面４を形成する工程中において、必要に応じて、そ
れまでに形成された光電面層の感度を測定する。

それまでに形成された面の光感度の測定ば、陽極５に光
電面４に対し５０ないし１５０ボルトの電圧を印加して
おき、適当な標準の光で励起されて発生した光電子を陽
極５で補収し、導入線１２からとり出して測定する。

次に第２図を参照して光電面を形成するだめの工程を説
明する。

（１）管１の内部を浄化するために、管１を外部から加
熱する。加熱温度は３００℃、加熱時間ばは約１時間で
ある。

（２）管１を室温まで冷却後、組粒７からフェースプレ
ート３の内壁に銀を蒸着する。

この蒸着は銀の薄膜が赤紫色を呈するまで続けて、停止
する。

（３）管１内へ純粋な酸素を導入し、酸素ガスを高周波
電界で放電させることにより銀薄膜を酸化する。このと
きの酸素ガス圧は約１トールである。

高周波電界は図示してない高周波電圧発生器の出力端の
一つを陽極５に接続し、他の出力端をフェースプレート
３の外壁に近づけた電極に接続することによって行う。

（４）酸素を排気する。

（５）管１を２００°Ｃに加熱する。

なお、この温度は１５０℃から２５０℃の範囲であれば
よい。

（６）導入線１４と導入線１５との間に電圧を加えるこ
とにより、カリウム容器１１からカリウムを放出させる
。

カリウムは金ｙ層に吸着する。カリうムの供給は銀層が
赤色になるまで続ける。

このとき光電面４が形成されて光感度は頂点を観測する
ことができる。

（７）次に導入線１８と導入線１９との間に電圧を加え
てナトリうム容器９からナトリウムを放出させる。

ナトリウムは光電面４に吸着する。ナトリウムの吸着は
光電面感度が頂点になるまで続ける。

（８）次に組粒７に導入線１２と導入線１３によって通
電する。

光電面４の光感度が零になることが観測される。

（９）管１を１００　’Ｃに加熱する。

なお、この温度は７０℃から１５０℃の間であれば良い
。

ＱＯ）　　次に導入線１６と導入線１７との間に電圧を
加えてセシウム容器１０からセシウムを放出させる。セ
シウムは光電面４に吸着される。

セシウムの吸着は光電面４が灰色になるまで続ける。

（１１）管１を摂氏１９０℃に加熱する。この温度は１
７０°Ｃから２５０　”ｃの間であればよい。この温度
で加熱する時間は３０分である。

（１２）管１を室温に冷却する。

（１３）再び光電面に銀を蒸着する。この銀の蒸着は光
電感度を観測しながら行い、最大値を経過した直後に中
止する。

（１４）その後、光電管１を排気装置から封じて切り取
り光電管を完成する。

前記工程で、第１図に示すように透明な光電面基板の上
に銀層、酸化銀層、カリウム層、ナトリウム層、他の銀
層、セシウム層、さらに他の銀層からなる光電面を持つ
光電管が得られる。

前記工程により形成された光電面（Ｉ）と、先に本件発
明者が提案した前記銀と酸化銀とカリウムとセシウムか
らなる光電面（ＩＩ）と、前述した銀と酸素とセシウム
（Ａｇ−０−Ｃｓ）で形成された光電面（Ｉ［ｒ）の分
光感度特性を第３図に示す。

このグラフは、片対数方眼紙の横軸を波長、縦軸を対数
目盛で単位入射エネルギー当りの光電流出力として示し
たものである。

本発明による光電面が前記いずれの光電面よりも（憂れ
た特性を有していることが理解できる。

第４図は、本発明による光電面と先に本件発明者が提案
した前記銀と酸化銀とカリウムとセシウムからなる光電
面（Ｉｆ）の寿命特性を比較して示したグラフである。

光電面のみが異なる同一形状の光電管を製造し、光電面
４と陽極５の間に２５０ボルトを印加し、０．１ルーメ
ンの白色電球の発光光を入射させ、陽極５より出力電流
を経過時間と共にプロットしたものである。

なお前記出力電流の初期値を１として正規化して示しで
ある。

（発明の効果）以上説明したように本発明方法によれば銀層を酸化しカ
リウムとナトリウムと銀とセシウムを付与することによ
って、長波長で光感度を有すると共に光感度の劣化が極
めて少ない新規な光電面が提供できる。

この光電面は長い波長側に感度をもち安定した動作をす
るものであるから、赤外線領域の計測に広く利用できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光電面の実施例を示す一部拡大断
面図である。第２図は、本発明による光電面が形成される光電管の製
造過程における断面図である。第３図は本発明による光電面の分光感度特性と、従来の
光電面の分光感度特性を比較して示したグラフである。第４図は本発明による光電面と、従来の光電面の寿命特
性を比較して示したグラフである。ｌ・・・光電管　　　　　２・・・気密容器３・・・光
電面基板　　　４・・・光電面５・・・陽極　　　　　
　６・・・薄いクロム層７・・・組粒　　　　　　８・
・・ステム面９・・・ナトリウム容器　１０・・・セシ
ウム容器１１・・・カリウム容器１２．１３，１４．．１５，１６．１７，１８．１９お
よび２０・・・導入線２１・・・排気管特許出願人　浜松ホトニクス株式会社代理人　弁理士　　井　ノ　ロ　　壽 ′Ａ−１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）銀と酸化銀とカリウムとナトリウムとセシウムと
からなる光電面。
（２）透明な基板の上に形成された銀層と、前記銀層の
表面に形成された酸化銀層と、前記酸化銀層の上に形成
されたカリウム層と、前記カリウム層の上に形成された
ナトリウム層と、前記ナトリウム層の上に形成された銀
層と、前記銀層の上に形成されたセシウム層と、前記セ
シウム層の上に形成された銀層から構成された光電面。
（３）透明な基板の表面に銀を蒸着する銀層形成工程と
、酸素雰囲気を導入して、放電を発生させ、前記銀層の
表面を酸化して酸化銀層を形成する酸化銀層形成工程と
、前記基板および銀層を加熱し、前記酸化銀層にカリウ
ムを蒸着するカリウム層形成工程と、前記カリウム層を
加熱し、ナトリウムを蒸着するナトリウム層形成工程と
、前記ナトリウム層に銀を蒸着する他の銀層形成工程と
、前記他の銀層の上にセシウムを蒸着するセシウム層形
成工程と、前記セシウム層の上にさらに他の銀層を形成
する工程とから構成した光電面の製造方法。
（４）前記酸化銀層形成工程は、容器内に導入されたほ
ぼ１トールの酸素雰囲気内で行われる放電によるもので
ある特許請求の範囲第３項記載の光電面の製造方法。
（５）前記カリウム層形成工程は前記基板およびすでに
形成された層を７０℃以上２５０℃以下の範囲内に加熱
し、カリウムを光電感度が最高になるまで蒸着するもの
である特許請求の範囲第３項記載の光電面の製造方法。
（６）前記ナトリウム層形成工程は前記基板およびすで
に形成された層を７０℃以上２５０℃以下の範囲内に加
熱しナトリウムを光電感度が最高になるまで蒸着するも
のである特許請求の範囲第３項記載の光電面の製造方法
。
（７）前記他の銀層形成工程はすでに形成された層に銀
を光電感度が零になるまで蒸着するものである特許請求
の範囲第３項記載の光電面の製造方法。
（８）前記セシウム層形成工程は、すでに形成された層
の上にセシウムを光感度が最高になるまで蒸着するもの
である特許請求の範囲第３項記載の光電面の製造方法。
（９）前記さらに他の銀層を形成する工程は、すでに形
成された層を１５０℃以上２５０℃以下まで加熱したの
ち室温にまで冷却し、その後感光装置に光感度が最高に
なるまで銀を蒸着するものである特許請求の範囲第３項
記載の光電面の製造方法。