JPS62299088A - 光電子ビ−ム変換素子 - Google Patents
光電子ビ−ム変換素子Info
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- JPS62299088A JPS62299088A JP61141234A JP14123486A JPS62299088A JP S62299088 A JPS62299088 A JP S62299088A JP 61141234 A JP61141234 A JP 61141234A JP 14123486 A JP14123486 A JP 14123486A JP S62299088 A JPS62299088 A JP S62299088A
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Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
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）
本発明は光電子ビーム変換素子に関し、特に固体電子ビ
ーム発生装置を用いた光電子ビーム変換素子に関するも
のである。
ーム発生装置を用いた光電子ビーム変換素子に関するも
のである。
（従来の技術〕
固体電子ビーム発生装置として、半導体中に形成された
異種接合に電界を印加して半導体表面から外部に電子ビ
ームを放射させる装置が知られている。
異種接合に電界を印加して半導体表面から外部に電子ビ
ームを放射させる装置が知られている。
例えば特公昭５４−３０２７４号公報には、＾ｕＰとＧ
ａＰの混晶に形成したｎ−ｐ接合に順方向電圧を印加し
てＰ壁領域の表面から電子を放出させる装置が開示され
ている。特開昭５４−１１１２７２号公報には半導体表
面の絶縁層に設けた開口内に少くとも一部を露出させた
ｐ−ｎ接合に逆方向電圧を印加し、かつ開口の縁まで絶
縁層に加速電極を設けている固体電子ビーム発生装置が
、また特開昭５６−１５５２’１号公報には、半導体表
面の絶縁層に設けた開口部の縁部に加速電極を設け、開
口内で半導体表面に平行に伸長しているｐ−ｎ接合に逆
方向電圧を加えて半導体外部に電子を放出させる半導体
装置が開示され、またこれら特開昭５４−１１１２７２
号公報、特開昭５６−１５５２９号公報にはそれぞれ半
導体基板上に集積された電子ビーム発生装置が開示され
ている。また特開昭５７−３８５２８号公報には、ｐ−
ｎ接合に順方向バイアス電圧をかけて半導体表面から電
子を放出させる素子を半導体基板上に集積させたマルチ
玲電子放出陰極が開示されている。
ａＰの混晶に形成したｎ−ｐ接合に順方向電圧を印加し
てＰ壁領域の表面から電子を放出させる装置が開示され
ている。特開昭５４−１１１２７２号公報には半導体表
面の絶縁層に設けた開口内に少くとも一部を露出させた
ｐ−ｎ接合に逆方向電圧を印加し、かつ開口の縁まで絶
縁層に加速電極を設けている固体電子ビーム発生装置が
、また特開昭５６−１５５２’１号公報には、半導体表
面の絶縁層に設けた開口部の縁部に加速電極を設け、開
口内で半導体表面に平行に伸長しているｐ−ｎ接合に逆
方向電圧を加えて半導体外部に電子を放出させる半導体
装置が開示され、またこれら特開昭５４−１１１２７２
号公報、特開昭５６−１５５２９号公報にはそれぞれ半
導体基板上に集積された電子ビーム発生装置が開示され
ている。また特開昭５７−３８５２８号公報には、ｐ−
ｎ接合に順方向バイアス電圧をかけて半導体表面から電
子を放出させる素子を半導体基板上に集積させたマルチ
玲電子放出陰極が開示されている。
これらの固体電子ビーム発生装置は、小型でかつｐ−ｎ
接合に印加する電圧により電子放出を変調できる等の多
くの利点を有する。小型化できる利点をいかし、複数個
の電子ビームを配置した装置が考えられるが、その電子
ビーム発生装置を駆動するための配線が複雑になり問題
点となっていた。
接合に印加する電圧により電子放出を変調できる等の多
くの利点を有する。小型化できる利点をいかし、複数個
の電子ビームを配置した装置が考えられるが、その電子
ビーム発生装置を駆動するための配線が複雑になり問題
点となっていた。
一方、Ｄ、Ｊ、Ｂａｒｔｅｌｉｎｇ、 Ｊ、Ｌ、Ｍｏ１
１． Ｎ、１．Ｍｅｙｅｒらは、Ｐｈｙｓ、 Ｒｅｖ
、 Ｖｏｌ、１３０ Ｎｕｍｂｅｒ ３ （１９ｉ３３
） ９７２〜９８５の中で、ｐ−ｎ接合に逆方向電圧を
印加し、電子なだれを起こし、電子を発生させる場合、
Ｐ型領域に光を照射し、電子を励起し、駆動することも
できると報告している。しかし、励起用の光は、電子ビ
ーム放出側から入射しており、光電子ビーム変換素子と
して利用する場合この点が大きな制約となっていた。
１． Ｎ、１．Ｍｅｙｅｒらは、Ｐｈｙｓ、 Ｒｅｖ
、 Ｖｏｌ、１３０ Ｎｕｍｂｅｒ ３ （１９ｉ３３
） ９７２〜９８５の中で、ｐ−ｎ接合に逆方向電圧を
印加し、電子なだれを起こし、電子を発生させる場合、
Ｐ型領域に光を照射し、電子を励起し、駆動することも
できると報告している。しかし、励起用の光は、電子ビ
ーム放出側から入射しており、光電子ビーム変換素子と
して利用する場合この点が大きな制約となっていた。
（発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、上述した従来例の欠点を除去し、光の入射と
、ｐ−ｎ接合への逆電圧の印加によって簡単な構造で電
子ビームを発生しつる光電子ビーム変換素子を提供する
ことを目的とする。
、ｐ−ｎ接合への逆電圧の印加によって簡単な構造で電
子ビームを発生しつる光電子ビーム変換素子を提供する
ことを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
このような目的を達成するために、本発明の光電子ビー
ム変換素子は、 ｎ型領域と ｎ型領域間に形成したｐ
−ｎ接合を有する半導体基板を含み、半導体基板側に開
口部が設けられており、開口部から入射する光およびｐ
−ｎ接合に印加する逆方向電圧により、電子ビームを発
生することを特徴とする。
ム変換素子は、 ｎ型領域と ｎ型領域間に形成したｐ
−ｎ接合を有する半導体基板を含み、半導体基板側に開
口部が設けられており、開口部から入射する光およびｐ
−ｎ接合に印加する逆方向電圧により、電子ビームを発
生することを特徴とする。
本発明においては基板側に設けた開口部から、光を入射
させ、ｐ−ｎ接合に逆方向電圧を印加することにより電
子ビームを発生させることにより、光信号で電子ビーム
を容易に発生できる。
させ、ｐ−ｎ接合に逆方向電圧を印加することにより電
子ビームを発生させることにより、光信号で電子ビーム
を容易に発生できる。
〔実施例）
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
第１図は、本発明の第１実施例の素子断面を示す図であ
る。第１図において、１はｐ型Ｓｉ基板、２は高濃度ド
ープｎ型領域、３はｎ型領域、４はｐ−ｎ接合、５は、
仕事関数を低下させる材料でたとえばセシウム（Ｃｓ）
薄膜等のもの、６は、絶縁層たとえは酸化シリコン（Ｓ
ｉｏ２ ）等、７は電子加速用電極、８は電極、 ９は
高濃度トープｎ型領域の基板側に設けられた開口部、１
０は５ｎ０２ 、ＩＴＯなどからなる透明電極である。
る。第１図において、１はｐ型Ｓｉ基板、２は高濃度ド
ープｎ型領域、３はｎ型領域、４はｐ−ｎ接合、５は、
仕事関数を低下させる材料でたとえばセシウム（Ｃｓ）
薄膜等のもの、６は、絶縁層たとえは酸化シリコン（Ｓ
ｉｏ２ ）等、７は電子加速用電極、８は電極、 ９は
高濃度トープｎ型領域の基板側に設けられた開口部、１
０は５ｎ０２ 、ＩＴＯなどからなる透明電極である。
このような素子は通常の半導体リソグラフィー技術によ
って作製できる。
って作製できる。
次に、本発明の素子の動作原理について説明する。本素
子は、駆動回路ＤＣによりｐ−ｎ接合に逆バイアスが印
加されている。この印加電圧は、電子なだれを生じ始め
るしきい値電界よりやや低くセットされている。第１図
に示す如く、高濃度ｎ型領域２の裏側の開口部９から入
射した光りは、透明電極１０を透過し、高濃度ｎ型領域
２の電子を励起する。励起された電子がトリガとなり電
子なだれが生じ、ｎ型領域３を通りぬけ、さらに加速電
極７により生じる電界により加速され電子ビームＥＢが
放出される。−型領域３の表面には、セシウム等の仕事
関数を低下させる材料が蒸着されており、低エネルギー
の電子も放出できる。
子は、駆動回路ＤＣによりｐ−ｎ接合に逆バイアスが印
加されている。この印加電圧は、電子なだれを生じ始め
るしきい値電界よりやや低くセットされている。第１図
に示す如く、高濃度ｎ型領域２の裏側の開口部９から入
射した光りは、透明電極１０を透過し、高濃度ｎ型領域
２の電子を励起する。励起された電子がトリガとなり電
子なだれが生じ、ｎ型領域３を通りぬけ、さらに加速電
極７により生じる電界により加速され電子ビームＥＢが
放出される。−型領域３の表面には、セシウム等の仕事
関数を低下させる材料が蒸着されており、低エネルギー
の電子も放出できる。
次に、本発明の第２実施例について、第２図を用いて説
明する。第２実施例は、第１実施例に比べて、ｐ型Ｓｉ
基板ｌが高濃度ｎ型領域２までエツチングされている点
が異なり動作原理は、第１実施例と同様である。第２実
施例の場合、電子ビーム発生のトリガーとなる光りが直
接、高濃度ｎ型領域２に当り、電子ビーム発生効率が上
がり、さらに、逆バイアス用電極間隔がせまくなるため
、駆動電圧が小さくて済む等の利点かある。
明する。第２実施例は、第１実施例に比べて、ｐ型Ｓｉ
基板ｌが高濃度ｎ型領域２までエツチングされている点
が異なり動作原理は、第１実施例と同様である。第２実
施例の場合、電子ビーム発生のトリガーとなる光りが直
接、高濃度ｎ型領域２に当り、電子ビーム発生効率が上
がり、さらに、逆バイアス用電極間隔がせまくなるため
、駆動電圧が小さくて済む等の利点かある。
基板１の高濃度ｎ型領域までのエツチング方法としては
、マスクを介してフッ酸硝酸の混合材によりウェットエ
ツチングを行なう方法、 ＣＪ２２ガスを用い反応性イ
オンエツチングを行なう方法がある。基板間が約５００
μｍと厚いため、 １回のマスクでは、エツチングが終
了しない場合は、数回にわけてマスク形成とエツチング
をくり返せば良い。
、マスクを介してフッ酸硝酸の混合材によりウェットエ
ツチングを行なう方法、 ＣＪ２２ガスを用い反応性イ
オンエツチングを行なう方法がある。基板間が約５００
μｍと厚いため、 １回のマスクでは、エツチングが終
了しない場合は、数回にわけてマスク形成とエツチング
をくり返せば良い。
上述した第１、第２の実施例におけるＳｉにかえて化合
物半導体を用い得ることは明らかである。
物半導体を用い得ることは明らかである。
また第１図、第２図に示した素子は構造が簡単であって
、単一基板上に複数の素子を集積化できる。
、単一基板上に複数の素子を集積化できる。
次に本発明の第３実施例について第３図を用いて説明す
る。
る。
本実施例は、第１実施例もしくは第２実施例の光電子ビ
ーム変換素子を複数個配置したもの（ＭＥＢＳ）である
。従来、この光電子ビーム変換素子を複数個集積化し、
各々を独立に駆動する場合、各素子への配線が複雑にな
り、これが高集積化をはばむ原因となっていた。本素子
の場合、複数個の光電子ビーム変換素子ＭＥＢＳは光入
力端に共通の透明電極１０が設けられ、一方、電子ビー
ム出射側のｎ型領域に共通の電極８が設けられているだ
けである。９１１．９１２・・・９２１．９２２・・・
、９５５はそれぞれ電子ビーム源に対応した開口部であ
る。共通の透明電極ｌＯと共通電極８との間に電子なだ
れを生じる電圧よりわずかに小さい逆電圧が印加されて
おり、各電子ビームの放出は、その電子ビーム源に対応
した基板側の開口部に光が入力された時生じるようにな
っている。第３図に示す如く、光Ｌｉｔが入射した電子
ビーム発生素子から電子ビームＥＢＩＩが、同様に光Ｌ
ｍｎに対して電子ビームＥＢ＋＋＋ｎが放出される。
ーム変換素子を複数個配置したもの（ＭＥＢＳ）である
。従来、この光電子ビーム変換素子を複数個集積化し、
各々を独立に駆動する場合、各素子への配線が複雑にな
り、これが高集積化をはばむ原因となっていた。本素子
の場合、複数個の光電子ビーム変換素子ＭＥＢＳは光入
力端に共通の透明電極１０が設けられ、一方、電子ビー
ム出射側のｎ型領域に共通の電極８が設けられているだ
けである。９１１．９１２・・・９２１．９２２・・・
、９５５はそれぞれ電子ビーム源に対応した開口部であ
る。共通の透明電極ｌＯと共通電極８との間に電子なだ
れを生じる電圧よりわずかに小さい逆電圧が印加されて
おり、各電子ビームの放出は、その電子ビーム源に対応
した基板側の開口部に光が入力された時生じるようにな
っている。第３図に示す如く、光Ｌｉｔが入射した電子
ビーム発生素子から電子ビームＥＢＩＩが、同様に光Ｌ
ｍｎに対して電子ビームＥＢ＋＋＋ｎが放出される。
［発明の効果］
以上説明したように、電子なだれを起こし、電子ビーム
を発生させるタイプの装置において、基板側に開口部を
設けて、光を入射させ、ｐ−ｎ接合に逆方向電圧を印加
することにより電子ビームを発生させることにより、光
信号で電子ビームを容易に発生できるという効果がある
。本発明の光電子ビーム変換素子は光交換器等にも応用
できる。
を発生させるタイプの装置において、基板側に開口部を
設けて、光を入射させ、ｐ−ｎ接合に逆方向電圧を印加
することにより電子ビームを発生させることにより、光
信号で電子ビームを容易に発生できるという効果がある
。本発明の光電子ビーム変換素子は光交換器等にも応用
できる。
第１図は、本発明の第１実施例の光電子ビーム変換素子
の断面図、 第２図は、本発明の第２実施例の光電子ビーム変換素子
の断面図、 第３図は、本発明の第３実施例を示す斜視図である。 Ｌ、 Ｌｌ、 ＬＮ・・・光、 ＥＢ、 ＥＢＩ、 ＥＢＮ・・・電子ビーム、ｌ ・・
・ｐ型Ｓｉ基末反、Ｉ ２・・・高濃度ｎ型領域、 ３・・・ｎ型領域、 ４・・・ｐ−ｎ接合、 ５・・・仕事関数を低下させる膜、 ６・・・絶縁層、 ７・・・電子加速用電極、 ８・・・電極、 ９．９１１ 、９１２−−−−９ｉｎ −・開口部、１
０・・・透明電極、 ＤＣ・・・素子駆動回路、 ＭＥＢＳ・・・多光電子ビーム変換素子。 第２図
の断面図、 第２図は、本発明の第２実施例の光電子ビーム変換素子
の断面図、 第３図は、本発明の第３実施例を示す斜視図である。 Ｌ、 Ｌｌ、 ＬＮ・・・光、 ＥＢ、 ＥＢＩ、 ＥＢＮ・・・電子ビーム、ｌ ・・
・ｐ型Ｓｉ基末反、Ｉ ２・・・高濃度ｎ型領域、 ３・・・ｎ型領域、 ４・・・ｐ−ｎ接合、 ５・・・仕事関数を低下させる膜、 ６・・・絶縁層、 ７・・・電子加速用電極、 ８・・・電極、 ９．９１１ 、９１２−−−−９ｉｎ −・開口部、１
０・・・透明電極、 ＤＣ・・・素子駆動回路、 ＭＥＢＳ・・・多光電子ビーム変換素子。 第２図
Claims (1)
- ｎ型領域とｐ型領域間に形成したｐ−ｎ接合を有する半
導体基板を含み、該半導体基板側に開口部が設けられて
おり、該開口部から入射する光および前記ｐ−ｎ接合に
印加する逆方向電圧により、電子ビームを発生すること
を特徴とする光電子ビーム変換素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14123486A JP2597550B2 (ja) | 1986-06-19 | 1986-06-19 | 光電子ビーム変換素子 |
| US07/331,007 US4906894A (en) | 1986-06-19 | 1989-03-28 | Photoelectron beam converting device and method of driving the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14123486A JP2597550B2 (ja) | 1986-06-19 | 1986-06-19 | 光電子ビーム変換素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62299088A true JPS62299088A (ja) | 1987-12-26 |
| JP2597550B2 JP2597550B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=15287226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14123486A Expired - Fee Related JP2597550B2 (ja) | 1986-06-19 | 1986-06-19 | 光電子ビーム変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2597550B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4954864A (en) * | 1988-12-13 | 1990-09-04 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Millimeter-wave monolithic diode-grid frequency multiplier |
| JPH0778554A (ja) * | 1993-09-10 | 1995-03-20 | Hamamatsu Photonics Kk | 光電子放出面およびそれを用いた電子管と光検出装置 |
| JP2006059575A (ja) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Hamamatsu Photonics Kk | 光電陰極板及び電子管 |
| JP2010098329A (ja) * | 2002-08-09 | 2010-04-30 | Hamamatsu Photonics Kk | フォトダイオードアレイ、その製造方法、及び放射線検出器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5023168A (ja) * | 1973-06-28 | 1975-03-12 |
-
1986
- 1986-06-19 JP JP14123486A patent/JP2597550B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5023168A (ja) * | 1973-06-28 | 1975-03-12 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4954864A (en) * | 1988-12-13 | 1990-09-04 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Millimeter-wave monolithic diode-grid frequency multiplier |
| JPH0778554A (ja) * | 1993-09-10 | 1995-03-20 | Hamamatsu Photonics Kk | 光電子放出面およびそれを用いた電子管と光検出装置 |
| JP2010098329A (ja) * | 2002-08-09 | 2010-04-30 | Hamamatsu Photonics Kk | フォトダイオードアレイ、その製造方法、及び放射線検出器 |
| JP2006059575A (ja) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Hamamatsu Photonics Kk | 光電陰極板及び電子管 |
| JP4647955B2 (ja) * | 2004-08-17 | 2011-03-09 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光電陰極板及び電子管 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2597550B2 (ja) | 1997-04-09 |
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