KR940010196B1 - 수광소자 및 그 동작방법 - Google Patents

수광소자 및 그 동작방법 Download PDF

Info

Publication number
KR940010196B1
KR940010196B1 KR1019900010147A KR900010147A KR940010196B1 KR 940010196 B1 KR940010196 B1 KR 940010196B1 KR 1019900010147 A KR1019900010147 A KR 1019900010147A KR 900010147 A KR900010147 A KR 900010147A KR 940010196 B1 KR940010196 B1 KR 940010196B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
receiving element
light
substrate
temperature
light receiving
Prior art date
Application number
KR1019900010147A
Other languages
English (en)
Other versions
KR910003842A (ko
Inventor
다케시 키카와
카즈다까 쯔지
켄지 사메시마
타다아끼 히라이
즁이찌 야마자끼
미사오 쿠보타
케이이찌 시다라
Original Assignee
가부시기가이샤 히다찌세이사구쇼
미따 가쯔시게
닛뽕호오소 코오카이
시마 케이시
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시기가이샤 히다찌세이사구쇼, 미따 가쯔시게, 닛뽕호오소 코오카이, 시마 케이시 filed Critical 가부시기가이샤 히다찌세이사구쇼
Publication of KR910003842A publication Critical patent/KR910003842A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR940010196B1 publication Critical patent/KR940010196B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/0248Semiconductor 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
    • H01L31/036Semiconductor 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 characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0392Semiconductor 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 characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/10Screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored
    • H01J29/36Photoelectric screens; Charge-storage screens
    • H01J29/39Charge-storage screens
    • H01J29/45Charge-storage screens exhibiting internal electric effects caused by electromagnetic radiation, e.g. photoconductive screen, photodielectric screen, photovoltaic screen
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/024Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/0248Semiconductor 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
    • H01L31/0256Semiconductor 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 characterised by the material
    • H01L31/0264Inorganic materials
    • H01L31/0272Selenium or tellurium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/08Semiconductor 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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/09Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

수광소자 및 그 동작방법
제 1 도는 본 발명에 관한 촬상관의 일예를 표시한 단면개략도.
제 2a 도∼제 2c 도는 본 발명에 관한 적층구조기판을 표시한 단면도.
제 3a 도는 본 발명에 관한 온도제어장치를 가진 수광장치의 일예를 표시한 개념도.
제 3b 도는 본 발명에 관한 온도제어장치를 가진 촬상관의 표적(target)부의 일예를 표시한 정면개략도.
제 4 도는 본 발명에 관한 촬상관의 일예에 있어서의 온도제어에 의한 기판온도 변동의 억제효과를 표시한 도면.
제 5 도는 본 발명에 관한 온도제어장치를 가진 촬상관의 일예에 있어서의 온도제어시의 기판면(전자비임주사쪽)의 동경(動徑)방향의 온도분포를 표시한 도면.
제 6a 도는 본 발명에 관한 1차원 장척이미지 센서의 일예를 표시한 사시도.
제 6b 도는본 발명에 관한 1차 장척이미지 센서의 일예를 표시한 평면도.
제 6c 도는 본 발명에 관한 1차원 장척이미지 센서의 일예를 표시한 단면도.
제 7 도는 비정질 Se 광도전막을 가진 본 발명에 관한 촬상관의 기판온도와 수명시간과의 관계를 표시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 투광성기판 12 : 투광성 도전막
14 : 전자비임 랜딩층 15 : 인듐링
16 : 금속제 표적링 17 : 하우징
21 : 유리 또는 성영판 22 : 열전도성재료로 이루어진 층
23 : 유리 또는 석영층 32 : 가열방열기
33 : 온도제어회로 34 : 온도검지기
61 : 유리판 62 : 단결정사파이어박판
63 : 판독전극 64 : 비정질도전막
65 : 도전막
본 발명은 수광소자 및 동작방법에 관한 것으로, 특히 촬상관, 1차원 이미지센서, 2차원 이미지센서 등에 대표되는 이미징디바이스나, 포토셀 등에 응용해서 호적한 수광소자 및 그 동작방법에 관한 것이다.
종래, 투광성기판위에 적어도 투광성 도전막, 광도전막이 순차 적층되어서 이루어진 수광수자로서, 광센서, 1차원 이미지센서, 2차원 이미지센서, 촬상관등이 일반적으로 알려져 있다. 이들에 대해서는 예를 들면, 일본국 특공소 55-14554, 동특공소 59-26154호 공보, 동특공소 49-24619호 공보, 동특개소 63-304551호 공보 등에 개시되어 있다.
일반적으로, 광도전막의 전기적 특성은 온도에 의존하기 때문에, 상기 수광소자의 특성은 사용시의 광도전막의 온도에 따라서 변화한다. 특히, 광도전막에 셀렌을 주체로 하는 비정질 반도체를 사용한 수광소자에서는, 온도가 높아지면 암전류(dark current)나 유상(after image)이 증가하거나, 또, 높은 온도에서 장시간 사용하면 광도전막이 부분적으로 결정화해서 화질의 열화를 초래하기 때문에 수명이 짧아진다. 반대로 사용온도가 지나치게 낮으면, 감도의 저하, 잔상(lag)의 증대등이 발생하기 쉽다.따라서, 수광소자에 있어서는, 광도전막의 온도를 제어해서 수광소자의 성능이 가장 양호하게 되는 상태에서 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 일 때문에, 수광소자를 양호한 상태에서 사용하기 위하여, 열전냉각소자에 의해 촬상관 표적부를 냉각하면서 상기 소자를 동작시키는 방법이 일본국 63-174245호 공보에 개시되어 있다.
본 발명자들은, 상기 종래기술을 사용해서 제조된 열전냉각소자를 구비한 수광소자의 암전류나 잔상 등에 대해서 상세히 검토하였다. 그 결과, 특성의 개선이 충분히 도모되어 있지 않다는 것, 그 원인은 투광성기판의 열전도성이 불충분하기 때문에, 광도전막의 정밀한 온도제어를 할 수 없기 때문이라는 것을 발견하였다.
본 발명의 목적은, 광도전막의 온도제어를 정밀하고도 효율좋게 행할 수 있는 수광수자를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 수광소자의 특성이 가장 양호하게 되는 온도에서 사용할 수 있는 상기 수광소자의 동작방법을 제공하는데 있다.
상기 목적은, 투광성기판위에 적어도 투광성 도전막, 광도전막이 순차 적층되어서 이루어진 수광소자에 있어서, 상기 투광성기판의 적어도 일부에 열전도성에 뛰어난 재료로 이루어진 열전도층을 형성하므로서 달성된다.
상기 다른 목적은, 상기 열전도층 또는 열전도층과 접촉하는 다른 열전도성에 뛰어난 재료로 이루어진 물질의 온도를 제어하므로서 달성된다.
촬상관을 예로 들어서 본 발명의 작용을 설명한다. 제 1 도는 본 발명을 적용한 촬상관의 단면 개략도를 표시한 일예이다.
(11)은 열전도성에 뛰어난 투광성의 재료로 이루어진 기판, (12)는 투광성 도전막, (13)은 광도전막, (14)는 전자비임랜딩층, (15)는 인듐링, (16)은 금속제 표적링, (17)은 전자총을 내장한 촬상관의 하우징(匡體)이다.
제 1 도에 있어서는 기판(11)을 모두 열전도성물질로 형성하였으나, 반드시 그럴 필요는 없으며, 제 2a 도∼제 2c 도에 표시한 바와같이 기판의 일부에 균일한 두께의 열전도성에 뛰어난 층(22)를 형성한 적층구조로 해도된다.
제 2a 도는, 산화실리콘을 주체로 하는 유리 또는 석영판(21)의 위에 열전도성에 뛰어난 재료로 이루어진 층(22)를 형성한 2층 구조기판을 표시한 단면도이다.
제 2b 도는 열전도성에 뛰어난 재료로 이루어진 층(22)의 위에 유리 또는 석영으로 이루어진 층(23)을 형성한 2층 구조기판을 표시한 단면도이다. 제 2c 도는 동도면에서 표시한 2층 구조기판위에, 또 유리 또는 석영으로 이루어진 층(23)을 형성한 3층 구조기판을 표시한 단면도이다. 상기 어느 적층구조기판에 있어서도, 제 2a 도∼제 2c 도의 각 도면에 있어서의 위쪽에 투광성 도전막, 광도전막, 전자비임랜딩층 등으로 이루어진 광전변환부가 형성되고, 광은 아래쪽으로부터 입사하도록 한다.
제 2a 도에 표시한 2층 구조기판에서는, 외기온도가 광도전막의 제어온도와 차가 있을 경우, 상기 석영판(21)의 외기온도에 대한 단열층으로서 작용하므로 제 1 도에 표시한 단층기판(11)을 사용하였을 경우에 비교해서 온도제어를 효율좋게 형할 수 있다. 제 2b 도에 표시한 2층 구조기판에서는, 열전도성에 뛰어난 재료로 이루어진 층(22)의 표면을 충분히 평활하게 하는 일이 곤란할 경우, 상기 층(23) 표면에 평활하게 하므로서, 상기 적층 구조기판의 상면에 투광성 도전막 등을 균일하게 형성할 수 있는 효과가 있다. 또, 투광성 도전막 또는 광도전막과 상기층(22)와의 밀착성이 좋지 않은 경우에 상기층(23)이 상기 투과성 도전막 또는 광도전막과 상기층(22)와의 접착층으로서 작용하므로 유효하다. 제 2c 도에 표시한 3층 구조기판은, 제 2a 도, 제 2b 도에 표시한 2층 구조기판의 각각의 이점도 합쳐서 가진 적층구조기판이다.
상기 적층구조기판은, 예를들면 산화실리콘을 주체로 하는 유리판(21) 또는 층(23)의 표면에, 열전도성에 뛰어난 재료로 이루어진 층(22)를 접착제를 사용해서 첩합(貼合)해도 좋고, 또 증착법, 스패터법, 화학기상성장법(CVD법) 등의 어느 하나의 수단에 의해 박막형상으로 형성해도 된다. 혹은 반대로, 열전도성에 뛰어난 재료로 이루어진 층(22)의 표면에, 증착법, 스패터법, CVD법 등의 어느 하나의 수단에 의해 산화실리콘을 주체로 하는 유리 또는 석영으로 이루어진 층(23)을 형성해도 된다.
열전도성에 뛰어난 재료로 이루어진 기판(11)이나 층(22)의 막두께는 재료 및 목적에 따라서 선택하면 된다. 열전도성에 뛰어난 재료로서, 단결정의 사파이어, 탄화실리콘, 질화실리콘, 입방정질화붕소, 다이어몬드, 및 비정질의 탄화실리콘, 다이어몬드상 탄소 등을 사용할 수 있다. 특히 단결정다아어몬드, 입방정질화붕소, 및 비정질다이어몬드상 탄소는 열전도성에 뛰어나 있으며, 예를 들면 단결정사파이어의 1/100 내지 1/500의 두께로 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
제 3a 도는, 제 1 도에 표시한 촬상관과, 가열방열기(32)와 온도검지기(34)(예를 들면, 열전대등)과 온도제어회로(33)을 포함하고, 상기 기판(11)의 온도를 제어하기 위한 온도제어장치를 구비한 수광장치의 개념도를 표시한다. 상기 기판(11)은, 제 2a 도∼제 2c 도에 표시한 적층구조기판을 사용해도 된다. 상기 기판(11)의 온도제어는, 예를들면 배치된 표적링(16)의 외주에 밀착시킨 가열방열기(32)(예를 들면 펠티에소자 등)을 사용해서 행할 수 있다. 기판(11)의 온도는, 상기 온도제어장치의 설정온도와, 상기 온도검출기(34)에 의해 검출된 상기 기판(11)의 온도와의 사이에 차기 발생하였을 경우, 가열방열기(32), 표적링(16) 및 인듐링(15)를 개재해서 온도제어회로(33)에 의해 제어된다.
상기 기판(11)의 온도를 제어하므로서, 상기 기판(11) 위에 형성된 광도전막(13)의 온도는, 효과적으로 제어할 수 있다. 본 발명에서는, 더욱 상기 광도전막(13)의 내면의 온도분포를 작게할 수 있었다.
이와같이, 열전도성에 뛰어난 기판을 사용하므로서, 온도의 추종성이 양호하게 되고, 과열, 과냉이 발생하는 위험성이 감소된다. 또, 광도전막의 막내면에서의 온도분포가 작아지기 때문에, 광도전막의 국소적인 열화나 특성의 저하가 발생하는 위험성이 억제된다. 또, 광도전막의 온도를 열잡음을 무시할 수 있을 정도의 저온으로까지 냉각하므로서, 수광장치의 고감도화를 실현하는 것도 가능하게 된다. 또한, 제 3a 도에서는 온도검출기(34)를 기판(11)의 대기압쪽에 장착하고 있으나, 온도검출기(34)를 촬상관내의 광전변환부에 장착하므로서, 보다 정밀하게 온도제어할 수 있게 된다. 단, 제 2a, c 도에서 표시한 적층구조기판을 사용하는 경우에는, 광전변환부에 장착하므로서 보다 정밀도좋게 제어할 수 있다. 또, 상기 온도검지기(34)는, 인듐링(15)나 표적링(16)에 장착할 수도 있다. 이 경우, 광도전막의 온도제어 정밀도가 다소 뒤떨어지나, 실용상 문제없이 사용할 수 있다.
이상 설명한 본 발명은, 특성의 온도의존성이 비교적 큰 광도전막 예를 들면, Se를 주체로 하는 비정질반도체로 이루어진 수광소자에 있어서 그 효과가 극히 현저하다.
이상, 본 발명울 촬상관에 적용하였을 경우에 대해서 설명하였으나, 다른 수광소자, 예를들면, 포토셀, 1차원 이미지센서, 2차원 이미지센서 등에 적용할 수 있는 것은 말할 것도 없으며, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해서 설명한다.
[실시예 1]
직경 17.6mm, 두께 1.5mm의 단결정사파이어 기판위에, 투광성 도전막으로서 두께 약 100Å의 반투명 Al막(이 막두께는 100∼300Å가 바람직하다.) 광도전막으로서 As를 2wt% 첨가한 막두께 2μm의 비정질 Se막을 순차진공증착법에 의해 형성하고, 그 위에 전자주입저지층도 겸한 전자비임랜딩층으로서 2.5×10-1torr의 Ar 분위기 속에서 Sb2S3막을 0.1μm의 두께로 퇴적하여, 촬상관 표적을 얻는다. 인듐링을 사용해서 상기 촬상관표적을 전자총 및 편광집속용 전극을 내장한 촬상관의 하우징에 압착에 의해 장착한 후, 하우징내를 진공으로 배기, 밀봉하여 제 1 도에 표시한 바와같은 촬상관을 얻는다.
본 촬상관에 제 3a, b 도에 표시한 바와같이, 표적링(16)의 외주에 가열 방열기(32)로서 예를들면 펠티에소자, 기판위에 온도검지기(34)로서 예를들면, 열전대를 장착하고, 이것들을 온도제어회로(33)에 접속한다. 이에 의해 기판(11)의 온도 제어가 가능하게 되며, 그 위에 형성되는 광도전막의 온도를 제어할 수 있다.
본 촬상관은 온도제어를 행하므로서 용이하게 기판(11)의 온도를 장시간 거의 일정하게 유지할 수 있다.
제 4 도에 본 촬상관의 기판온도 20℃로 제어하였을 경우의 기판의 표면온도의 변화를 표시한다. 도면중의 실선(42)는 온도제어를 행하였을 경우에 있어서의 촬상관의 기판온도, 파선(41)은 동작시의 외기온도의 변동이다. 온도제어를 행하지 않는 종래기술에서는, 기판온도는 파선(41)에 추종한 상태에서 큰 변동을 표시하거나, 본 발명에서는 도면에서 명백한 바와같이 기판온도를 거의 20℃로 일정하게 장시간 유지할 수 있다.
제 5 도에 본 촬상관을 외기온도 50℃에서 표적링을 20℃로 유지하였을 때의 기판표면(전자비임주사쪽)의 동경방향의 온도분포를 표시한다. 가로축은 기판상의 위치를 표시하고, S,S´, C,C´, A,A´ O의 각 점은 각각 제 3b 도에 표시한 S,S´, C,C´, A,A´, O의 각 점에 대응한다. 즉, 위치 S,S´는 기판의 외주, C,C´는 광도전막의 외주, A,A´는 전자비임주사영역의 대각, O는 기판의 중심이다.
도면중의 실선(51)은 본 발명에서 사용한 단결정사파이어 기판의 온도분포, 파선(52)는 종래의 유리기판을 사용해서 마찬가지로, 냉각한 경우의 온도분포이다. 도면에서 명백한 바와같이, 본 발명에 의해 기판의 냉각효과는 대폭적으로 향상하고, 또한 내면의 온도분포의 균일성도 개선된다.
본 실시예에서 표시한 촬상관은, 종래기술의 유리기판과 동일치수의 단결정사파이어 기판을 사용하므로서, 종래와 동일제조장치 및 제조방법으로 제작할 수 있다고 하는 제작상의 이점, 및 기판 전체가 열전도성이 좋은 재료로 이루어져 있으며, 광도전막의 온도제어가 용이하게 행할 수 있다고 하는 이점을 가진다.
[실시예 2]
유리판(21)에 단결정 사파이어 박판을 에폭시수지등의 무색투명한 접착제를 사용해서 내부에 기포등이 남지 않도록 접착하여, 제 2a 도에 표시한 구조의 2/3인치 사이즈의 촬상관용의 적층구조기판을 얻는다. 상기 적층구조기판에 실시예1에서 설명한 수순에 따라서 반투명 Al막 또는 살화인듐막 등의 종래기술에 의한 투광성 도전막, 비정질 Se막 또는 Se를 주체로 하는 비정질 반도체막, 및 Sb2S3막을 형성하여, 촬상관 표적을 얻는다.
또, 인듐링을 사용해서 전자총등을 내장한 촬상관의 하우징에 상기 촬상관 표적을 장착하고, 하우징내를 진공으로 배기, 밀봉하여 광도전형 촬상관을 얻는다.
본 실시예에서 표시한 촬상관은, 상기 적층구조기판의 표면쪽(광입사쪽)에 열전도도가 작은 유리판(21)을 갖추고 있으며, 광입사쪽의 열의 전도가 억제된 상태에서 사파이어 박판을 개재해서 광도전막이 온도제어되므로, 보다 효율적으로, 또한 정밀하게 광도전막이 온도제어된다고 하는 이점을 가진다.
[실시예 3]
단결정 탄화실리콘 판위에 스패터법에 의해 두께 5∼10μm의 유리막을 형성한다. 다음에 유리면을 연마, 세정해서 제 2b 도에 표시한 구조의 1인치 사이즈의 촬상관용 적층구조기판을 얻는다.
상기 적층구조기판을 사용해서 실시예2와 마찬가지의 방법에 의해서 광도전형 촬상관을 얻는다.
본 실시예에서 표시한 촬상관은, 상기 적층구조기판의 광도전막을 형성하는 쪽에 유리막을 갖추고 있으며, 이 유리막 표면을 광학연마하므로서 평활성에 뛰어난 표면으로 할 수 있으므로, 화면결합의 발생률이 낮다고 하는 이점을 가진다.
[실시예 4]
유리판위에 CVD법 혹은 증착법 등의 수법을 사용해서 두께 10μm의 다이어몬드상 탄소막을 형성한다. 이것에 두께 0.1mm의 유리박판을 투명한 에폭시수지등의 접착제를 사용해서 기포를 남기지 않도록 첩합하여, 제 2c 도의 구조의 1인치 사이즈의 적층구조기판을 얻는다. 상기 적층구조기판을 사용해서 실시예2와 마찬가지의 방법에 의해 광도전형 촬상관을 얻는다. 또한, 상기 실시예1 내지 4에 있어서 투명도전막과 Se계 광도전막과의 사이에 정공(正孔)주입저지보조층(auxilary blocking layer for preventing injection of holes)으로서 예를들면 두께 100∼300Å의 CeO2층을 형성해도 된다.
본 실시예에서 표시한 촬상관은, 상기 실시예2 및 실시예3에서 표시한 촬상관이 가진 이점을 동시에 구비한다.
상기 촬상관을 구비한 카메라를 사용하여, 촬상관의 기판온도를 20℃로 제어해서 촬영하였던 바, 잔상이 없는 양호한 영상을 얻을 수 있었다. 또 수명은 장수명이다.
[실시예 5]
본 실시예에서는, 본 발명에 관한 고체수광소자에 대해서 제 6a 도∼제 6c 도를 사용해서 설명한다. 고체수광소자의 일예로서, 1차원 장척이미지센서를 초든다. 제6도 A는 상기 이미지센서의 사시도, 동도면 B는 그 평면도, 동도면 C는 동도면 B의 A-A´에 있어서의 단면도이다.
유리판(61)의 위에 단결정사파이어의 박판(62)를 첩부하여 적층구조기판으로 한다.
그위에 종래의 기술에 의해 투광성 도전막을 형성한 후, 포토에칭법에 의해 상기 투광성 도전막을 분리하여, 개별적인 판독전극(63)으로 한다.
다음에 판독전극(63)의 위에 장척형상의 구멍을 형성한 마스크를 통해서 Se를 주체로 하는 두께 0.5∼6μm의 비정질광도전막(64)를 형성한다. 이것에 도전막(65)를 퇴적해서 광전변환부로 한다.
상기 광전변환부의 판독전극(63)을 상기 유리판(61) 또는 적층구조기판위에 형성된 주시회로(도시생략)에 본딩등의 수단에 의해 접속하여, 본 발명에 관한 1차원 장척이미지센서를 얻는다.
상기 1차원적 장척이미지센서는, 상기 적층구조기판의 일부에 열전도성이 좋은 재료를 가지고 있어, 광도전막의 온도제어가 용이하고, 각 화소간의 성능이 균일하다고 하는 이점을 가진다.
상기 실시예1 내지 5에서 얻게된 수광소자의 비정질 Se계 광도전막에, 8×105V/cm이상의 전계를 인가하므로서, 광도전막내에서 전하의 애벌란시(avalanche) 증배현상이 발생하여, 이득이 1보다 큰 고감도의 특성을 얻게 된다. 예를들면 막두께가 2μm의 수광디바이스를 240에서 사용하면 이득이 약 10의 출력을 얻게 된다.
제 7 도는 비정질 Se막의 광도전막을 가진 촬상관을, 광도전막내에서 애벌란시 증배가 발생하는 전압을 인가하여 동작시켰을 경우의 수명특성과 사용온도와의 관계를 표시한 일예이다.
제 7 도에서 비정질 Se로 이루어진 광도전막을 가진 촬상관에 본 발명을 적용해서 사용온도를 30℃이하로 유지하면, 수명을 대폭적으로 연장할 수 있는 것이 명백하다.
본 발명에 의하면, 수광소자의 광도전막의 온도를 용이하게 또한 정밀하게 제어할 수 있으므로, 수광소자의 뛰어난 특성을 장시간에 걸쳐서 또한 안정적으로 발휘시킬 수 있다.
이상 설명한 것은 본 발명의 대표적인 실시예이며, 그 정신과 범위에서 벗어나지 않는 한 본 발명에서 여러 가지 변경과 변화가 이루어질 수 있음은 말할 것도 없다.

Claims (17)

  1. 적어도 일부에 열전도성에 뛰어난 절연재료로 이루어진 층을 투광성기판과, 이 투광성기판위에 형성된 투광성 도전막과, 이 투광성 도전막위에 형성된 광도전막을 포함하는 것을 특징으로 하는 수광소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 투광성기판은, 산화실리콘을 주체로 하는 유리판과, 이 유리판위에 형성된 열전도성에 뛰어난 절연재료로 이루어진 층으로 이루어진 2층 구조기판인 것을 특징으로 하는 수광소자.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 투광성 도전막은 상기 산화실리콘을 주체로 하는 유리층위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수광소자.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 투광성 도전막은, 상기 열전도성에 뛰어난 절연재료로 이루어진 층위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수광소자.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 투광성기판은, 산화실리콘을 주체로 하는 유리판과, 이 유리판위에 형성된 열전도성에 뛰어난 절연재료로 이루어진 층과, 이 열전도성에 뛰어난 절연재료로 이루어진 층위에 형성된 산화실리콘읠 주체로 하는 유리층으로 이루어진 3층 구조기판인 것을 특징으로 하는 수광소자.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 열전도성에 뛰어난 절연재료는 단결정사파이어, 단결정 탄화실리콘, 단결정질화실리콘, 단결정입방정 질화붕소, 단결정다이어몬드, 및 비정질다이어몬드상탄소, 비정질탄화실리콘으로부터 선택되는 적어도 1종류의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수광소자.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 수광소자는, 또 상기 투광성 도전막에 전기적으로 접속된 전극과 상기 광도전막과 대향해서 배설된 전자총을 포함한 것을 특징으로 하는 수광소자.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 투광성 도전막은, 다수의 장척으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 수광소자.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 광도전막은 Se를 주체로 하는 비정질재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 수광소자.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 수광소자는, 또 상기 광도전막의 온도를 제어하기 위한 수단을 가진 것을 특징으로 하는 수광소자.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 광도전막은 상기 수단에 의해 40℃ 이하의 온도로 유지하는 것을 특징으로 하는 수광소자.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 수광소자는 상기 광도전막내에서 전하의 애벌란시 증배를 발생시킬 수 있는 전압을 인가하기 위한 수단을 가진 것을 특징으로 하는 수광소자.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 애벌란시 증배를 발생시킬 수 있는 전압이 인가되었을 때의 상기 광도전막내에 있어서의 전계강도는 8×105V/㎝ 이상인 것을 특징으로 하는 수광소자.
  14. 적어도 일부에 열전도성 절연재료로 이루어진 층을 가진 투광성기판과, 이 투광성기판 위에 형성된 투광성 도전막과, 이 투광성 도전막위에 형성된 광도전막을 포함하는 수광소자의 온도를 제어하는 수광소자의 동작방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 열전도성에 뛰어난 절연재료로 이루어진 층의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 수광소자의 동작방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 열전도성에 뛰어난 절연재료로 이루어진 층에 접촉하는 열전도성에 뛰어난 재료의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 수광소자의 동작방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 광도전막의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 수광소자의 동작방법.
KR1019900010147A 1989-07-05 1990-07-05 수광소자 및 그 동작방법 KR940010196B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1171808A JPH0337939A (ja) 1989-07-05 1989-07-05 受光素子及びその動作方法
JP1-171808 1989-07-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR910003842A KR910003842A (ko) 1991-02-28
KR940010196B1 true KR940010196B1 (ko) 1994-10-22

Family

ID=15930109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019900010147A KR940010196B1 (ko) 1989-07-05 1990-07-05 수광소자 및 그 동작방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5070272A (ko)
EP (1) EP0406869B1 (ko)
JP (1) JPH0337939A (ko)
KR (1) KR940010196B1 (ko)
DE (1) DE69013590T2 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2700889B1 (fr) * 1993-01-22 1995-02-24 Thomson Tubes Electroniques Tube convertisseur d'images, et procédé de suppression des lueurs parasites dans ce tube.
KR100255672B1 (ko) * 1997-06-09 2000-05-01 손욱 광도전성 조성물 및 이로부터 형성된 광도전막을 채용한 표시소자
JP4087028B2 (ja) * 1999-06-14 2008-05-14 シャープ株式会社 外部回路実装方法および熱圧着装置
JP4054168B2 (ja) * 2000-08-10 2008-02-27 日本放送協会 撮像デバイス及びその動作方法
CN103412585B (zh) * 2013-07-15 2015-09-23 航天东方红卫星有限公司 一种带主动控温的卫星相机热防护门系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3185891A (en) * 1960-09-19 1965-05-25 Gen Electric Electron optics for infrared camera tubes
JPS5130438B1 (ko) * 1970-04-06 1976-09-01
JPS5230091B2 (ko) * 1972-07-03 1977-08-05
JPS5514554A (en) * 1978-07-19 1980-02-01 Hitachi Ltd Magnetic head and its manufacture
JPS57132639A (en) * 1981-02-12 1982-08-17 Toshiba Corp Cathode-ray tube for projection
JPS5926154A (ja) * 1982-08-04 1984-02-10 日本セメント株式会社 破砕器
JPS5983327A (ja) * 1982-11-04 1984-05-14 Hitachi Ltd 光電変換装置
JPH0687404B2 (ja) * 1986-07-04 1994-11-02 日本放送協会 撮像管及びその動作方法
JPH0724198B2 (ja) * 1987-01-14 1995-03-15 株式会社日立製作所 撮像管タ−ゲツト
US4888521A (en) * 1986-07-04 1989-12-19 Hitachi Ltd. Photoconductive device and method of operating the same

Also Published As

Publication number Publication date
EP0406869A1 (en) 1991-01-09
EP0406869B1 (en) 1994-10-26
DE69013590D1 (de) 1994-12-01
DE69013590T2 (de) 1995-03-02
US5070272A (en) 1991-12-03
JPH0337939A (ja) 1991-02-19
KR910003842A (ko) 1991-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100265472B1 (ko) 비냉각 적외선 검출기 및 그 형성방법
EP0523783B1 (en) An image detector with wavelength shifter
US5900799A (en) High responsivity thermochromic infrared detector
EP0534768A1 (en) Uncooled infrared detector and method for forming the same
US4255686A (en) Storage type photosensor containing silicon and hydrogen
JP3215409B2 (ja) 光弁装置
JPH06244391A (ja) イメージセンサー
US5032718A (en) Photo sensor array and reader with hexagonal fiber bundles
JPS61133540A (ja) イメージ検出器
US3599055A (en) Image sensor with silicone diode array
US20050258425A1 (en) Photoelectric conversion device, image scanning apparatus, and manufacturing method of the photoelectric conversion device
KR940010196B1 (ko) 수광소자 및 그 동작방법
US5006711A (en) Multielement infrared detector for thermal imaging
US6627865B1 (en) Nonplanar integrated optical device array structure and a method for its fabrication
US4914296A (en) Infrared converter
JPH09199699A (ja) 薄膜イメージセンサ
FR2585183A1 (fr) Procede de fabrication d'un detecteur d'image lumineuse et detecteur matriciel bidimensionnel obtenu par ce procede
EP0803910B1 (en) Infrared to visible light image conversion device
JPH07192663A (ja) 撮像装置
JP2594966B2 (ja) 放射線検出素子ブロック及びその製造方法
JPH0763859A (ja) 放射線2次元検出器
JPH0658950B2 (ja) 密着型イメ−ジセンサ
Pace et al. Innovative diamond photo-detectors for UV astrophysics
KR0161370B1 (ko) 액정 라이트밸브
JPH0810582B2 (ja) 受光素子

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20000810

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee