JPS5980978A - 光導電形赤外線検出器 - Google Patents
光導電形赤外線検出器Info
- Publication number
- JPS5980978A JPS5980978A JP58176102A JP17610283A JPS5980978A JP S5980978 A JPS5980978 A JP S5980978A JP 58176102 A JP58176102 A JP 58176102A JP 17610283 A JP17610283 A JP 17610283A JP S5980978 A JPS5980978 A JP S5980978A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- detector
- emitter
- collector
- emitter region
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/24—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only two potential barriers, e.g. bipolar phototransistors
- H10F30/245—Bipolar phototransistors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Radiation Pyrometers (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】
本発明は赤外検出器、特に光導電形検出器の構造及び使
用に係る・ テルル化カドミウム水銀（ＣＭＴ ）合金材料で４ノ 形成された従来の赤外検出器は、簡単な二接触覚導電体
も単−ｐ−ｎ形ホモ接合ホトダイオードも共に良く知ら
れている。最近の研究開発では光導車形素子に含まれる
遅延積分関数（ｔｉｍｅ −ｄｅｌａｙ−１ｎｔａｇｒ
ａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｌｏｒ＋ｓ＋ ） が注視さ
れてきた。
用に係る・ テルル化カドミウム水銀（ＣＭＴ ）合金材料で４ノ 形成された従来の赤外検出器は、簡単な二接触覚導電体
も単−ｐ−ｎ形ホモ接合ホトダイオードも共に良く知ら
れている。最近の研究開発では光導車形素子に含まれる
遅延積分関数（ｔｉｍｅ −ｄｅｌａｙ−１ｎｔａｇｒ
ａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｌｏｒ＋ｓ＋ ） が注視さ
れてきた。
例えば英国特ｔ′Ｆ第１，４８８，２５８号では検出器
がストリップ状であり、ホトキャリヤのドリフト度が被
走査像の速度に適合する、 従来の光導電体、特に走査しない［ステアリング（ｓｔ
ａｒｉｎｇ ） Ｊ式用途に使用される光導電体の大き
な問題は入力光束（１ｎｐｕｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｌ
ｕｘ ）が全く存在しない時でさえ定在ＤＣ出カ（ｓｔ
ａｎｄ−ｉｎｇ ＤＣｏｕｔｐｕｔ ） （バイアス
「ペデスタル」として公知）が存在することにある。従
来の長波長真性光導電体の場合はインピーダンスが低い
ため通常は定在電流が数ボルトのペデスタルに対応する
数ミリアンペアである。比較例として、バックグランド
光束信号（ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｆｌｕｘ ｓｉｇｎ
ａｌ ）は数ミリボルト、必要な光信号は数マイクロボ
ルトである。このペデスタルは容量性出力結合（ｃａｐ
ａｃｉｔａｔｉｖｅ ｏｕｔｐｕｔ ｃｏｕｐｌｉｎｇ
） を使用し得る被走査ンステカの場合を除いては
、安定した状態で適切に控除することが極めて離しい。
がストリップ状であり、ホトキャリヤのドリフト度が被
走査像の速度に適合する、 従来の光導電体、特に走査しない［ステアリング（ｓｔ
ａｒｉｎｇ ） Ｊ式用途に使用される光導電体の大き
な問題は入力光束（１ｎｐｕｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｌ
ｕｘ ）が全く存在しない時でさえ定在ＤＣ出カ（ｓｔ
ａｎｄ−ｉｎｇ ＤＣｏｕｔｐｕｔ ） （バイアス
「ペデスタル」として公知）が存在することにある。従
来の長波長真性光導電体の場合はインピーダンスが低い
ため通常は定在電流が数ボルトのペデスタルに対応する
数ミリアンペアである。比較例として、バックグランド
光束信号（ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｆｌｕｘ ｓｉｇｎ
ａｌ ）は数ミリボルト、必要な光信号は数マイクロボ
ルトである。このペデスタルは容量性出力結合（ｃａｐ
ａｃｉｔａｔｉｖｅ ｏｕｔｐｕｔ ｃｏｕｐｌｉｎｇ
） を使用し得る被走査ンステカの場合を除いては
、安定した状態で適切に控除することが極めて離しい。
光起電形検出器、例えばホトダイオードはバイアスを必
要としない、消費電力が余り多（ない、バイアスペデス
タルがない、という利点を有している。接合形ダイオー
ド検出器はしかし乍ら製造が難しく、且つ希少で殆んど
％機付けされていないｐ形ＣＭ Ｔを大量に必要とする
。この種の検出器はまた、軍事用の使用環境で一般的に
みられる高温保管条件の他長期作動に際しても安定性に
問題がある。
要としない、消費電力が余り多（ない、バイアスペデス
タルがない、という利点を有している。接合形ダイオー
ド検出器はしかし乍ら製造が難しく、且つ希少で殆んど
％機付けされていないｐ形ＣＭ Ｔを大量に必要とする
。この種の検出器はまた、軍事用の使用環境で一般的に
みられる高温保管条件の他長期作動に際しても安定性に
問題がある。
本発明の目的は高インピーダンスの長波長真性光導電形
検出器を提供することにある。インピーダンスが高けれ
ばバイアスペデスタルの問題が最小限に抑えられるから
である。
検出器を提供することにある。インピーダンスが高けれ
ばバイアスペデスタルの問題が最小限に抑えられるから
である。
本発明では赤外検出器を提供するが、該検出器は
一赤外線に対し感度を有する材料で形成されたエミッタ
領域と、 一コレクタ領域と、 一一方がエミッタコンタクト、他方がコレクタコンタク
トである一対の接触と、 一前記エミッタ領域及びコレクタ領域の双方に隣接する
バリヤ領域 とを備えており、該バリヤ領域が前記感光性材料の価電
子帯と同一か又は少なくともそれに近いレベルの価電子
帯エツジをもつと共に該感光性材料より広いバンドギャ
ップを有する材料で形成されており、そのためエミッタ
領域からの多数キャリヤの流動を阻止すると同時にエミ
ッタ領域から注入された少数キャリヤを伝導する。
領域と、 一コレクタ領域と、 一一方がエミッタコンタクト、他方がコレクタコンタク
トである一対の接触と、 一前記エミッタ領域及びコレクタ領域の双方に隣接する
バリヤ領域 とを備えており、該バリヤ領域が前記感光性材料の価電
子帯と同一か又は少なくともそれに近いレベルの価電子
帯エツジをもつと共に該感光性材料より広いバンドギャ
ップを有する材料で形成されており、そのためエミッタ
領域からの多数キャリヤの流動を阻止すると同時にエミ
ッタ領域から注入された少数キャリヤを伝導する。
バリヤ領域がエミッタからの多数キャリヤの流動を阻止
するため、該検出器は高いインピーダンスを示す。しか
し乍ら光を照射し且つ適切にバイアスすれば少数キャリ
ヤがこのバリヤ領域を自由に通過するため光電流が発生
し、その結果該検出器は光導電体として機能することに
なる・エミッタ材料及びバリヤ材料は同一化学種の三元
合金であるのが好ましく、例えばテルル化カドミウム水
銀、又はヒ化インジウムガリウム、又はヒ化ガリウムア
ルミニウムをｎ形／ｎ形、ｌｌ形／ｐ形、又はｐ形／ｎ
形の如く組合せるとよい。但しバリヤ材料は、エミッタ
材料とバリヤ材料とが同一の又はほぼ同一の価電子帯を
有する限り、異なる化学種の組成物であってもよい。該
バリヤ材料は前記三元合金と共通の陰イオンをもつ二元
合金又は化合物であってよく、例えばテルル化カドミウ
ム水銀とテルル化カドミウム、ヒ化ガリウムアルミニウ
ムとと化ガリウム、又はヒ化インジウムガリウムとと化
インジウムの如く形成し得る、バンド内の広範囲のへテ
ロ構造不連続性を除去すべくエミッタ及びバリヤ間の界
面に組成グラデーション（ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ
ｇｒａｄａｔｉｏｎ ） を実現する必要を回避す
るためには、エミッタ材料とバリヤ材料とが夫々ｎ形及
びｐ形であるのが好ましい。
するため、該検出器は高いインピーダンスを示す。しか
し乍ら光を照射し且つ適切にバイアスすれば少数キャリ
ヤがこのバリヤ領域を自由に通過するため光電流が発生
し、その結果該検出器は光導電体として機能することに
なる・エミッタ材料及びバリヤ材料は同一化学種の三元
合金であるのが好ましく、例えばテルル化カドミウム水
銀、又はヒ化インジウムガリウム、又はヒ化ガリウムア
ルミニウムをｎ形／ｎ形、ｌｌ形／ｐ形、又はｐ形／ｎ
形の如く組合せるとよい。但しバリヤ材料は、エミッタ
材料とバリヤ材料とが同一の又はほぼ同一の価電子帯を
有する限り、異なる化学種の組成物であってもよい。該
バリヤ材料は前記三元合金と共通の陰イオンをもつ二元
合金又は化合物であってよく、例えばテルル化カドミウ
ム水銀とテルル化カドミウム、ヒ化ガリウムアルミニウ
ムとと化ガリウム、又はヒ化インジウムガリウムとと化
インジウムの如く形成し得る、バンド内の広範囲のへテ
ロ構造不連続性を除去すべくエミッタ及びバリヤ間の界
面に組成グラデーション（ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ
ｇｒａｄａｔｉｏｎ ） を実現する必要を回避す
るためには、エミッタ材料とバリヤ材料とが夫々ｎ形及
びｐ形であるのが好ましい。
コレクタ領域はエミッタ材料と同じ多数キャリヤタイプ
の材料でバリヤ材料と共通の又は少なくともこれに近い
レベルの価電子帯リミットをもつ材料により形成し得る
。これに代えて、エミッタ材料と逆の多数キャリヤタイ
プの高仕事関数金属又は同タイプの強（ドープした半導
体材料を用いてもよい。金属材料製の場合コレクタ領域
はコレクタコンタクト自体により構成される。
の材料でバリヤ材料と共通の又は少なくともこれに近い
レベルの価電子帯リミットをもつ材料により形成し得る
。これに代えて、エミッタ材料と逆の多数キャリヤタイ
プの高仕事関数金属又は同タイプの強（ドープした半導
体材料を用いてもよい。金属材料製の場合コレクタ領域
はコレクタコンタクト自体により構成される。
該検出器の一形態として、エミッタ、バリヤ及びコレク
タの各領域が夫々ｎ形、ｐ形及びｎ形の材料層で構成さ
れるプレーナ構造がある。この構造ではエミッタ領域と
コレクタ領域とを同一の。
タの各領域が夫々ｎ形、ｐ形及びｎ形の材料層で構成さ
れるプレーナ構造がある。この構造ではエミッタ領域と
コレクタ領域とを同一の。
従ってバンドギャップ特性の等しい材料で形成し得る。
このタイプの検出器は照射状態で非線形動作特性を示し
、従って交流バイアス（ａｌｔｅｒｎａｔ −ｉｎｇ
ｂｉａｓ ）源又は被変調ＡＣバイアス源を備えた回路
内に具備し得る。この場合はコレクタに続けて積分器、
調波フィルタ又は復調器を配置するとよい。このような
形式の検出器の変形構造では、エミッタ材料とコレクタ
材料とが同一多数キャリヤタイプの材料であり、一方の
材料が３乃至５μｍのバンド内の波長をもつ赤外線の検
出に適ｔ７た組成を有し、他方が８乃至１４μｍのバン
ド内の波長をもつ赤外線の検出に適した組成を有する。
、従って交流バイアス（ａｌｔｅｒｎａｔ −ｉｎｇ
ｂｉａｓ ）源又は被変調ＡＣバイアス源を備えた回路
内に具備し得る。この場合はコレクタに続けて積分器、
調波フィルタ又は復調器を配置するとよい。このような
形式の検出器の変形構造では、エミッタ材料とコレクタ
材料とが同一多数キャリヤタイプの材料であり、一方の
材料が３乃至５μｍのバンド内の波長をもつ赤外線の検
出に適ｔ７た組成を有し、他方が８乃至１４μｍのバン
ド内の波長をもつ赤外線の検出に適した組成を有する。
従ってこの検出器は一度に１つのバンドに対してレスポ
ンシビテイを示し、このレスポンシビテイにバイアス方
向に依存する。この種の検出器は従ってＤＣバイアス、
即ちウェーブバンドを選択すべく一方向から他方向へと
スイッチできるバイアス、の源を備えた回路に具備し得
る、或いは、ＡＣバイアス源を有し且つコレクタに接続
された７エーズセンシテイプ（ｐｈａｓｅ −５ｅｎｓ
ｉｔｉｖｅ ） 増幅器又はゲーテッド増幅器を備え
た回路でも使用し得る。ゲートによる制御を別個に受け
る回路（ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ ｇａｔｅｄ ｃｉｒｅ
ｕｌｔｓ＋ ）は各チャネルの個々のバンドからデータ
をもつ２つのチャネル出力を発生させる。
ンシビテイを示し、このレスポンシビテイにバイアス方
向に依存する。この種の検出器は従ってＤＣバイアス、
即ちウェーブバンドを選択すべく一方向から他方向へと
スイッチできるバイアス、の源を備えた回路に具備し得
る、或いは、ＡＣバイアス源を有し且つコレクタに接続
された７エーズセンシテイプ（ｐｈａｓｅ −５ｅｎｓ
ｉｔｉｖｅ ） 増幅器又はゲーテッド増幅器を備え
た回路でも使用し得る。ゲートによる制御を別個に受け
る回路（ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ ｇａｔｅｄ ｃｉｒｅ
ｕｌｔｓ＋ ）は各チャネルの個々のバンドからデータ
をもつ２つのチャネル出力を発生させる。
該検出器の変形例として、やはりプレーナ構造ではある
が、Ａなる多数キャリヤタイプの材料がら成る２つの層
を有する構造がある。一方の層は極めて広いバンドギャ
ップをもつ材料から成り、他方は検出器のエミッタ及び
コレクタ領域を規定すべく形成される〇 該検出器の別の変形例としてエミッタ領域が長さの長い
材料片で構成され、バリヤ領域及びコレクタ領域がこの
ストリップの読出し領域を構成すべく配置されたものも
ある。このような検出器は走査用オプチカルシステムの
フォーカルプレーン（ｆｏｃａｌ ｐｌａｎｅ ）
上に配置して、前記ストリップ内に発生したホトキャリ
ヤが走査速度に適合した割合でドリフトするようバイア
スし得る・このようにすれば信号をその場で積分できる
。
が、Ａなる多数キャリヤタイプの材料がら成る２つの層
を有する構造がある。一方の層は極めて広いバンドギャ
ップをもつ材料から成り、他方は検出器のエミッタ及び
コレクタ領域を規定すべく形成される〇 該検出器の別の変形例としてエミッタ領域が長さの長い
材料片で構成され、バリヤ領域及びコレクタ領域がこの
ストリップの読出し領域を構成すべく配置されたものも
ある。このような検出器は走査用オプチカルシステムの
フォーカルプレーン（ｆｏｃａｌ ｐｌａｎｅ ）
上に配置して、前記ストリップ内に発生したホトキャリ
ヤが走査速度に適合した割合でドリフトするようバイア
スし得る・このようにすれば信号をその場で積分できる
。
以下非限定的具体例として、添付回置に基づき本発明の
好ましい具体例を説明する。
好ましい具体例を説明する。
第１図の光検出器１は２個のオーム接触３及び５を備え
ており、これら接触はテルル化カドミウム水銀（ＣＭＴ
）材料から成る三層構造体７０両側に１個ず一つ配置さ
れている、この構造体７の第１層９は良質の単結晶から
切り取ったスライスより形成したｎ形のテルル化カドミ
ウム水銀から成り、その上の２つの層１１及び１３は夫
々ｐ形及びｎ形のテルル化カドミウム水銀材料から成っ
ている。層１１及び１３はスパッタリング又はエピタキ
シャル技術〔蒸気相エピタキシ（ＶｐＥ）、液相エピタ
キシ（ＬｐＥ）、モレキュラピームエピタキシ（ＭＢＥ
）、又は化学的蒸着（ＣＶＤ）：）により形成したもの
である。
ており、これら接触はテルル化カドミウム水銀（ＣＭＴ
）材料から成る三層構造体７０両側に１個ず一つ配置さ
れている、この構造体７の第１層９は良質の単結晶から
切り取ったスライスより形成したｎ形のテルル化カドミ
ウム水銀から成り、その上の２つの層１１及び１３は夫
々ｐ形及びｎ形のテルル化カドミウム水銀材料から成っ
ている。層１１及び１３はスパッタリング又はエピタキ
シャル技術〔蒸気相エピタキシ（ＶｐＥ）、液相エピタ
キシ（ＬｐＥ）、モレキュラピームエピタキシ（ＭＢＥ
）、又は化学的蒸着（ＣＶＤ）：）により形成したもの
である。
外側のｎ形層９及び１３は０．１ ｅＶまでの同等のバ
ンドギャップを有しており（第２図参照）、８乃至１２
μｍのバンドにおける赤外線の検出に適したテルル化カ
ドミウム水銀材料から成っている（ ＣｄｘＨｇ＋ ｘ
Ｔｅ ： ｘ −０，２０）。これらの層９及び１３の
ドナー濃度はいずれも５ Ｘ １０１４（１ｍ−３のオ
ーダーである。約８０’にの作動温度（液体窒素による
冷却の場合など）では、真性キャリヤ濃度が通常２，５
Ｘ ｌ ０１３α−３、少数キャリヤ（正孔）濃度が
１．２ Ｘ １０１２ｃｍ−３である。ｎ形最上／ｆｉ
１３は接合の浅い光検出器の場合の如く厚みが薄い（く
１ｏμｍ）。作動中表面に集束赤外線が当てられる該層
１３は光を反射する接触３を有しており、そのため該層
表面での少数キャリヤの発生−再結合が最小限にとどめ
られると共に広いギャップウィンドウが得られる。この
接触３は複合構造を有しており、多少広めのバンドギャ
ップをもつ強くドープされたｎ形ＣＭＴの薄層１５（例
えばｎ上形ＣＭＴでｘ＞０．２０．１０１１ｍの厚み）
上に金属エツジ又は金属リング状の単一オーム接触１７
を形成したもので構成されて（゛）る。
ンドギャップを有しており（第２図参照）、８乃至１２
μｍのバンドにおける赤外線の検出に適したテルル化カ
ドミウム水銀材料から成っている（ ＣｄｘＨｇ＋ ｘ
Ｔｅ ： ｘ −０，２０）。これらの層９及び１３の
ドナー濃度はいずれも５ Ｘ １０１４（１ｍ−３のオ
ーダーである。約８０’にの作動温度（液体窒素による
冷却の場合など）では、真性キャリヤ濃度が通常２，５
Ｘ ｌ ０１３α−３、少数キャリヤ（正孔）濃度が
１．２ Ｘ １０１２ｃｍ−３である。ｎ形最上／ｆｉ
１３は接合の浅い光検出器の場合の如く厚みが薄い（く
１ｏμｍ）。作動中表面に集束赤外線が当てられる該層
１３は光を反射する接触３を有しており、そのため該層
表面での少数キャリヤの発生−再結合が最小限にとどめ
られると共に広いギャップウィンドウが得られる。この
接触３は複合構造を有しており、多少広めのバンドギャ
ップをもつ強くドープされたｎ形ＣＭＴの薄層１５（例
えばｎ上形ＣＭＴでｘ＞０．２０．１０１１ｍの厚み）
上に金属エツジ又は金属リング状の単一オーム接触１７
を形成したもので構成されて（゛）る。
中間層ｊａｌちｐ形＊１１は０．５ ｅＶ ｆ：での極
めて広いバンドギャップをもつテルル化カドミウム水銀
から成っている（換言すればこの層はカドミウム強化材
料で形成されている：Ｘ〜０．４５ ）、この層１１は
価電子帯（ＶＢ）上方にｎ形被覆Ｒ９及び１３と同一の
又はほぼ同一の７工ルミ皐位（ＦＬ）をもつ被ドープｐ
形層である。価電子帯の状態密度がいずれも類似してい
るため（組成に拘りなく正孔有効質量は０．５５Ｌ正孔
濃度はデバイス全体を通してかなり一定している。、ｎ
形最上層１３とｐ形中間層１１との間の界面は空乏領域
の無い、即ちゼロバイアスにおいて空間電荷層が存在し
ないｐ−’ｎ接合部である、中間層１１の厚みは、バイ
アス状態におけるトンネリングと伝導性とトラッピング
と空乏状態との間の均衡を考慮して３乃至１０μｍであ
る。
めて広いバンドギャップをもつテルル化カドミウム水銀
から成っている（換言すればこの層はカドミウム強化材
料で形成されている：Ｘ〜０．４５ ）、この層１１は
価電子帯（ＶＢ）上方にｎ形被覆Ｒ９及び１３と同一の
又はほぼ同一の７工ルミ皐位（ＦＬ）をもつ被ドープｐ
形層である。価電子帯の状態密度がいずれも類似してい
るため（組成に拘りなく正孔有効質量は０．５５Ｌ正孔
濃度はデバイス全体を通してかなり一定している。、ｎ
形最上層１３とｐ形中間層１１との間の界面は空乏領域
の無い、即ちゼロバイアスにおいて空間電荷層が存在し
ないｐ−’ｎ接合部である、中間層１１の厚みは、バイ
アス状態におけるトンネリングと伝導性とトラッピング
と空乏状態との間の均衡を考慮して３乃至１０μｍであ
る。
この構造（第１図）では電子流の流れがエネルギバリヤ
（第２図）によってブロックされる。これはヘテロ構造
伝導帯の不連続性によるものである。
（第２図）によってブロックされる。これはヘテロ構造
伝導帯の不連続性によるものである。
しかし乍ら正孔、即ち光学的吸収プロセスの１つである
光変換（ｐｈｏｔｏｃｏｎｖｅｒｓｌｏｎ ）によりｎ
形最上層１３内に発生するキャリヤは全くブロックされ
ない。該検出デバイス１は次の如く光導電体として作動
する。
光変換（ｐｈｏｔｏｃｏｎｖｅｒｓｌｏｎ ）によりｎ
形最上層１３内に発生するキャリヤは全くブロックされ
ない。該検出デバイス１は次の如く光導電体として作動
する。
ｎ形層９及び１３では電子濃度が比較的高く且つ電子移
動度も大きいため、中間層１１に比べて抵抗が無視し得
る程小さい。デバイスｌに外から加えられる電圧は全て
中間領域１１を通して出現する。正孔に対するバリヤが
存在しないため正孔流は流れるが、オーム接触によって
得られる高い濃度に比較して正孔のアベイラビリティ（
ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔ）’）が小さいためこの流れに
は制限がある。ｎ形層９及び１３には電界（ｆｌｅｌｄ
）が全く発生し得ないため、拡散電流のみが流れる。
動度も大きいため、中間層１１に比べて抵抗が無視し得
る程小さい。デバイスｌに外から加えられる電圧は全て
中間領域１１を通して出現する。正孔に対するバリヤが
存在しないため正孔流は流れるが、オーム接触によって
得られる高い濃度に比較して正孔のアベイラビリティ（
ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔ）’）が小さいためこの流れに
は制限がある。ｎ形層９及び１３には電界（ｆｌｅｌｄ
）が全く発生し得ないため、拡散電流のみが流れる。
上部接触３（エミッタコンタクト）を備えたデバイス１
の上方から入射する放射線が他方の接触５（：ｊレクタ
コンタクト）に対し正方向にバイアスされると仮定する
。この場合正孔はエミツタ層１３内に発生し、接触３で
の再結合か、エミツタ層１３のバルクにおける再結合か
、又は中間層１１への転送によって消滅する。エミツタ
層１３０幅は拡散距離（〜３０μｍ）に比べて７」・さ
いため、バルク再結合プロセスは少なくとも第１近似値
までは無視し得る。光学的に発生した正孔の濃度は熱に
より発生した正孔の濃度よりかなり高いため、後者の濃
度も無視し得ることは明らかであろう。このようにバイ
アスした場合のエネルギ準位のダイヤグラムを第３図（
ａｌに示した。
の上方から入射する放射線が他方の接触５（：ｊレクタ
コンタクト）に対し正方向にバイアスされると仮定する
。この場合正孔はエミツタ層１３内に発生し、接触３で
の再結合か、エミツタ層１３のバルクにおける再結合か
、又は中間層１１への転送によって消滅する。エミツタ
層１３０幅は拡散距離（〜３０μｍ）に比べて７」・さ
いため、バルク再結合プロセスは少なくとも第１近似値
までは無視し得る。光学的に発生した正孔の濃度は熱に
より発生した正孔の濃度よりかなり高いため、後者の濃
度も無視し得ることは明らかであろう。このようにバイ
アスした場合のエネルギ準位のダイヤグラムを第３図（
ａｌに示した。
前述の如くバイアスすると１発生したキャリヤは中間層
１１を介して一掃される。正孔はこの中間層１１の多数
キャリヤであり、この軽くｐ形ドープした材料中におい
てはｎ形ＣＭＴ内での通常のライフタイム（ｌ乃至２０
マイクロ秒）より長いバルク再結合ライフタイムを有す
る。厳密には、空間電荷制御電流はこの領域に流れ込む
が、適度のに界（１０μ、７．当り１ボルト、即ち１０
３Ｖ１０ｒｔ）が与えられており且つ一般的な電流（３
００Ｋ及びｆ ／ ２．５の視野でのバックグランド放
射線からの光束に対応）が流れている場合には、その電
界が過度に変化することはないと理解し得る。従って、
第１界面での連続の方程式を解けば電流の流れの簡単な
説明が得られる。コレクタ層９では少数キャリヤ注入に
より正孔が順方向バイアスされた界面に到達し、バルク
プロセスによる、又は接触５における再結合の割合と、
１流により与えられる割合とのバランスがとれるまで蓄
積される。
１１を介して一掃される。正孔はこの中間層１１の多数
キャリヤであり、この軽くｐ形ドープした材料中におい
てはｎ形ＣＭＴ内での通常のライフタイム（ｌ乃至２０
マイクロ秒）より長いバルク再結合ライフタイムを有す
る。厳密には、空間電荷制御電流はこの領域に流れ込む
が、適度のに界（１０μ、７．当り１ボルト、即ち１０
３Ｖ１０ｒｔ）が与えられており且つ一般的な電流（３
００Ｋ及びｆ ／ ２．５の視野でのバックグランド放
射線からの光束に対応）が流れている場合には、その電
界が過度に変化することはないと理解し得る。従って、
第１界面での連続の方程式を解けば電流の流れの簡単な
説明が得られる。コレクタ層９では少数キャリヤ注入に
より正孔が順方向バイアスされた界面に到達し、バルク
プロセスによる、又は接触５における再結合の割合と、
１流により与えられる割合とのバランスがとれるまで蓄
積される。
エミッタＷｔ１３における少数キャリヤの発生及び分布
は、逆方向にバイアスした浅接合形ホトダイオードにお
ける状態に極めて類似している。前述のバックグラウン
ド状態に対応する光学的発生度は、量子効率Ｑ、９の場
合、厚み１０１ｔ７７１に対し６．８ Ｘ １０”ｃＭ
Ｌ−”秒−１である。これに比べて熱による発生度は〜
５ Ｘ １０”Ｃｍ＝秒−１、即ち約−Ｔである。従っ
て熱による発生度は無視し得る。
は、逆方向にバイアスした浅接合形ホトダイオードにお
ける状態に極めて類似している。前述のバックグラウン
ド状態に対応する光学的発生度は、量子効率Ｑ、９の場
合、厚み１０１ｔ７７１に対し６．８ Ｘ １０”ｃＭ
Ｌ−”秒−１である。これに比べて熱による発生度は〜
５ Ｘ １０”Ｃｍ＝秒−１、即ち約−Ｔである。従っ
て熱による発生度は無視し得る。
０
光学的に発生したキャリヤは、表面再結合速度Ｓｃによ
って特徴付けられ得る上部接触３まで拡散′１″るか、
界面付近で再結合速度μＥの表面として出現する中間層
１１との界面まで拡散するか、又はバルク西で再結合す
る。尚、Ｅはｐ形層内の電界、μは正孔の移動度を表わ
す。
って特徴付けられ得る上部接触３まで拡散′１″るか、
界面付近で再結合速度μＥの表面として出現する中間層
１１との界面まで拡散するか、又はバルク西で再結合す
る。尚、Ｅはｐ形層内の電界、μは正孔の移動度を表わ
す。
μｍ３０Ｏｃｒｌ／ボルト秒、Ｅ−１０３ポルト／ｃｒ
ｒＬの場合μＥ −３Ｘ １０６ｃ１１Ｌ／秒 である
。Ｃ１３及び１１間の界面における除去の一定実効時間
は拡散効果を無視すれば３Ｘ１０＝／μＥ−１０−９秒
となる。これは表面に到達するまでの拡散時間、即ち約
３ Ｘ １０”−８秒 だけ制限されるが、この時間は
バルク再結合ライフタイムに比べればかなり短い。Ｓｃ
＜３ Ｘ １０５ｃｍ／秒の場合キャリヤ２の大部分は
ｐ形層１１に転送されろ。この場合はＪ−戸ｑであり、
Ｊ−ＰｑμＥからｐ形層１１の正比濃度ｐが求められる
。前述の条件下では電流密度ヲ０．Ｉ Ａ／ｃｎｌとす
れば１１〜１．Ｉ Ｘ １０” ｃＩｎ−３である。比
較例として、非空乏状のｐ形層１１の正孔濃度は〜１．
３ Ｘ １０”［”−”である。中央層１１の高電界（
ｈｉｇｈ ｆｉｅｌｄ ）では熱により発生したこれら
キャリヤは信号電流の無視し得る程のフラクションまで
減少する。
ｒＬの場合μＥ −３Ｘ １０６ｃ１１Ｌ／秒 である
。Ｃ１３及び１１間の界面における除去の一定実効時間
は拡散効果を無視すれば３Ｘ１０＝／μＥ−１０−９秒
となる。これは表面に到達するまでの拡散時間、即ち約
３ Ｘ １０”−８秒 だけ制限されるが、この時間は
バルク再結合ライフタイムに比べればかなり短い。Ｓｃ
＜３ Ｘ １０５ｃｍ／秒の場合キャリヤ２の大部分は
ｐ形層１１に転送されろ。この場合はＪ−戸ｑであり、
Ｊ−ＰｑμＥからｐ形層１１の正比濃度ｐが求められる
。前述の条件下では電流密度ヲ０．Ｉ Ａ／ｃｎｌとす
れば１１〜１．Ｉ Ｘ １０” ｃＩｎ−３である。比
較例として、非空乏状のｐ形層１１の正孔濃度は〜１．
３ Ｘ １０”［”−”である。中央層１１の高電界（
ｈｉｇｈ ｆｉｅｌｄ ）では熱により発生したこれら
キャリヤは信号電流の無視し得る程のフラクションまで
減少する。
ｎ形コレクタ層９ではキャリヤ濃度は再結合度と供給度
とのバランスがとれるまで上昇する。この構造の効果は
キャリヤ発生領域とキャリヤ再結合領域との間の区別あ
る。
とのバランスがとれるまで上昇する。この構造の効果は
キャリヤ発生領域とキャリヤ再結合領域との間の区別あ
る。
少数キャリヤがコレクタ層９に注入されると空間電荷現
象が生じる。ヤヤリャ濃度が熱平衡を越える程上昇する
と電子濃度も上昇して平衡状態を維持する。この低バン
ドギャップ材料ではオージェ（Ａｕｇｅｒ）再結合が優
位を占めるが、これは少数キャリヤのライフタイム短縮
の原因となる・エミツタ層１３には抽出電界（ｅｘｔｒ
ａｃｔｉｏｎ ｆｌｅｌｄ）により逆の効果が生じるが
、これは入射光線による過剰正孔の発生によって相殺さ
れる。再結合のライフタイムを大幅に削減するためには
過剰正孔濃度をドーピングに応じ′〔〜５ Ｘ １ ｏ
１４Ｇｍ−３の熱平衡電子濃度にしなげればならない。
象が生じる。ヤヤリャ濃度が熱平衡を越える程上昇する
と電子濃度も上昇して平衡状態を維持する。この低バン
ドギャップ材料ではオージェ（Ａｕｇｅｒ）再結合が優
位を占めるが、これは少数キャリヤのライフタイム短縮
の原因となる・エミツタ層１３には抽出電界（ｅｘｔｒ
ａｃｔｉｏｎ ｆｌｅｌｄ）により逆の効果が生じるが
、これは入射光線による過剰正孔の発生によって相殺さ
れる。再結合のライフタイムを大幅に削減するためには
過剰正孔濃度をドーピングに応じ′〔〜５ Ｘ １ ｏ
１４Ｇｍ−３の熱平衡電子濃度にしなげればならない。
ゼロ照射下では漏れ電乳も発生する。前述の茶件下では
この漏れ電流は〜３ Ｘ １０−”アンペア／ｄであり
、これは〜２６オームｄのＲｏＡ値に該轟する。このよ
うに抵抗値が高いのは少数電子漏洩が存在しないためで
ある。５０μｍ四方のプレーナデバイスの場合、面積２
．５ Ｘ １ ｏ−”ｃ−ｒｄ に関する飽和漏れ電
流は７．５ Ｘ １０−８アンペアである□これに対し
バックグラウンド誘導電蔑は２，５ Ｘ １０””’ア
ンペアである。（該漏れ電流（・１同一の集光面積をも
つが長手方向に励振される光導電体の定在電流〜５ Ｘ
１ ｏ−１アンペアと比肩し得る）。
この漏れ電流は〜３ Ｘ １０−”アンペア／ｄであり
、これは〜２６オームｄのＲｏＡ値に該轟する。このよ
うに抵抗値が高いのは少数電子漏洩が存在しないためで
ある。５０μｍ四方のプレーナデバイスの場合、面積２
．５ Ｘ １ ｏ−”ｃ−ｒｄ に関する飽和漏れ電
流は７．５ Ｘ １０−８アンペアである□これに対し
バックグラウンド誘導電蔑は２，５ Ｘ １０””’ア
ンペアである。（該漏れ電流（・１同一の集光面積をも
つが長手方向に励振される光導電体の定在電流〜５ Ｘ
１ ｏ−１アンペアと比肩し得る）。
デバイス１のノイズは本質的にバックグラウンド光線の
ゆらぎ雑音である。
ゆらぎ雑音である。
このデバイスｌのキャパシタンスは極めて小さく、５０
／ｊｆｉ四方プレーナデバイスの場合〜０，０２９Ｆで
ある。従ってカプセルで包んだ構造にするとキャパシタ
ンスが基本的なデバイスの特性よりむしろ包装と構造と
によって制限されることになる。
／ｊｆｉ四方プレーナデバイスの場合〜０，０２９Ｆで
ある。従ってカプセルで包んだ構造にするとキャパシタ
ンスが基本的なデバイスの特性よりむしろ包装と構造と
によって制限されることになる。
このデバイスは光導電体にもホトダイオードにも共通し
た多くの特性を有しているが、これらデバイスの最も大
きな欠点の幾つかは欠如している。
た多くの特性を有しているが、これらデバイスの最も大
きな欠点の幾つかは欠如している。
このデバイスはゼロバイアスにおいて、光導電体にみら
れる無視し得る程のトンネリくグを伴ないながらゼロ出
力を有するが、最良のへテロ接合でも一般的に見られる
ゼロ信号漏れ電流も有する。
れる無視し得る程のトンネリくグを伴ないながらゼロ出
力を有するが、最良のへテロ接合でも一般的に見られる
ゼロ信号漏れ電流も有する。
このような漏れ電流では片側だけからの少数キャリャカ
漏洩に参加する。更に、キャパシタンスが極めて小さく
ｐ−１−ｎ形ダイオード構造の一般的な値程度であり、
空間電荷発生−再結合度も低い。従って該デバイスｌは
、前述の対称形構造ではバイアスを与える必要があるに
しても、多くのダイオード用回路に使用できる。
漏洩に参加する。更に、キャパシタンスが極めて小さく
ｐ−１−ｎ形ダイオード構造の一般的な値程度であり、
空間電荷発生−再結合度も低い。従って該デバイスｌは
、前述の対称形構造ではバイアスを与える必要があるに
しても、多くのダイオード用回路に使用できる。
コノヨウに、前述の光検出器１はコレクタコンタクト５
がエミッタコンタクト３に対し負にバイアスされている
場合には高インピーダンス光導電形検出器として機能す
る〔第３図（＠１〕。この光検出器ｌはまた、接触ＡＣ
又は被変調ＡＣバイアスを用いても作動し得る。これら
の作動モードを使用する場合該デバイスは非線形検出器
、即ちバイアス方向に依存するレスボンシビティをもつ
検出器、として作動する。ＡＣサイクル中１層１１及び
１３間の上方ｐ−ｎ接合部が第３図ｔａ＋の如く逆バイ
アスされている間は検出器１は前述の如（作動し、光電
流がコレクタ回路内に流れる。しかし乍ら、ＡＣサイク
ル中の別の期間、即ち層１１及び１３間の上方ｐ−ｎ接
合部が順方向にバイアスされている間は、照射により上
方ｎ形層１３に生じた少数キャリヤが第３島■の如くエ
ミッタコンタクト３に引き寄せられる。従ってヘテａ構
造デバイスから生じた出力は、コレクタ層９内での少数
キャリヤ発生に起因して単なる漏れ電流となる。
がエミッタコンタクト３に対し負にバイアスされている
場合には高インピーダンス光導電形検出器として機能す
る〔第３図（＠１〕。この光検出器ｌはまた、接触ＡＣ
又は被変調ＡＣバイアスを用いても作動し得る。これら
の作動モードを使用する場合該デバイスは非線形検出器
、即ちバイアス方向に依存するレスボンシビティをもつ
検出器、として作動する。ＡＣサイクル中１層１１及び
１３間の上方ｐ−ｎ接合部が第３図ｔａ＋の如く逆バイ
アスされている間は検出器１は前述の如（作動し、光電
流がコレクタ回路内に流れる。しかし乍ら、ＡＣサイク
ル中の別の期間、即ち層１１及び１３間の上方ｐ−ｎ接
合部が順方向にバイアスされている間は、照射により上
方ｎ形層１３に生じた少数キャリヤが第３島■の如くエ
ミッタコンタクト３に引き寄せられる。従ってヘテａ構
造デバイスから生じた出力は、コレクタ層９内での少数
キャリヤ発生に起因して単なる漏れ電流となる。
但し、コレクタ層内に光学的に生じる少数キャリヤの数
は決して多くない。８〜１４μｍバンド内の赤外線は上
方感光層１３に吸収され、デバイス１を貫通してコレク
タ層９に到達し得るものがあっても極めて少量に過ぎな
い。従って光信号の観点からみるとレスボンシビティの
割合は極めて高（、多くはエミツタ層自体に発生した光
導電影信号に限定されるが、これはエミツタ層内の電界
が無視し得る程小さく、且つエミツタ層１３を越えて貫
通する放射線が殆んど無いという理由から無視し得る。
は決して多くない。８〜１４μｍバンド内の赤外線は上
方感光層１３に吸収され、デバイス１を貫通してコレク
タ層９に到達し得るものがあっても極めて少量に過ぎな
い。従って光信号の観点からみるとレスボンシビティの
割合は極めて高（、多くはエミツタ層自体に発生した光
導電影信号に限定されるが、これはエミツタ層内の電界
が無視し得る程小さく、且つエミツタ層１３を越えて貫
通する放射線が殆んど無いという理由から無視し得る。
従って該光検出器１はＡＣバイアス回路と組合わせるこ
とができる。この場合はコレクタコンタクト５に続いて
積分回路を配置すれば有効光信号を抽出し得る。この検
出器は照射状態では非線形であるため１時間平均ＡＣ信
号（ｔｉｍｅ ａｖｅｒａｇｅｄＡＣａｌｇｎａｌ 、
） が照射の強さに依存する測定可能な有限成分を発
生させる。但し、入射光綿が存在しなければこの検出器
五の電流面圧特性は適度に線形を示す。このように、Ａ
Ｃバイアスな加えた後で積分すると光線が存在しない時
の出力信号は確実にゼロとなる。このようなバイアスモ
ードは従って如何なるバイアスペデスタルの問題も回避
せしめる。もつともこのバイアスペデスタルは、このデ
バイスがその特徴として極めて高いインピーダンスを有
しているため、いずれにしろ従来の光導電形検出器より
は小さい。
とができる。この場合はコレクタコンタクト５に続いて
積分回路を配置すれば有効光信号を抽出し得る。この検
出器は照射状態では非線形であるため１時間平均ＡＣ信
号（ｔｉｍｅ ａｖｅｒａｇｅｄＡＣａｌｇｎａｌ 、
） が照射の強さに依存する測定可能な有限成分を発
生させる。但し、入射光綿が存在しなければこの検出器
五の電流面圧特性は適度に線形を示す。このように、Ａ
Ｃバイアスな加えた後で積分すると光線が存在しない時
の出力信号は確実にゼロとなる。このようなバイアスモ
ードは従って如何なるバイアスペデスタルの問題も回避
せしめる。もつともこのバイアスペデスタルは、このデ
バイスがその特徴として極めて高いインピーダンスを有
しているため、いずれにしろ従来の光導電形検出器より
は小さい。
前述のＡＣバイアスを加えた回路で積分器を用いる代り
に、コレクタ回路に調波周波数フィルタを備えてもよい
。デバイス１は前述の如（非線形であるため照射下で測
定可能調波を発生する。不変ＡＣバイアスに代えて被装
ＫＱＡＣバイアスを使用してもよく、その場合は結果と
して得られる信号が復調されて所望の信号を生じる。こ
の場合変調波形は該信号がシステムＸ／を雑音屈曲点周
波数を越える周波数で抽出され得るよ５選択する。
に、コレクタ回路に調波周波数フィルタを備えてもよい
。デバイス１は前述の如（非線形であるため照射下で測
定可能調波を発生する。不変ＡＣバイアスに代えて被装
ＫＱＡＣバイアスを使用してもよく、その場合は結果と
して得られる信号が復調されて所望の信号を生じる。こ
の場合変調波形は該信号がシステムＸ／を雑音屈曲点周
波数を越える周波数で抽出され得るよ５選択する。
゛これに代えて、ＡＣバイアスな゛コード化し且出力を
復号し”（ノイズを除去してもよい。
復号し”（ノイズを除去してもよい。
前述の検出器１はＣＭＴ材料の三層構造体から成ってい
るが、中間層１工は別の材料１例えばｐ形テルル化カド
ミウムで形成してもよい。このよつを・ζＣＭＴ材料以
外の材料を選択する上で重要なことは、その材料が広バ
ンドギヤツプ特性を有し、且つ層１１−１３間及び１１
−９間の各ｐ−ｎ形界面を介して価電子帯のひずみを殆
んど生しさせプよいことである。テルル化カドミウムの
場合は、ｎ形ＣＭＴ被覆層９及び１３の如く１価電子帯
上方に同−又はほぼ同一の深さのフェルｔＳ位をもつ低
キャリヤ濃度（被補償）ｐ形材料を選択するとよい。と
のテルル化カドミウム層１１のフェルミ準位は銀Ａｇ（
Ｅａ〜０．１１４ ｅＶ） の如きアクセプタドナ
ーか又はアクセプタ同士を組合せたものにより固定する
。これらＣＭ Ｔ ／ Ｃｄ Ｔ ｅ Ｕ料を選択した
場合には価電子帯の状態Ｖ度がいずれも類似しているた
め、正孔０度は事実上構造体７全体を通して一定である
。このようなフェルミ準位の設定と共通陰イオンの法則
（これはＣＭＴ／ＣｄＴｅ 共通陰イオンテルリウム
システムに適用）の適用とによって価電子帯＆フ、水平
になり、桿造体７全体を通してひずみをもたない７不可
避的組成グレーディングにより小さな不合名３分は減少
する。
るが、中間層１工は別の材料１例えばｐ形テルル化カド
ミウムで形成してもよい。このよつを・ζＣＭＴ材料以
外の材料を選択する上で重要なことは、その材料が広バ
ンドギヤツプ特性を有し、且つ層１１−１３間及び１１
−９間の各ｐ−ｎ形界面を介して価電子帯のひずみを殆
んど生しさせプよいことである。テルル化カドミウムの
場合は、ｎ形ＣＭＴ被覆層９及び１３の如く１価電子帯
上方に同−又はほぼ同一の深さのフェルｔＳ位をもつ低
キャリヤ濃度（被補償）ｐ形材料を選択するとよい。と
のテルル化カドミウム層１１のフェルミ準位は銀Ａｇ（
Ｅａ〜０．１１４ ｅＶ） の如きアクセプタドナ
ーか又はアクセプタ同士を組合せたものにより固定する
。これらＣＭ Ｔ ／ Ｃｄ Ｔ ｅ Ｕ料を選択した
場合には価電子帯の状態Ｖ度がいずれも類似しているた
め、正孔０度は事実上構造体７全体を通して一定である
。このようなフェルミ準位の設定と共通陰イオンの法則
（これはＣＭＴ／ＣｄＴｅ 共通陰イオンテルリウム
システムに適用）の適用とによって価電子帯＆フ、水平
になり、桿造体７全体を通してひずみをもたない７不可
避的組成グレーディングにより小さな不合名３分は減少
する。
ム（ＧａＡｓ−ＧａＡＩＡａ）システム及びヒ化インジ
ウムーヒ化インジウムガリウｂ（ＩｎＡｓ−１ｎＧａＡ
ｓ）システムはその好例である。
ウムーヒ化インジウムガリウｂ（ＩｎＡｓ−１ｎＧａＡ
ｓ）システムはその好例である。
変形例としてＣＭ Ｔ ／ Ｃｄ Ｔ ＠光検出器２１
を第４図に示した。この検出器＆’Ｊ−’ｎ形デルル化
カドミウム水銀材料の細長いストリップ状フィラメント
２３をその上面及び下面に真性テルル化カドミウム材料
層２５及び２７を付着することにより不動態化したもの
で構成されている。このフィラメント２３の一端には読
出し接触構造体２９が具備されている。この構造体２９
はｎ形ＣＭＴフィラメント２３と共に前述の構造と類似
した三層構造の形状を有している。
を第４図に示した。この検出器＆’Ｊ−’ｎ形デルル化
カドミウム水銀材料の細長いストリップ状フィラメント
２３をその上面及び下面に真性テルル化カドミウム材料
層２５及び２７を付着することにより不動態化したもの
で構成されている。このフィラメント２３の一端には読
出し接触構造体２９が具備されている。この構造体２９
はｎ形ＣＭＴフィラメント２３と共に前述の構造と類似
した三層構造の形状を有している。
ドーパントの注入／拡散によりテルル化力、ドミウムの
上方不活性化層２５の一部を変換することによってｐ形
バリヤ領域３１が形成されており、このバリヤ領域３１
の上に同じくｎ形ＣＭＴのコレクタ領域３３と、複合オ
ーム接触（ｏｈｍｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄ ｃｏｎｔａｃ
ｔ ） ３５とが具備されている。
上方不活性化層２５の一部を変換することによってｐ形
バリヤ領域３１が形成されており、このバリヤ領域３１
の上に同じくｎ形ＣＭＴのコレクタ領域３３と、複合オ
ーム接触（ｏｈｍｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄ ｃｏｎｔａｃ
ｔ ） ３５とが具備されている。
この検出器２１は、例えば英国特許第１，４８８．２５
８号に記載のシステムの如（光学的に走査が行なわれる
システム内で積分集束面光導電形検出器（ｉｎｔｅｇｒ
ａｔｉｎｇ ｆｏｃａｌ ｐｌａｎｓ ｐｈｏｔｏｅｏ
ｎｄｕｃｔｌｖｅｄｅｔｅｃｔｏｒ ）として使用し得
る。このようなシステムでは放射線がストリップ形フィ
ラメント２３上に集束され、且つ該フィラメントにｐ
Ｃ／＜イアスが加えられた時に移動するアンピボーラ（
ａｍｂｉｐｏｌａｒ ） ホトキャリヤのドリフト速
度に適合した速度で読出し接触２９方向へフィラメント
の長手方向沿いに走査される、これらアンピボーラキャ
リャは光変換の結果生じ、その密度は像に対する空間的
相応関係に応じて増大する。該アンビボーラ光電流の成
分たる少数キャリヤは、前記読出し接触部分で抽出され
、このようにして読取り信号、即ちサーマルシーン（ｔ
ｈｅｒｍａｌ ５ｃｅｎｅ ）の被走査像の空間的強さ
の変化に従う信号が発生する。
８号に記載のシステムの如（光学的に走査が行なわれる
システム内で積分集束面光導電形検出器（ｉｎｔｅｇｒ
ａｔｉｎｇ ｆｏｃａｌ ｐｌａｎｓ ｐｈｏｔｏｅｏ
ｎｄｕｃｔｌｖｅｄｅｔｅｃｔｏｒ ）として使用し得
る。このようなシステムでは放射線がストリップ形フィ
ラメント２３上に集束され、且つ該フィラメントにｐ
Ｃ／＜イアスが加えられた時に移動するアンピボーラ（
ａｍｂｉｐｏｌａｒ ） ホトキャリヤのドリフト速
度に適合した速度で読出し接触２９方向へフィラメント
の長手方向沿いに走査される、これらアンピボーラキャ
リャは光変換の結果生じ、その密度は像に対する空間的
相応関係に応じて増大する。該アンビボーラ光電流の成
分たる少数キャリヤは、前記読出し接触部分で抽出され
、このようにして読取り信号、即ちサーマルシーン（ｔ
ｈｅｒｍａｌ ５ｃｅｎｅ ）の被走査像の空間的強さ
の変化に従う信号が発生する。
コレクタ層３３に別の材料を使用することも可能であり
、例えば低ギャップｐ形材料（この場合はｐ”−ｐ−ｎ
構造になる；エネルギダイヤグラム第５図１ｂ＋参
照）で形成するか又はオーム接触で構成し得る（エネル
ギダイヤグラム第５図１ａｌ参照）。
、例えば低ギャップｐ形材料（この場合はｐ”−ｐ−ｎ
構造になる；エネルギダイヤグラム第５図１ｂ＋参
照）で形成するか又はオーム接触で構成し得る（エネル
ギダイヤグラム第５図１ａｌ参照）。
オーム接触の場合は高仕事関数金属を用いる。しかし乍
らこのような接触は製造が困難であるため、第５図１ｂ
＋の強（ドープした半導体の方が好ましい。
らこのような接触は製造が困難であるため、第５図１ｂ
＋の強（ドープした半導体の方が好ましい。
この半導体はテルル化カドミウム、ゼロギャップＣＭＴ
、又はテルル化水銀でも形成し得る。
、又はテルル化水銀でも形成し得る。
第６図は別のｎ−ｐ””ｎ構造体４１を示している。こ
れは、ｐ形広バンドギャップ材料から成る基板層４３０
片面のみに単一エピタキシャル層をデポジットして形成
したｎ形のエミッタ領域及びコレクタ領域をもつ横形構
造のデバイスである。
れは、ｐ形広バンドギャップ材料から成る基板層４３０
片面のみに単一エピタキシャル層をデポジットして形成
したｎ形のエミッタ領域及びコレクタ領域をもつ横形構
造のデバイスである。
これら領域はエッチ液により輪郭を与えられたストライ
プ４５で構成されており、デバイス４１両端の領域には
オーム接触４７及び４′９が具備されている。このデバ
イス４１は電界の配分は多少複雑であるが作動原理は基
本的に変らない。高電界領域はｎ形ＣＭＴの感光性スト
ライプ４５相互間にのみ存在する。ベース層４３は自己
支持形か、又はより一般的には絶縁性支持基板、例えば
図のサファイア基板５１などに付着しである。いずれの
場合も、このベース層４３の下方面／界面には大きな屈
折率不適合が存在する。従って感光性ｎ形ＣＭＴ層内の
ギャップを通過する放射線は反射し、大部分が反射後感
光領域４５に吸収されることになる。ストライプ４５の
物理的寸法とストライプ間の距離とは小さくしておく必
要がある。何故ならストライプ間のバイアスフィールド
ライン（ｂｉａｓ ｆｉｅｌｄ １ｌｎｅｓ ） の
一部は比較的長いルートをとるからである。ｎ形層スト
ライプ４５内の少数キャリヤの移動は本質的に拡散に起
因し、従って正孔少数キャリヤはストライプのコーナー
からのみ出現するものではない。
プ４５で構成されており、デバイス４１両端の領域には
オーム接触４７及び４′９が具備されている。このデバ
イス４１は電界の配分は多少複雑であるが作動原理は基
本的に変らない。高電界領域はｎ形ＣＭＴの感光性スト
ライプ４５相互間にのみ存在する。ベース層４３は自己
支持形か、又はより一般的には絶縁性支持基板、例えば
図のサファイア基板５１などに付着しである。いずれの
場合も、このベース層４３の下方面／界面には大きな屈
折率不適合が存在する。従って感光性ｎ形ＣＭＴ層内の
ギャップを通過する放射線は反射し、大部分が反射後感
光領域４５に吸収されることになる。ストライプ４５の
物理的寸法とストライプ間の距離とは小さくしておく必
要がある。何故ならストライプ間のバイアスフィールド
ライン（ｂｉａｓ ｆｉｅｌｄ １ｌｎｅｓ ） の
一部は比較的長いルートをとるからである。ｎ形層スト
ライプ４５内の少数キャリヤの移動は本質的に拡散に起
因し、従って正孔少数キャリヤはストライプのコーナー
からのみ出現するものではない。
第１図の構造をもつ検出器は「二色」検出器として使用
すべく改造するのも容易である。この場合は最上層１３
を比較的広いバンドギャップ、即ち下方２層１１及び９
の中間のバンドギャップ、をもつ材料で形成する。この
用途を明らかにすべく、３〜５μｍバンド及び８〜１４
μｍバンドの放射線−に感応する検出器を例にとって扮
明する。
すべく改造するのも容易である。この場合は最上層１３
を比較的広いバンドギャップ、即ち下方２層１１及び９
の中間のバンドギャップ、をもつ材料で形成する。この
用途を明らかにすべく、３〜５μｍバンド及び８〜１４
μｍバンドの放射線−に感応する検出器を例にとって扮
明する。
この場合は最上層を３〜５μｍバンド（ｘ−０，２８）
の放射線の検出に適したｎ形ＣＭＴ材料で形成し、最下
層を８〜１４μｍバンド（Ｘ−０，２）の放射線の検出
に適したｎ形ＣＭＴ材料で形成する。７工ルミ単位は２
つの被覆層９及び１３に異なる単位を与えるべく中間層
１１内にグレード（ｇｒａｄｅｄ ）される。次いで第
７図のエネルギダイヤグラムに示され【いる如き平衡状
態が得られるよう小さな定在バイアス（仕事関数の差に
等しい）を加えた。
の放射線の検出に適したｎ形ＣＭＴ材料で形成し、最下
層を８〜１４μｍバンド（Ｘ−０，２）の放射線の検出
に適したｎ形ＣＭＴ材料で形成する。７工ルミ単位は２
つの被覆層９及び１３に異なる単位を与えるべく中間層
１１内にグレード（ｇｒａｄｅｄ ）される。次いで第
７図のエネルギダイヤグラムに示され【いる如き平衡状
態が得られるよう小さな定在バイアス（仕事関数の差に
等しい）を加えた。
順方向バイアス（表面から内部へのドリフト、第７図の
左から右へのドリフト）では非対称性に起因して３〜５
μｍ放射線のみが検出される。ウィンド”エネルギより
小さいエネルギの巌射線は構造体７を通過して低エネル
ギギャップ材料層９に到達する。その結果ホトキャリヤ
が生じるが、このバイアス方向では、コレクタ層の電界
が感知できない程小さいため８〜１４μｍバンド放射線
に対する感応は無視し得る。この場合の信号は最上層１
３での３〜５μｍバンド吸収に対応する。しかし乍らバ
イアス方向が反転すると、３〜５μｍ ／（ンド吸収に
起因する信号は無視し得るようになる。
左から右へのドリフト）では非対称性に起因して３〜５
μｍ放射線のみが検出される。ウィンド”エネルギより
小さいエネルギの巌射線は構造体７を通過して低エネル
ギギャップ材料層９に到達する。その結果ホトキャリヤ
が生じるが、このバイアス方向では、コレクタ層の電界
が感知できない程小さいため８〜１４μｍバンド放射線
に対する感応は無視し得る。この場合の信号は最上層１
３での３〜５μｍバンド吸収に対応する。しかし乍らバ
イアス方向が反転すると、３〜５μｍ ／（ンド吸収に
起因する信号は無視し得るようになる。
この場合８〜１４μｍバンドの光変換により最下層９に
生じたホトキャリヤは中間層１１から成るドリフトゾー
ンを通過して信号を発生する。３〜５μｍバンド放射線
と８〜１４μｍバンド放射線とに対する検出器のレスボ
ンシビテイは、従って、ＤＣバイアスの方向転換により
スイッチし得る。
生じたホトキャリヤは中間層１１から成るドリフトゾー
ンを通過して信号を発生する。３〜５μｍバンド放射線
と８〜１４μｍバンド放射線とに対する検出器のレスボ
ンシビテイは、従って、ＤＣバイアスの方向転換により
スイッチし得る。
該検出器はＡＣバイアスを加えてもよく、その場合は各
バンドの出力が位相に従い選択される。信号はゲーテイ
ツト増幅器により感知される。
バンドの出力が位相に従い選択される。信号はゲーテイ
ツト増幅器により感知される。
第１図の如き検出器はアップコンバータとしても使用し
得る。アップコンバーティング効果はコレクタ内での再
結合の放射効＃Ｐ（ｒａｄｉａｔｉｖ。
得る。アップコンバーティング効果はコレクタ内での再
結合の放射効＃Ｐ（ｒａｄｉａｔｉｖ。
５ｆｆ１ａｌａｎｃｙ ）が高いと発生する。この場・
合は送出された放射線が直接に又は近赤外ビジコンカメ
ラにより受容され得るよう：ルクタのバンドギャップを
十分広くする。
合は送出された放射線が直接に又は近赤外ビジコンカメ
ラにより受容され得るよう：ルクタのバンドギャップを
十分広くする。
ｎ形及びｐ形材料が転倒したデバイスも実現可能である
が、このようなデバイスはへテロ構造界面の制御をより
強化しなければならない。このバンド構造体のへテロ構
造不連続性は層の成長に伴ないグレードアウトされるこ
とになるが、この不連続性に起因してほぼ中間のキャリ
ヤ再結合特性をもつ伸長ゾーンが存在する。しかし乍ら
キャリヤ移動度が大きいためデバイスの作動電圧は余り
制限されない。エミッタの界面領域は極めて低（てよ（
、それでも高エミツタ効率を得るのに必要な高ドリフト
速度を与え得る。エミッタ内の少数キャリヤ（電子）Ｉ
Ｉ度は極めて小さい。通常得られるｐ形材料のドーピン
グ濃度は＞ ｌＸ １ ｏ１６．、−”であり、ライフ
タイムが極めて短くても拡散係数が高ければ拡散距離は
前述の如く数十ξクロンになる。但し少数キャリヤ発生
度が高いとバックグラウンドリミテッドパフォーマンス
（Ｂ Ｌ Ｉ Ｐ ）ハ達成し難い。
が、このようなデバイスはへテロ構造界面の制御をより
強化しなければならない。このバンド構造体のへテロ構
造不連続性は層の成長に伴ないグレードアウトされるこ
とになるが、この不連続性に起因してほぼ中間のキャリ
ヤ再結合特性をもつ伸長ゾーンが存在する。しかし乍ら
キャリヤ移動度が大きいためデバイスの作動電圧は余り
制限されない。エミッタの界面領域は極めて低（てよ（
、それでも高エミツタ効率を得るのに必要な高ドリフト
速度を与え得る。エミッタ内の少数キャリヤ（電子）Ｉ
Ｉ度は極めて小さい。通常得られるｐ形材料のドーピン
グ濃度は＞ ｌＸ １ ｏ１６．、−”であり、ライフ
タイムが極めて短くても拡散係数が高ければ拡散距離は
前述の如く数十ξクロンになる。但し少数キャリヤ発生
度が高いとバックグラウンドリミテッドパフォーマンス
（Ｂ Ｌ Ｉ Ｐ ）ハ達成し難い。
第１図は本発明の特徴を具体化するｎ−ｐ−ｎ形複合光
検出器の構造を示す横断面図、第２図、第３図（１１１
及び１ｌ）ｌは夫々ゼロバイアス、順バイアス及び逆バ
イアスした場合の第１図の検出器のバンドレベルエネル
ギダイヤグラム、第４図はストリップデテクタたるｎ−
ｐ−ｎ形複金光検出器の構造を示す横断面図、第５図１
ａ＋及びｌｂｌは夫々金属コレクタを用いた場合と縮退
半導体コレクタを用いた場合とにおける第１図の検出器
のバンドレベルエネルギダイヤグラム、第６図は第１図
の構造の変形たる二層構造式光検出器を示す横断面図、
第７図は第１図の検出器の変形たる二色感応形検出器の
バンドレベルエネルギを示す説明図である。 １・・・ＣＭＴ光検出器。 ３・・・エミッタコンタクト、 ５・・・コレクタコンタクト、 ９・・・コレクタ層、 １３・・・エミツタ層、 ２１−ＣＭＴ／ＣｄＴｅ光検出器、 ２３・・・ＣＭＴフィラメント、 ２５．２７・−真性ＣｄＴｅ層、 ２９・・・読出し接触、 ３１・・・バリヤ領域、 ３３・・・コレクタ領域、 ３５・・・複合オーム接触、 ４３・・・ベース、 ４５・・・感光性ストライプ、 ５１・・・ザファイア基板。 図面の鰭（内容に変更なし） ｌｌ 〜・４・ 〜・７ 手続ネ市ロー、７月 昭和ｂ８１１１０Ｊ］Ｊダロ 特Ｗｆ庁長官 若杉 和夫 殿 ゛１．事件の表示 １１ｒ（和５８年１！Ｉ訂願第
１７６１０２ 舅２、発明の名称 赤外検出器 ３．７ｉ１ｉ正をづる者 事イ９との関係 特ｒ１出羅１人 名 称 イギリス国 ４、代 即 人 東京都新宿８新Ｍ１丁目１？ｒ１
１４号 山田ビル８、補正の内容 正式図面を別紙
の通り補充する。 （内容に変更なし）
検出器の構造を示す横断面図、第２図、第３図（１１１
及び１ｌ）ｌは夫々ゼロバイアス、順バイアス及び逆バ
イアスした場合の第１図の検出器のバンドレベルエネル
ギダイヤグラム、第４図はストリップデテクタたるｎ−
ｐ−ｎ形複金光検出器の構造を示す横断面図、第５図１
ａ＋及びｌｂｌは夫々金属コレクタを用いた場合と縮退
半導体コレクタを用いた場合とにおける第１図の検出器
のバンドレベルエネルギダイヤグラム、第６図は第１図
の構造の変形たる二層構造式光検出器を示す横断面図、
第７図は第１図の検出器の変形たる二色感応形検出器の
バンドレベルエネルギを示す説明図である。 １・・・ＣＭＴ光検出器。 ３・・・エミッタコンタクト、 ５・・・コレクタコンタクト、 ９・・・コレクタ層、 １３・・・エミツタ層、 ２１−ＣＭＴ／ＣｄＴｅ光検出器、 ２３・・・ＣＭＴフィラメント、 ２５．２７・−真性ＣｄＴｅ層、 ２９・・・読出し接触、 ３１・・・バリヤ領域、 ３３・・・コレクタ領域、 ３５・・・複合オーム接触、 ４３・・・ベース、 ４５・・・感光性ストライプ、 ５１・・・ザファイア基板。 図面の鰭（内容に変更なし） ｌｌ 〜・４・ 〜・７ 手続ネ市ロー、７月 昭和ｂ８１１１０Ｊ］Ｊダロ 特Ｗｆ庁長官 若杉 和夫 殿 ゛１．事件の表示 １１ｒ（和５８年１！Ｉ訂願第
１７６１０２ 舅２、発明の名称 赤外検出器 ３．７ｉ１ｉ正をづる者 事イ９との関係 特ｒ１出羅１人 名 称 イギリス国 ４、代 即 人 東京都新宿８新Ｍ１丁目１？ｒ１
１４号 山田ビル８、補正の内容 正式図面を別紙
の通り補充する。 （内容に変更なし）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 赤外線に対し感光性をもつ材料で形成された
エミッタ領域と、コレクタ領域と、これらエミッタ領域
及びコレクタ領域の双方に隣接したバリヤ領域とを含み
、該バリヤ領域が前記感光材料と共通の又畔少なくとも
ほぼ同一レベルの価電子帯エツジをもっと共に該感光材
料より広いバンドギャップを有する材料から成り、従っ
てエミッタ領域からの多数キャリヤの流れに対し障壁を
構成すると同時に、エミッタ領域から注入される少数キ
ャリヤに対し伝導性を示すことを特徴とする赤外検出器
。 （２） エミッタ領域とコレクタ領域とがバリヤ領域
の対向側面上に夫々配置されていることな特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の検出器。 （３）赤外線に対し感光性をもつ材料のストリップで形
成されたエミッタ領域と、互に距離をおいて該ストリッ
プ上に配置されており、一方がエミッタコンタクト、他
方が第１バイアスコンタクトを構成して謎ストリップに
バイアス電流を加える一対のバイアスコンタクトと、該
第１バイアスコンタクトから距離をおいてこれらバイア
スコンタクト間に配置された読出し構造体とを含み、こ
の読出し構造体がコレクタコンタクトと、コレクタ領域
と、該コレクタ領域及びエミッタ領域間に挿入されたバ
リヤ領域とを備えており、該バリヤ領域が前記感光材料
と共通の又は少なくともはｔ！同一レベルの価電子帯エ
ツジを有すると共に該感光材料より広いバンドギャップ
をもつ材料で形成されており、従ってエミッタ領域から
の多数キャリヤに対し障壁を構成すると同時にエミッタ
領域から注入される少数キャリヤに対し伝導性を示すこ
とを特徴とする赤外検出器。 （４） エミッタ領域とコレクタ領域とが同一バンド
キャップの材料で形成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第２項に記載の検出器０ （５） エミッタ領域とコレクタ領域とが同一の多数
キャリヤタイプではあるがバンドギャップが異なる材料
で夫々形成されており、一方の材料が赤外スペクトルの
一波長バンドの放射線に対し感光性を示し、他方の材料
が赤外スペクトルの別の波長バンドの放射線に対し感光
性を示すことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
の検出器。 （６） エミッタ領域とコレクタ領域とがバリヤ領域
の同一側面に隣接していることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の検出器６（７） エミッタ領域と
コレクタ領域とが単一の材料層より形成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の検出器。 （８） エミッタ領域と、コレクタ領域と、少なくと
も１つの中間エミツクーコレクタ領域とを含み、これら
領域が赤外線に対し感光性を示す材料から成る単一層よ
り形成されており、その他一方がエミッタコンタクト他
方がコレクタコンタクトである一対の接触と、前記エミ
ッタ領域及びコレクタ領域の双方に隣接したバリヤ領域
とをも備えており、該バリヤ領域が前記感光材料と共通
の又は少なくともほぼ同一レベルの価電子帯エツジを有
すると共に該感光材料より広いバンドギャップをもつ材
料で形成されており、従ってエミッタ領域からの多数キ
ャリヤの流れに対し障壁を構成すると同時にエミッタ領
域から注入された少数キャリヤに対し伝導性を示すこと
を特徴とする赤外検出器。 （９） エミッタ領域が三元合金材料から成り、該材
料が赤外線に対し感光性を示す三元合金の１つ、即ちテ
ルル化カドミウム水銀、ヒ化インジウムガリウム又はヒ
化ガリウムアルミニウムのいずれかであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれかに記載
の検出器。 顛 バリヤ領域も三元合金材料から成り、該材料が前記
合金と同一の成分を異なる割合で含む合金であることを
特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の検出器。 α１）バリヤ領域が二元合金材料から成り、前記三元合
金と該二元合金とが共通の陰イオン成分を有しており、
該二元合金材料がテルル化カドミウム、ヒ化インジウム
又はヒ化ガリウムのいずれかであることを特徴とする特
許請求の範囲第９項に記載の検出器。 θ２ エミッタ領域とバリヤ領域とが夫々ｎ形及びｐ形
の被ドープ真性材別であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項乃至第１１項のいずれかに記載の検出器。 ０９ エミッタ領域とコレクタ領域とが同一多数キャ
リヤタイプの材料で形成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項乃至第３項又は第９項乃至第１２項
のいずれかに記載の検出器。 α４ コレクタ領域とコレクタコンタクトとが単一の高
仕事関数金属層で形成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項乃至第３項又は第９項乃至第１２項の
いずれかに記載の検出器。 ａＳ コレクタ領域がエミッタ領域材料と逆の多数キ
ャリヤタイプの強くドープした半導体材料で形成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項
又は第９項乃至第１２項のいずれかに記載の検出器。 （ＩＧ 赤外検出器と、該検出器に接続された交流電
圧バイアス源と、該赤外検出器により発生する電流に感
応する信号電流検出器とを含み、該赤外検出器が赤外線
に対し感光性を示す材料で形成されたエミッタ領域と、
コレクタ領域と、一方がエミッタコンタクト他方がコレ
クタコンタクトである一対の接触と、前記エミッタ領域
及びコレクタ領域の双方に隣接したバリヤ領域とを備え
ており、該バリヤ領域が前記感光材料と共通の又はほぼ
同一レベルの価電子帯エツジを有すると共に該感光材料
より広いバンドギャップをもつ材料で形成されており、
従ってエミッタ領域からの多数キャリヤの流れに対し障
壁を構成すると同時にエミッタ領域から注入された少数
キャリヤに対し伝導性を示すことを特徴とする装置。 （１７１赤外検出器と、該検出器に接続された電圧源と
、この電圧の極性を反転させるスイッチと、該赤外検出
器により発生する電流に感応する信号電流検出器とを含
み、該赤外検出器がエミッタ領域と、コレクタ領域と、
一対の接触と、バリヤ領域とを備えており、該エミッタ
領域及びコレクタ領域が同一の多数キャリヤタイプでバ
ンドギャップが異なる材料により夫々形成されており、
一方の材料が赤外スペクトルの成る特定波長バンドの放
射線に対し感光性を示し、他方の材料が赤外スペクトル
の別の波長バンドの放射線ニ対し感光性を示し、前記接
触の一方がエミッタコンタクト、他方がコレクタコンタ
クトであり、前記バリヤ領域がエミッタ領域とコレクタ
領域との間に挿入されていて、前記感光材料と共通の又
は少なくともほぼ同一レベルの価電子帯エツジを有する
と共に該感光材料より広いバンドギャップをもつ材料で
形成されており、従ってエミッタ領域からの多数キャリ
ヤの流れに対し障壁を構成すると同時にエミッタ領域か
ら注入された少数キャリヤに対し伝導性を示すことを特
徴とする装置。 ａの 赤外検出器と、該検出器に接続された交流電圧バ
イアス源と、交流バイアスの正の半サイクル及び負の半
サイクルの開に夫々発生する信号を分離するためのフェ
ーズセンシティブデテクタとを含み、該赤外検出器がエ
ミッタ領域と、コレクタ領域と、一対の接触と、バリヤ
領域とを備えており、該エミッタ領域及びコレクタ領域
が同一の多数キャリヤタイプでバンドギャップが異なる
材料により夫々形成されており、一方の材料が赤外スペ
クトルの成る特定波長バンドの放射線に対し感光性を示
し、他方の材料が赤外スペクトルの別の波長バンドの放
射線に対し感光性を示し、前記接触の一方がエミッタコ
ンタクト、他方がコレクタコンタクトであり、前記〕く
リヤ領域がエミッタ領域とコレクタ領域との間に挿入さ
れていて、前記感光材料と共通の又は少なくともほぼ同
一レベルの価電子帯エツジを有すると共に該感光材料よ
り広いバンドギャップをもつ材料で形成されており、従
ってエミッタ領域からの多数キャリヤの流れに対し障壁
を構成すると同時にエミッタ領域から注入された少数キ
ャリヤに対し伝導性を示すことを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8227180 | 1982-09-23 | ||
| GB8227180 | 1982-09-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5980978A true JPS5980978A (ja) | 1984-05-10 |
| JPH0576791B2 JPH0576791B2 (ja) | 1993-10-25 |
Family
ID=10533122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58176102A Granted JPS5980978A (ja) | 1982-09-23 | 1983-09-22 | 光導電形赤外線検出器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4679063A (ja) |
| EP (1) | EP0106514B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5980978A (ja) |
| DE (1) | DE3379441D1 (ja) |
| IL (1) | IL69736A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6126269A (ja) * | 1984-07-06 | 1986-02-05 | イギリス国 | 光検出器 |
| JP2012134507A (ja) * | 2012-01-11 | 2012-07-12 | Maimon Shimon | 暗電流を低減した光検出器 |
| JP2014239235A (ja) * | 2014-07-10 | 2014-12-18 | シモン・マイモンＳｈｉｍｏｎ ＭＡＩＭＯＮ | 暗電流を低減した光検出器 |
Families Citing this family (55)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4837607A (en) * | 1984-04-25 | 1989-06-06 | Josef Kemmer | Large-area, low capacitance semiconductor arrangement |
| JPH0712100B2 (ja) * | 1985-03-25 | 1995-02-08 | 株式会社日立製作所 | 半導体発光素子 |
| US4874572A (en) * | 1987-05-06 | 1989-10-17 | Ophir Corporation | Method of and apparatus for measuring vapor density |
| JPH0278278A (ja) * | 1988-09-13 | 1990-03-19 | Nec Corp | 赤外線センサ |
| GB8828348D0 (en) * | 1988-12-05 | 1989-01-05 | Secr Defence | Photodetector |
| US5185647A (en) * | 1988-12-12 | 1993-02-09 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Long wavelength infrared detector |
| US5001532A (en) * | 1989-09-06 | 1991-03-19 | Rockwell International Corporation | Impurity band conduction detector having photoluminescent layer |
| FR2678774B1 (fr) * | 1991-07-05 | 1998-07-10 | Thomson Csf | Detecteur d'ondes electromagnetiques. |
| IL99592A (en) * | 1991-09-27 | 1995-05-26 | Bendix Avelex Inc | Thermal imaging apparatus |
| US6043548A (en) * | 1993-04-14 | 2000-03-28 | Yeda Research And Development Co., Ltd. | Semiconductor device with stabilized junction |
| US5412242A (en) * | 1993-04-14 | 1995-05-02 | Yeda Research And Development Co., Ltd. | Semiconductor device with p-n junction based on dopant profile in equilibrium with internal electric field created by this junction |
| US5621238A (en) * | 1994-02-25 | 1997-04-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Narrow band semiconductor detector |
| US5438199A (en) * | 1994-09-06 | 1995-08-01 | Alliedsignal Inc. | Thermal imaging apparatus with bias modulation |
| USH1717H (en) * | 1995-11-16 | 1998-04-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Bistable photoconductive switches particularly suited for frequency-agile, radio-frequency sources |
| US5804815A (en) * | 1996-07-05 | 1998-09-08 | Sandia Corporation | GaAs photoconductive semiconductor switch |
| FR2773215B1 (fr) * | 1997-12-31 | 2000-01-28 | Commissariat Energie Atomique | Detecteur thermique bolometrique |
| US6906793B2 (en) * | 2000-12-11 | 2005-06-14 | Canesta, Inc. | Methods and devices for charge management for three-dimensional sensing |
| EP1356664A4 (en) * | 2000-12-11 | 2009-07-22 | Canesta Inc | CMOS-COMPATIBLE THREE-DIMENSIONAL IMAGE CAPTION THROUGH QUANTITY EFFICIENCY MODULATION |
| US6674064B1 (en) | 2001-07-18 | 2004-01-06 | University Of Central Florida | Method and system for performance improvement of photodetectors and solar cells |
| IL156744A (en) * | 2003-07-02 | 2011-02-28 | Semi Conductor Devices An Elbit Systems Rafael Partnership | Depletion-less photodiode with suppressed dark current |
| US7129489B2 (en) * | 2004-12-03 | 2006-10-31 | Raytheon Company | Method and apparatus providing single bump, multi-color pixel architecture |
| 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 |
| 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 |
| USRE48642E1 (en) | 2006-03-19 | 2021-07-13 | Shimon Maimon | Application of reduced dark current photodetector |
| US11264528B2 (en) | 2006-03-19 | 2022-03-01 | Shimon Maimon | Reduced dark current photodetector with charge compensated barrier layer |
| IL174844A (en) * | 2006-04-06 | 2011-02-28 | Semi Conductor Devices An Elbit Systems Rafael Partnership | Unipolar semiconductor photodetector with suppressed dark current and method for producing the same |
| US10700141B2 (en) * | 2006-09-29 | 2020-06-30 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Method and apparatus for infrared detection and display |
| US8044435B2 (en) | 2006-11-14 | 2011-10-25 | Lockheed Martin Corporation | Sub-pixel nBn detector |
| US7652252B1 (en) * | 2007-10-08 | 2010-01-26 | Hrl Laboratories, Llc | Electronically tunable and reconfigurable hyperspectral photon detector |
| US8093559B1 (en) * | 2008-12-02 | 2012-01-10 | Hrl Laboratories, Llc | Methods and apparatus for three-color infrared sensors |
| US8674406B2 (en) | 2009-07-17 | 2014-03-18 | Lockheed Martin Corp. | Extended wavelength digital alloy NBN detector |
| WO2011050322A1 (en) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | Lockheed Martin Corporation | Barrier photodetector with planar top layer |
| US8154028B2 (en) * | 2010-01-28 | 2012-04-10 | Howard University | Infrared external photoemissive detector |
| US8716701B2 (en) | 2010-05-24 | 2014-05-06 | Nanoholdings, Llc | Method and apparatus for providing a charge blocking layer on an infrared up-conversion device |
| US8217480B2 (en) | 2010-10-22 | 2012-07-10 | California Institute Of Technology | Barrier infrared detector |
| US8686471B2 (en) | 2011-04-28 | 2014-04-01 | Drs Rsta, Inc. | Minority carrier based HgCdTe infrared detectors and arrays |
| WO2013003850A2 (en) | 2011-06-30 | 2013-01-03 | University Of Florida Researchfoundation, Inc. | A method and apparatus for detecting infrared radiation with gain |
| US8846432B2 (en) | 2011-09-13 | 2014-09-30 | L-3 Communications Cincinnati Electronics Corporation | Frontside-illuminated barrier infrared photodetector device and methods of fabricating the same |
| US8928029B2 (en) | 2011-12-12 | 2015-01-06 | California Institute Of Technology | Single-band and dual-band infrared detectors |
| FR2985373B1 (fr) | 2012-01-04 | 2014-01-24 | Commissariat Energie Atomique | Structure semiconductrice, dispositif comportant une telle structure et procede de fabrication d'une structure semiconductrice |
| 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 |
| US9214581B2 (en) | 2013-02-11 | 2015-12-15 | California Institute Of Technology | Barrier infrared detectors on lattice mismatch substrates |
| US9099371B1 (en) * | 2013-04-12 | 2015-08-04 | Lockheed Martin Corporation | Barrier photodetector with no contact layer |
| US20140321805A1 (en) * | 2013-04-15 | 2014-10-30 | Technion Research & Development Foundation Ltd. | Ultra-flat plasmonic optical horn antenna |
| US9515210B2 (en) | 2013-05-07 | 2016-12-06 | L-3 Communications Cincinnati Electronics Corporation | Diode barrier infrared detector devices and superlattice barrier structures |
| US9799785B1 (en) | 2015-03-13 | 2017-10-24 | California Institute Of Technology | Unipolar barrier dual-band infrared detectors |
| IL238368B (en) | 2015-04-19 | 2019-08-29 | Semi Conductor Devices An Elbit Systems Rafael Partnership | light sensor |
| US10749058B2 (en) | 2015-06-11 | 2020-08-18 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Monodisperse, IR-absorbing nanoparticles and related methods and devices |
| US10872987B2 (en) | 2015-12-10 | 2020-12-22 | California Institute Of Technology | Enhanced quantum efficiency barrier infrared detectors |
| US10128399B1 (en) | 2016-08-16 | 2018-11-13 | Hrl Laboratories, Llc | Lateral-effect position-sensing detector |
| FR3109244B1 (fr) * | 2020-04-09 | 2022-04-01 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de photo-détection à gradient latéral de concentration en cadmium dans la zone de charge d’espace |
| US12300712B2 (en) | 2021-10-07 | 2025-05-13 | California Institute Of Technology | Barrier infrared detector architecture for focal plane arrays |
| US12426387B2 (en) | 2021-10-25 | 2025-09-23 | California Institute Of Technology | Atomic layer-based surface treatments for infrared detectors |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3497698A (en) * | 1968-01-12 | 1970-02-24 | Massachusetts Inst Technology | Metal insulator semiconductor radiation detector |
| GB1450627A (en) * | 1974-01-29 | 1976-09-22 | Standard Telephones Cables Ltd | Opto-electronic devices |
| US4016586A (en) * | 1974-03-27 | 1977-04-05 | Innotech Corporation | Photovoltaic heterojunction device employing a wide bandgap material as an active layer |
| GB1488258A (en) * | 1974-11-27 | 1977-10-12 | Secr Defence | Thermal radiation imaging devices and systems |
| US4021833A (en) * | 1976-05-17 | 1977-05-03 | Honeywell Inc. | Infrared photodiode |
| US4106951A (en) * | 1976-08-12 | 1978-08-15 | Uce, Inc. | Photovoltaic semiconductor device using an organic material as an active layer |
| GB1597538A (en) * | 1977-03-31 | 1981-09-09 | Ford Motor Co | Photovoltaic semiconductor device having increased detectivity and decreased capacitance |
| JPS6057714B2 (ja) * | 1978-01-27 | 1985-12-16 | 株式会社日立製作所 | 光半導体装置 |
| JPS5516479A (en) * | 1978-07-21 | 1980-02-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Heterojunction light receiving diode |
| US4346394A (en) * | 1980-03-24 | 1982-08-24 | Hughes Aircraft Company | Gallium arsenide burrus FET structure for optical detection |
| GB2078440B (en) * | 1980-03-31 | 1984-04-18 | Nippon Telegraph & Telephone | An optoelectronic switch |
| US4453173A (en) * | 1982-04-27 | 1984-06-05 | Rca Corporation | Photocell utilizing a wide-bandgap semiconductor material |
| US4427841A (en) * | 1982-06-29 | 1984-01-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Back barrier heteroface AlGaAs solar cell |
-
1983
- 1983-09-09 EP EP83305276A patent/EP0106514B1/en not_active Expired
- 1983-09-09 DE DE8383305276T patent/DE3379441D1/de not_active Expired
- 1983-09-15 IL IL69736A patent/IL69736A/xx not_active IP Right Cessation
- 1983-09-22 US US06/534,692 patent/US4679063A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-09-22 JP JP58176102A patent/JPS5980978A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6126269A (ja) * | 1984-07-06 | 1986-02-05 | イギリス国 | 光検出器 |
| JP2012134507A (ja) * | 2012-01-11 | 2012-07-12 | Maimon Shimon | 暗電流を低減した光検出器 |
| JP2014239235A (ja) * | 2014-07-10 | 2014-12-18 | シモン・マイモンＳｈｉｍｏｎ ＭＡＩＭＯＮ | 暗電流を低減した光検出器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0106514B1 (en) | 1989-03-15 |
| EP0106514A2 (en) | 1984-04-25 |
| EP0106514A3 (en) | 1986-02-12 |
| DE3379441D1 (en) | 1989-04-20 |
| US4679063A (en) | 1987-07-07 |
| JPH0576791B2 (ja) | 1993-10-25 |
| IL69736A (en) | 1987-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS5980978A (ja) | 光導電形赤外線検出器 | |
| US5149956A (en) | Two-color radiation detector array and methods of fabricating same | |
| US5016073A (en) | Photodetector semiconductor which does not require extensive cooling | |
| US5721429A (en) | Self-focusing detector pixel structure having improved sensitivity | |
| JPH0366820B2 (ja) | ||
| Cohen-Elias et al. | Minority carrier diffusion length for electrons in an extended SWIR InAs/AlSb type-II superlattice photodiode | |
| Gao et al. | In0. 53Ga0. 47As metal‐semiconductor‐metal photodiodes with transparent cadmium tin oxide Schottky contacts | |
| JPH0389564A (ja) | フォトダイオード | |
| US4608586A (en) | Back-illuminated photodiode with a wide bandgap cap layer | |
| US5969375A (en) | Infrared detector with non-cooled quantum well structure | |
| US4183035A (en) | Inverted heterojunction photodiode | |
| US20140217540A1 (en) | Fully depleted diode passivation active passivation architecture | |
| GB2127619A (en) | Infrared detectors | |
| Piotrowski et al. | A novel multi-heterojunction HgCdTe long-wavelength infrared photovoltaic detector for operation under reduced cooling conditions | |
| US4021833A (en) | Infrared photodiode | |
| US5241196A (en) | Photoresponsive device including composition grading and recessed contacts for trapping minority carriers | |
| US4231053A (en) | High electrical frequency infrared detector | |
| Rogalski et al. | Theoretical modeling of long wavelength n+‐on‐p HgCdTe photodiodes | |
| CA2197295A1 (en) | Compounds and infrared devices including in1-xtlxq, where q is as1-ypy and 0 <= y <= 1 | |
| GB2206447A (en) | Lensed photodetector | |
| US3466448A (en) | Double injection photodetector having n+-p-p+ | |
| RU2521156C2 (ru) | Полупроводниковый фотодиод для инфракрасного излучения | |
| JPH0648732B2 (ja) | 光起電力型赤外線検知器 | |
| Siliquini et al. | Two-dimensional infrared focal plane arrays based on HgCdTe photoconductive detectors | |
| FR2941564A1 (fr) | Photodiode et detecteur de rayonnement electromagnetique |