JPS601725A - 撮像管用半導体タ−ゲツト - Google Patents

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】 （技術分野の説明） この発明は、光導態形撮像管に用いるシリコンターゲッ
トに関する。

（従来技術の説明） 従来の光導態形撮像管に用いるシリコンターゲットと、
光導態形撮像管を第１図および第２図を参照して説明す
る。

第１図は従来の光導態形撮像管に用いるシリコンターゲ
ットの構成を示す断面図、第２図は光導態形撮像管の概
略を示す断面図である。

光導電性ターゲット２は光導態形撮像管の円筒状の真空
容器１の一方の底面に配置されている。

前記真空容器１の他方の底面よりに、前記ターゲット２
に相対向するように電子銃３が設けられている。

通常は電子銃３から放出された電子を加速し、かつター
ゲット２に垂直に入射するようにターゲット２に近接し
て平行な網が設けられ、前記網から（２） 電子銃３の間に延在する円筒とからなる加速電極４が設
けてられている。

使用に際しては、ターゲット２の電子銃と相対向してい
ない面（以下第１の面という）に数ボルトないし数十ボ
ルトの電位を電源５から加え、電子銃３は接地しておき
、加速電極４に数百ボルトの電圧を電源６から加えてお
く。

さらに真空容器１の外側に電子銃３からターゲット２へ
向かう電子ビームを集束する集束コイル７と偏向する偏
向コイル８とを設けて電子ビームでクーゲット２の電子
銃に対向する面を走査する。

ターゲット２の第１の面に光像を投影すると、前記第１
の面にコンデンサ９を介して接続した端子１０に映像信
号が得られる。

前述のような撮像管のターゲット２として従来よりシリ
コンターゲットが用いられている。

ターゲット２は、第１図に示すようにｎ形溝型彫の基板
２１の第１の面に基板と同じｎ形溝型彫で高不純物濃度
の層２２を形成して電極とし、第２の面に島状に基板と
反対の導電形のｐ形導電Ｎ２（３） ３・・・２３を多数段けである。

各島状のｐ形溝電層２３の間の表面は二酸化シリコン層
２４で覆われている。

また各島状のｐ形溝電層２３とその周囲の二酸化シリコ
ンの層２４の表面を多結晶シリコン層２５で覆っである
。そして、各島状のｐ形溝電層に属するそれぞれの多結
晶シリコン層２５は相互に分離されている。

なお理解を容易にするために、第１図の島状のｐ形溝電
層２３はターゲット２の大きさに比較してて極めて大き
く表し、結果としてその数を極めて少なく表しである。

またターゲット２の厚さはターゲット２の径に対して誇
張して表しである。

前述のターゲット２の高濃度のｎ形溝電層２２に約１０
ボルトの電位を加え、光像を投影すると基板２１と島状
のｐ形溝電層の境界（以下接合という）に電子と正孔対
が発生する。

前記対を形成していた電子は電源５に接続されて注入さ
れる。

（４） 前記正孔は島状のｐ形溝電層２３にＭ積される。

そして各島状のｐ形導電１ｆ２３は絶縁体である二酸化
シリコン層２４によって相互に絶縁されているので蓄積
された正孔は光像に対応する電荷像を形成する。

続いて細い電子ビームにより、シリコンターゲット２の
第２の面が走査されると、蓄積された前記正孔は順次放
電すると共にコンデンサ９を介した端子１０に映像信号
が発生する。このとき島状のｐ形溝電層２３の周囲に入
射した電子ビームは導電対である多結晶シリコン層を介
して島状のｐ形溝電層２３に流れ込み、ｐ形溝電層２３
の周囲に望ましくない負の電荷が蓄積することはなく、
また走査する電子ビームは有効に利用される。

なお、前述の例では基板がｎ形溝電性であり、島状の導
電層がｐ形溝電性であったが基板がｐ形溝電性であり、
島状の導電層がｎ形溝電性と逆の場合でも同様に映像信
号の取り出しが可能である。

また島状の導電層の代わりに基板の表面に島状の金属層
を形成してショットキーバリアを形成した（５） ものであっても同様である。

前述の構造のターゲット２の島状のｐ形溝電層２３およ
び多結晶シリコン層２５は極めて多数であり、かつ小さ
いので島状のｐ形導電Ｎ２３に多結晶シリコン層２５を
正確に位置合わせして製造するのは容易ではない。

位置ずれはただちに性能の低下につながるので、ターゲ
ット製造の際の製品の歩留まりも良くなかった。

（発明の詳細な説明） 本発明の目的は、前記問題を解決し、製造が容易で従来
のターゲットと同等またはそれ以上の性能を得ることが
できる光導型彫撮像管に用いるシリコンターゲットを提
供することにある。

（発明の詳細な説明） 前記目的を達成するために、本発明による撮像管用半導
体ターゲットは、シリコンウェファの第１の面に電極を
形成し、第２の面に多数の島状に接合を形成し、前記第
１の面を光像の入射する面とし、前記第２の面を電子ビ
ームで走査する面と（６） する撮像管用半導体ターゲットにおいて、前記各島状の
部分の表面にシリサイド化合物からなる層を形成し、前
記シリサイド化合物の表面および前記シリサイド化合物
の周囲の酸化シリコン層の表面を覆う島状の金属層を形
成して構成されている。

前記シリサイド化合物の周囲の酸化シリコン層の表面を
覆う島状の金属層はメッキにより前記シリサイド化合物
層を中心としてその周囲に拡がるように形成することが
できる。したがって正確な位置の対応と形状の対応を保
つことができ、この工程における不良品の発生は完全に
防止できる。

（実施例の説明） 第３図は、この発明による撮像管用半導体ターゲットの
断面図であって、同図（Ｂ）は一つの島に関連する部分
を拡大して示した図である。

なお第３図も前記第１図と同様に島状部の面積と厚さを
誇張して示しである。

第３図Ａにおいて第１図に関連して説明した部分と共通
な部分には同一の符号を付しである。

ｎ形溝電性の基＠２１の直径は、光導型彫撮像管（７） の直径に対応して決定される。

２５．４ｍｍ　（１吋）管の場合のｎ形溝電性の基板２
１の直径は２２ｍｍ、１６．９ｍｍ　（２／３吋）管の
場合のｎ形溝電性の基板２１の直径は１５ｍｍとする。

基板の厚さは８〜１８μｍである。

前記ｎ形溝電性の基板２１の第１の面に形成した高濃度
のｎ形溝電性の層２２が形成されている。

高濃度のｎ形溝電性の層２２のシート抵抗は数十Ω／口
である。この高濃度のｎ形溝電性のＮ２２は撮像管用半
導体ターゲット２の電極の役割をする。

島状のｐ形溝電Ｎ２３は直径８〜９μｍ、厚さ１〜３μ
ｍ、ピッチは１０〜１５μｍで、基板２１゛の電子ビー
ムで走査される側の面（第２の面）に形成され、基板２
１と共にｐｎ接合を形成する。

シリサイド化合物１’１ｆ２６は後述するような製造方
法で島状のｐ形溝電層２３の表面に形成されている。シ
リサイド化合物Ｎ２６の厚さ０．１〜０．２μｍ、比抵
抗１０３Ω以下である。

金属層２７は、シリサイド化合物層２６の表面お（８） よびその周囲に直径１３μｍまで伸延して設けられてお
り、隣接する他の金属層２７との最近接距離２μｍであ
る。

次に本発明の前述した撮像管用半導体ターゲットの製造
方法を第４図を参照して工程順に説明する。

（Ａ）ｎ形溝電性シリコンウェファ３１を準備する。

（Ｂ）前記ｎ形溝電性シリコンウェファ３１の表面に約
１μｍの厚さの二酸化シリコン層３２を形成する。

（Ｃ）フォトエツチング技術によって前記Ｂの工程で形
成された二酸化シリコンＮ３２の前述実施例では第２面
に相当する面に１０μｍのピンチで直径５μｍの穴をあ
ける。

３３は残存部の二酸化シリコン層を示す。

また他の面、前述実施例では第１面側の面の二酸化シリ
コン層３１を同時に除去する。

（Ｄ）前記Ｃの工程で第２面に相当する面に明けた穴を
通してｐ形不純物を拡散する。このように（９） して島状のｐ形溝電ｉ３４．３４．　３４が形成される
。

（Ｅ）二酸化シリコンＮ３３と島状ｐ形溝電層３４．３
４．３４からなる上側の面、第１の面、全体にタングス
テンを数百ｎａｎｏ　ｍ〜１μｍ蒸着して金属層３５を
形成する。

（Ｆ）シリコンウェファ３１を６５０℃に加熱する。ス
パッタ蒸着法にすれば加熱処理を必要としないでシリサ
イド化合物を形成できる。

このとき前記Ｅの工程で形成した全屈３５の島状のｐ形
溝電層と接する部分はシリコンと化合してシリサイド化
合物ＷＩ３６を形成する。

二酸化シリコンＩ’１ｉ３３と接する部分は剥離して除
かれる。

（Ｇ）Ｎｉを電気メッキする。ＣｒまたはＣｕをメッキ
しても良い。

このときシリサイド化合物層３６の表面は電極となるが
、二酸化シリコン層３３の表面は電極とならないからま
ずシリサイド化合物層３６に電気メッキされる。そして
シリサイド化合物層３６の表（１０） 面の部分のメッキ層が厚くなり、続いて前記メッキ層が
さらに厚さを増すとともに周囲の二酸化シリコン層３３
の表面に広がる。

前記電気メッキは金属層３７が隣接する他の金属層３７
と接する前に中止する。

この制御は、あらかじめ電気メッキによる金属層の伸延
速度を測定しておき、メッキ時間を制御することにより
可能である。

（Ｈ）基板３１の下側の面を化学エツチングによって厚
さ１０μｍまで薄くする。

さらに下側の面にリンをイオン注入して、高濃度のｎ形
溝電Ｎ２２を形成する。

前述の製造方法によって前述の本発明の実施例のクーゲ
ットを作り撮像管に組み込んで以下の測定結果を得た。

本発明のターゲットを組み込んだ撮像管のビーム抵抗は
ＩＯＭ〜１００ＭΩである。

限界解像度８００ＴＶＬ、（画像中心にて）画像変調度
は４００ＴＶＬの所で４５％であった。

残像は２００ｎａｎｏＡの信号電流をとっているとき光
を遮断して５０ｍ５ｅｃ後に測定した。

残像は５％であった。

以上の測定結果は前記実施例に係るターゲットが、従来
のターゲットと同等かそれ以上の特性が確保できること
を示している。

以上、ｎ形溝電性の基板に島状のｐ形溝電層を形成した
実施例について詳しく説明した。

本発明の構成は、ｐ形溝電性の基板に島状のｎ形溝電層
を形成したものにも適用できる。

またｎ形溝電性の基板に島状のショットキーバリアを形
成する場合も同様に適用できる。

なお、本発明の薄いシリサイド化合物層を形成するため
に蒸着する金属は前記タングステンだけではなく、ニッ
ケル、モリブテン、白金またはパラジウムを用いること
もできる。

（発明の詳細な説明） 以上説明したように、本発明による撮像管用半導体ター
ゲットの性能は従来の撮像管用半導体ターゲットのそれ
に相当またはそれ以上であり、極めて容易に製造可能で
ある。

前記シリサイド化合物の表面および前記シリサイド化合
物の周囲の酸化シリコン層の表面を覆う島状の金属層は
メッキにより前記シリサイド化合物層を中心としてその
周囲に拡がるように形成することができる。

したがって正確な位置の対応と形状の対応を保つことが
でき、この工程における不良品の発生は完全に防止でき
た。

従来の撮像管用半導体ターゲットにおいては、島状のｐ
形溝電層と多結晶シリコン層を形成するために、１０μ
ｍ程度のピンチで穴をもつ２種類のマスクを用いて、二
度の工程で行う必要があり、最も困難な作業とされてい
た。

本発明による撮像管用半導体ターゲットではそのような
作業は不要となり、全体として、歩留まりを従来の５０
％から８０％に改善することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の装置の断面構造図である。 第２図は、本発明の、あるいは従来の撮像管のり（１３
） −ゲットを使用する撮像管の断面構造図である。 第３図Ａは、本発明の撮像管のターゲットの断面構造図
である。第３図Ｂは一部拡大図である。 第４図は、本発明による撮像管のターゲットの製造工程
を説明するための断面構造図である。 ■・・・気密容器　２・・・ターゲット３・・・電子銃
　４・・・加速電極 ５．６・・・電源　７・・・集束コイル８・・・偏向コ
イル　９・・・コンデンサ１０・・・出力端子 ２１．３１・・・ターゲットの基板 ２２．３２・・・高濃度のｎ形溝電層 ２３・・・ｐ形島状の導電層 ２４．３３・・・二Ｍ化シリコン層 ２５・・・多結晶シリコン層 ２６．３６・・・シリサイド層 ２７．３７・・・金属層 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 （１４）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　シリコンウェファの第１の面に電極を形成し第
   ２の面に多数の島状に接合を形成し、前記第１の面を光
   像の入射する面として、前記第２の面を電子ビームで走
   査する面とする撮像管用半導体ターゲットにおいて、前
   記各島状の部分の表面にシリサイド化合物からなる層を
   形成し、前記シリサイド化合物の表面および前記シリサ
   イド化合物の周囲の酸化シリコン層の表面を覆う島状の
   金属層を形成したことを特徴とする撮像管用半導体ター
   ゲット。
2. （２）前記シリサイド化合物層の層はニッケル、タング
   ステン、モリブテン、白金またはパラジウムを蒸着する
   ことにより生成される特許請求の範囲第１項記載の撮像
   管用半導体ターゲット。
3. （３）前記シリサイド化合物の周囲の酸化シリコン層の
   表面を覆う島状の金属層はメッキにより形成される特許
   請求の範囲第１項記載の撮像管用半導（１） 体ターゲット。