JPH0210117A - 赤外線検知素子 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は赤外線検知素子に関し、特に複数の波長、た
とえば３〜５μｍ帯および１０μｍ帯に感度を有する光
導電型の赤外線検知素子に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図ｆａ）は従来の光導電型赤外線検知素子の構造を
示す平面図、第４図（ｂ）はその断面図である。

又、第５図（ａ）は従来の２つの波長域に感度を有する
赤外線探知素子の平面図、第５図（ｂ）はその断面図で
ある。

図において１はＣｄＴｅよりなる高抵抗の基板、２はＣ
ｄＸＨｇ、□Ｔｅよりなる半導体層、３は電極、４は反
射防止膜、５は受光面である。また６は波長３〜５μｍ
帯に感度を有する赤外線検知素子、７は波長１０μｍ帯
に感度を有する赤外線検知素子、８は冷却用基板である
。

次に第４図、第５図を用いて従来の赤外線検知素子につ
いて説明する。

ＣｄＸＨｇ１−ｘ　ＴｅはＩＴ−Ｖｌ族の化合物半導体
で、組成比Ｘにより禁制帯幅が変化し、特にｘ−０，２
のものは波長１０μｍ帯の、Ｘ　＝０．３のものは波長
３〜５μｍ帯の赤外線検知素子材料として広く利用され
ている。ＣｄＸＨｇ１−ＸＴｅを用いた赤外線検知素子
の構造としでは第４図のような光導電型のものが公知で
ある。光導電型赤外線検知素子は、赤外線入射による半
導体層２の抵抗値変化により赤外線を検知する素子であ
る。このような赤外線検知素子は、空間を機械的に走査
する光学系と組み合わせ、目標を画像認識するための装
置に用いられる。第６図は目標を画像認識するための装
置を示す模式図で、９は光学系の視野、１０は瞬時視野
、１１は光学系、１２は走査装置、１３は赤外線検知素
子、１４は信号処理装置、１５は表示装置である。走査
装置１２によって瞬時視野１０の位置を変えることによ
り、単一の素子でも画像認識が可能となる。

以上のような装置に用いられる赤外線検知素子１３は通
常、１０μｍ帯あるいは３〜５μｍ帯のどちらか一方の
波長域にのみ感度を有するものであったが、識別能力向
上のため、二つの波長域に感度を有することが望ましか
った。

このため従来は、その各々に光学系、及び冷却系を備え
た２つの異なる波長域の赤外線検知素子を併用する方法
、或いは第５図に示すように波長域の異なる素子を並列
に並べ、１つの光学系と冷却系で済ませる方法がとられ
ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の赤外線検知素子においては二つの波長域に感度を
有するようにするために以上のような方法がとられてい
るので、２つの異なる波長域の赤外線検知素子を併用す
る方法では光学系、冷却系が複数になり、装置が大型に
なるという問題点があり、波長域の異なる素子を並列に
並べる方法では光学系の焦点が２つになるため、素子を
非常に精度よく貼り付ける必要があるうえに、たとえ精
度良く貼り付けることができたとしても、木質的に感度
、分解能の低下が避けられないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためなされた
もので、単体で複数の波長域に感度を有する赤外線検知
素子を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る赤外線検知素子は、第１の波長域の光を
吸収する第１の半導体層と第２の波長域の光を吸収する
上記第１の半導体層より禁制帯幅の広い第２の半導体層
を第２の半導体層より禁制帯幅の広い第３の半導体層を
介して接して形成し、上記第２の半導体層側から赤外線
が入射されるようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、第１の波長域の光を吸収する第１
の半導体層と第２の波長域の光を吸収する上記第１の半
導体層より禁制帯幅の広い第２の半導体層を第２の半導
体層より禁制帯幅の広い第３の半導体層を介して接して
形成し、これらを縦方向に重ねた構成としたから、光学
系の焦点が１点でよく、感度および分解能の低下を防ぐ
ことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図（ａｌはこの発明の一実施例による赤外線検知素
子の構造を示す平面図、第１図山）はその断面図であり
、第２図はその斜視図である。

図において、１はＣｄＴｅよりなる高抵抗の基板、４は
反射防止膜、５は受光面、１６はｃｄｏ。

ｚ　Ｈｇｏ、ａ　Ｔ　ｅからなる第１の半導体層、１７
はＸ　＞０．３のｃｄＸＨｇ、−＋　Ｔｅからなる第３
の半導体層、１８はＣｄｏ、３Ｈｇｏ、７Ｔｅからなる
第２の半導体、１９は第１の電極、２０は第２の電極、
２１は赤外線である。

次に本実施例素子の作製工程について説明する。

まず高抵抗の基板１上に例えば液相エピタキシャル成長
法により第１の半導体層１６を１０〜２０μｍ程度、第
３の半導体層１７を１〜３μｍ程度、第２の半導体層１
８を１０〜２０μｍ程度、順次形成し、続いて通常の写
真製版技術により反射防止膜４．第２の電極２０を形成
し、第２の半導体層１８及び第３の半導体層１７の一部
を除去し、第１の半導体層１６が露出した部分に第１の
電極１９を形成することにより第１図に示す素子が完成
する。

次に動作について説明する。

上述のようにして作製された本実施例による赤外線検知
素子に赤外線２１が入射すると波長３〜５μｍ帯の赤外
線は第２の半導体層１８で吸収され、波長１０μｍ帯の
赤外線は第２の半導体層１８、第３の半導体層１７を透
過し、第１の半導体層１６で吸収される。第１の半導体
層１６で発生したキャリアと第２の半導体層１８で吸収
されたキャリアとは第３図に示すように第３の半導体層
１７の形成により生じたポテンシャル障壁により分離さ
れているので、混ざり合うことはない。従って、第１の
半導体層１６で吸収された赤外線は第１の電極１９で検
出され、第２の半導体層１８で吸収された赤外線は第２
の電極２０で検出されるので、２つの異なる波長の赤外
線を独立に検出することが可能となる。

なお、上記実施例では１０μｍ帯と３〜５μｍ帯の２つ
の波長域にのみ感度を有する赤外線検知素子について述
べたが、さらに多くの波長域を備えた赤外線検知素子に
も適用が可能である。

又、上記実施例は単素子の例を示したが、多素子の場合
にも適用できる。

又、上記実施例は表面入射型の例を示したが、第１の半
導体層１６と第２の半導体層１８を入れ替えれば裏面入
射型にもすることが可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば赤外線検知素子におい
て、第１の波長域の光を吸収する第１の半導体層と第２
の波長域の光を吸収する上記第１の半導体層より禁制帯
幅の広い第２の半導体層を第２の半導体層より禁制帯幅
の広い第３の半導体層を介して接して形成し、これらを
縦方向に重ねた構成としたから、光学系焦点が１点でよ
く、高感度・高分解能の複数の波長域に感度を有する赤
外線検知素子が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆａ）はこの発明の一実施例による赤外線検知素
子の構造を示す平面図、第１図（ｂｌはその断面図、第
２図はその斜視図、第３図は第１図の実施例の動作を説
明するためのバンド図、第４図（ａｌは従来の光導電型
赤外線検知素子の構造を示す平面図、第４図（ｂｌはそ
の断面図、第５図（ａｌは従来の２つの波長域に感度を
有する赤外線検知素子の平面図、第５図（ｂｌはその断
面図、第６図は赤外線検知素子を用い目標を画像認識す
るための装置を示す模式図である。 図において、１は高抵抗の基板、４は反射防止膜、５は
受光面、１６は第１の半導体層、１７は第３の半導体層
、１８は第２の半導体層、１９は第１の電極、２０は第
２の電極である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の波長域に感度を有する光導電型の赤外線検
   知素子において、 第１の波長域の光を吸収する第１の半導体層と、該第１
   の半導体層より広い禁制帯幅を有する第３の半導体層を
   介して上記第１の半導体層に積層された、第２の波長域
   の光を吸収する、上記第１の半導体層より禁制帯幅の狭
   い第２の半導体層とを備え、上記第１の半導体層側から
   赤外線が入射することを特徴とする赤外線検知素子。