JPH0716016B2 - 赤外線検知素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 赤外線検知素子の構造であって、電極表面に赤外線を透
過する誘電体層、赤外線を吸収する吸収体層を積層構造
に設けることによって、検知素子の受光部に入射した赤
外線の一部が電極表面で反射して迷光となって更に検知
素子の受光部へ導入されるのを防止し、S/N比を高めて
高感度の赤外線検知素子を得るようにする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は赤外線検知素子に係り、特に迷光の原因となる
電極表面からの光の反射を防止した赤外線検知素子に関
する。

検知対象物体より放射される赤外線を受光し、該受光し
た光を光電変換して対象物体より放射される赤外線を検
知する赤外線検知素子は、その対象物体より放射される
赤外線以外の光を極力排除して高精度に検知することか
が要望されている。

〔従来の技術〕

このような赤外線検知素子のうち、多素子型の光導電型
の赤外線検知素子に付いて第３図の平面図、並びに第３
図をIV−IV′線に沿って切断した断面図の第４図を用い
て説明する。

第３図、および第４図に示すように、従来の赤外線検知
素子は、サファイア等の絶縁性支持体１上に水銀・カド
ミウム・テルルよりなる化合物半導体結晶板２が接着剤
等を用いて固着された後、所定のピッチで受光部が配列
された構造となっている。

そして、このように配列された化合物半導体結晶の受光
部領域３を除くような形でインジウムよりなる電極４が
この切断された結晶２の両端部に蒸着により設けられて
いる。

またこの絶縁性支持板の下には図示しないが、金属より
なるヒートシンクが設置され、このヒートシンクが液体
窒素等の冷媒を用いて冷却されている。

またこのようにして形成された電極４と化合物半導体結
晶２よりなる赤外線検知素子５の上部には、この赤外線
検知素子が検知し得る波長の光を透過する光学バンドパ
スフィルタ６が設置され、更にその上にはゲルマニウム
等で形成された赤外線受光窓７が設けられている。

そしてこの電極４間に電流を通電しておき、検知素子５
に赤外線が入射されることで、素子を形成する化合物半
導体結晶の抵抗値が変化するのを検知することで、入射
される赤外線を検知している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところでこのような赤外線検知素子に於いては、受光窓
７より入射した赤外線が、矢印８に示すように電極４に
当たって反射し、この反射した光が迷光となって赤外線
検知素子５に導入される。この迷光は検知素子の雑音と
なって現れるため、S/N比の大きい、高感度、高精度な
赤外線検知素子が得られない欠点がある。

本発明は上記した欠点を除去し、受光窓より入射される
赤外線が、電極に当たって反射し、その反射光が迷光と
なって検知素子に導入されないようにした新規な赤外線
検知素子の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の赤外線検知素子は、化合物半導体結晶の両端に
設けられた電極を赤外線の反射体層とし、該電極上に赤
外線を透過する誘電体層、および赤外線の吸収体層を積
層構造に形成した無反射膜を設ける。

〔作用〕

本発明の赤外線検知素子は、赤外線を反射する電極上に
赤外線を透過する誘電体層、および赤外線を吸収する吸
収体層を多層構造に形成した無反射膜を設け、前記誘電
体層の厚さとその材質、吸収体層の厚さと材質を種々変
化させる。

そして無反射膜の最上層の吸収体層より反射される赤外
線と、吸収体層、誘電体層と通過して電極表面より反射
され、更に誘電体層、吸収体層を通過して吸収体層より
外部へ出射される赤外線が相互に干渉するようにして、
無反射膜の表面より赤外線が反射しないようにすること
で、電極表面より反射される迷光を除去するようにす
る。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説明す
る。

第１図は本発明の赤外線検知素子の要部を示す斜視図、
第２図は本発明の赤外線検知素子の要部の構造を示す断
面図である。

本発明の赤外線検知素子は、第１図および第２図に示す
ように、絶縁性支持体１上の化合物半導体結晶２の両端
部に設けられた電極４上に誘電体層11、および吸収体層
12よりなる無反射膜13が設けされている点にある。

いま、この赤外線検知素子が検出すべき赤外線の波長を
λ、この誘電体層11の屈折率をｎ、この誘電体層11の厚
さをｄとし、吸収体層12より反射される赤外線と、吸収
体層12、誘電体層11を通過して電極４の表面で反射さ
れ、更に誘電体層11および吸収体層12を通過して再び外
部へ出射される赤外線とが同一の位相の場合は、第
（１）式に示す関係式が成立する。

2nd＝λ/2………（１） ここでλ＝５μｍとし、硫化亜鉛（ZnS）を誘電体層11
として用いるとその厚さｄは約１μｍとなる。

また吸収体層12としてクロム（Cr）を用いると、その厚
さは赤外線の吸収を考慮して0.1μｍ程度の厚さとな
る。

この吸収体層12の厚さが薄過ぎると、吸収体層12の表面
より反射される赤外線量が多くなり、この多層構造の無
反射膜13を形成した意味が無くなる。

またこの吸収体層12の厚さが厚過ぎると、吸収体層12、
誘電体層11を通過して反射体層の電極４に当たって、再
び誘電体層11、吸収体層12を通過して吸収体層11の表面
から出射される赤外線量が不足し、吸収体層11の表面で
反射された赤外線と、吸収体層11、誘電体層12を通過し
て再び吸収体層11より出射される赤外線との間で干渉が
生じなく、無反射膜13表面より反射される光量が増加し
て好ましくない。

従って、無反射膜13の表面より反射される赤外線と、吸
収体層12、誘電体層11を通過して電極４表面で反射し、
この反射した光が誘電体層11と吸収体層12を通過して無
反射膜13の表面に再び出射される赤外線とが、干渉しあ
って無反射膜13より赤外線が反射されないような状態と
なるように、吸収体層12と誘電体層11の材質とその厚さ
を適宜選ぶと良い。

尚、第２図で６は前記した光学バンドパスフィルタを示
し、７は受光窓を示す。

このようにすれば、無反射膜13上より反射される赤外線
の光量は無くなり、従って従来の装置に於けるように電
極４表面より反射されて迷光となって赤外線検知素子へ
導入される赤外線がなくなり、S/N比の大きい高感度、
高品位な赤外線検知素子が得られる。

尚、本実施例では多素子型赤外線検知素子に例をとって
説明したが、その他単素子型赤外線検知素子でも本発明
は適用できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の赤外線検知素子によれば、
受光窓より入射した赤外線が電極表面で反射し、その反
射した光が迷光となって検知素子の受光部に導入される
ことが無くなるので、S/N比の大きい、高感度、高精度
な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図は本発明の赤外線検知素子の一実施例を示す斜視
図、 第２図は本発明の赤外線検知素子の一実施例の要部を示
す断面図、 第３図は従来の赤外線検知素子の平面図、 第４図は第３図のIV−IV′線に沿った断面図である。 図に於いて、 １は絶縁性支持体、２は化合物半導体結晶、４は電極、
６は光学バンドパスフィルタ、７は受光窓、11は誘電体
層、12は吸収体層、13は無反射膜を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性支持体（１）上に固着された化合物
   半導体結晶（２）の両端部に電極（４）を設けた構成に
   於いて、 前記電極（４）を赤外線の反射体層としてその上に赤外
   線を透過する誘電体層（11）、および赤外線の吸収体層
   （12）を積層構造に形成した無反射膜（13）を設けたこ
   とを特徴とする赤外線検知素子。