(57)【要約】【課題】一層良好な画像が得られる光電変換膜を提供する。【解決手段】実施形態によれば、光電変換膜は、バンドギャップを有し、かつ、受光した光から光電変換をする層を複数備える。一端に配置される層のバンドギャップを規定する伝導帯の底の位置の電子ボルト値は、当該一端に配置される層以外の層のバンドギャップを規定するか伝導帯の底の位置の電子ボルト値よりも小さい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バンドギャップを有し、かつ、受光した光から光電変換をする層を複数具備し、
一端に配置される層のバンドギャップを規定する伝導帯の底の位置の電子ボルト値は、当該一端に配置される層以外の層のバンドギャップを規定する伝導帯の底の位置の電子ボルト値よりも小さい
ことを特徴とする光電変換膜。
【請求項２】
前記複数の層は、半導体で形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の光電変換膜。
【請求項３】
前記半導体は、アモルファスシリコンである
ことを特徴とする請求項２に記載の光電変換膜。
【請求項４】
前記一端に配置される層に対して外側と、前記他端に配置される層に対して外側との少なくとも一方に形成される絶縁層を具備する
ことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の光電変換膜。
【請求項５】
前記絶縁層は、酸化層である
ことを特徴とする請求項４に記載の光電変換膜。
【請求項６】
前記酸化層は、珪素、セリウム、アルミニウム、チタン、ハフニウムの少なくとも１つの酸化層である
ことを特徴とする請求項５に記載の光電変換膜。
【請求項７】
前記絶縁層は、窒化層である
ことを特徴とする請求項４に記載の光電変換膜。
【請求項８】
前記窒化層は、珪素またはアルミニウムの窒化層である
ことを特徴とする請求項７に記載の光電変換膜。
【請求項９】
受光した光から光電変換をする光電変換部と、
前記光電変換部の両面の少なくとも一方上に形成される絶縁層と
を具備する
ことを特徴とする光電変換膜。
【請求項１０】
前記絶縁層は、酸化層である
ことを特徴とする請求項９に記載の光電変換膜。
【請求項１１】
前記酸化層は、珪素、セリウム、アルミニウム、チタン、ハフニウムの少なくとも１つの酸化層である
ことを特徴とする請求項１０に記載の光電変換膜。
【請求項１２】
前記絶縁層は、窒化層である
ことを特徴とする請求項９に記載の光電変換膜。
【請求項１３】
前記窒化層は、珪素またはアルミニウムの窒化層である
ことを特徴とする請求項１２に記載の光電変換膜。
【請求項１４】
透光性を有する透光部を有する真空容器と、
前記真空容器内に、前記一端の層が前記透光部に対向する姿勢で配置される請求項１〜８のうちのいずれか１項に記載の光電変換膜と、
前記一端側に設けられるアノード電極と、
前記真空容器内において、前記光電変換膜を挟んで前記透光部に対して反対側に配置され、前記光電変換膜の前記他端側に電子を放出可能な電子源と
を具備するカメラ。
【請求項１５】
透光性を有する透光部を有する真空容器と、
前記真空容器内に、前記光電変換部と前記絶縁層とが並ぶ方向に沿って前記光電変換膜が前記透光部と並ぶように配置される請求項９〜１３のうちのいずれか１項に記載の光電変換膜と、
前記光電変換膜において前記透光部側に形成されるアノード電極と、
前記真空容器内において、前記光電変換膜を挟んで前記透光部に対して反対側に配置され、前記光電変換膜に電子を放出可能な電子源と
を具備するカメラ。
【請求項１６】
少なくとも１層を備える高温層群の各層を、アモルファスシリコンを材料として成膜し、
前記高温層群上に、前記高温層群を形成する温度よりも低い温度で、アモルファスシリコンを材料として１層成膜する
ことを特徴とする光電変換膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、受光した光から光電変換をする光電変換膜に関する。本発明の実施形態は、光電変換膜を備えるカメラに関する。本発明の実施形態は、光電変換膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アモルファスセレンから形成される光電変換膜と、光電変換膜の受光面側に設けられるアノード電極と、光電変換膜に対して電子を供給する電子銃などの電子源を備えるカメラが提案されている。光電変換膜の受光面で受光した光によって、光電変換膜内に正孔が生じる。当該正孔と電子源から供給された電子とが反応する際に生じる中和電流を映像信号としてアノード電極から検出する。
【０００３】
さらに、放射線が放射される条件下においても良好な画像を得るために、光電変換膜をアモルファスシリコンで形成することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−４５５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、電子源から供給される電子の量は、画像のコントラストを明確に表現できるように考慮された量である。コントラストを明確に表現するために、供給される電子の量は、多くなる傾向にある。このため、光電変換膜では、発生した正孔と反応しない電子の侵入量が増える傾向にある。光電変換膜内に侵入する電子の量が多くなることは、ハレーションの発生の原因や、像のボケの原因になる。
【０００６】
一層良好な画像が得られる光電変換膜が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、光電変換膜は、バンドギャップを有し、かつ、受光した光から光電変換をする層を複数備える。一端に配置される層のバンドギャップを規定する伝導帯の底の位置の電子ボルト値は、当該一端に配置される層以外の層のバンドギャップを規定する伝導帯の底の位置の電子ボルト値よりも小さい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係るカメラを示す概略図。
【図２】同カメラの光電変換膜の周囲の構造を示す概略図。
【図３】同光電変換膜とアノード電極と電子注入阻止層とのバンド構造を示す概略図。
【図４】同光電変換膜を製造する製造装置を示す概略図。
【図５】第２の実施形態に係るカメラの光電変換膜とアノード電極と電子注入阻止層とのバンド構造を示す概略図。
【図６】第３の実施形態に係るカメラの光電変換膜とアノード電極と電子注入阻止層とのバンド構造を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
第１の実施形態に係る、光電変換膜と、カメラと、光電変換膜の製造方法とを、図１〜４を用いて説明する。図１は、カメラ１０を示す概略図である。図１に示すように、カメラ１０は、真空容器２０と、光電変換膜３０と、アノード電極４０と、電子注入阻止層７０と、電子源５０と、メッシュ電極６０とを備えている。
【００１０】
真空容器２０は、上壁部２１と、周壁部２２と、底壁部２３とを備えている。上壁部２１には、窓部２４が設けられている。窓部２４は、上壁部２１に形成される貫通孔２５と、貫通孔２５を覆う、透光性を有する覆い部材２６とを備えている。貫通孔２５は、覆い部材２６によって、気密に塞がれる。本実施形態では、覆い部材２６は、一例として、耐放射性を有する、鉛ガラスで形成されている。
【００１１】
周壁部２２は、上壁部２１の周縁に連結されている。底壁部２３は、周壁部２２の下端縁に連結されている。上壁部２１と周壁部２２と底壁部２３とによって、真空容器２０の内側には、密閉空間が形成される。密閉空間内は、真空である。
【００１２】
図２は、光電変換膜３０の周囲の構造をより具体的に示す概略図である。図２に示すように、アノード電極４０は、覆い部材２６の内面に固定されている。アノード電極４０は、透光性を有する材料で形成されている。アノード電極４０は、いわゆる透明電極である。
【００１３】
光電変換膜３０は、第１の層３１と、第２の層３２とを備えている。第１の層３１は、アノード電極４０上に設けられる。第２の層３２は、第１の層３１上に設けられる。電子注入阻止層７０は、第２の層３２上に設けられる。
【００１４】
図３は、光電変換膜３０と、アノード電極４０と、電子注入阻止層７０との、バンド構造を示す概略図である。図３では、図中下方に進むにつれて、電子ボルト値が大きくなる。図３に示すように、アノード電極４０は、一例として、ＩＺＯから形成される。第１の層３１は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）から形成される。第２の層３２は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）から形成される。電子注入阻止層７０は、三流化アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３）から形成される。
【００１５】
図３では、アノード電極４０の価電子帯の頂上の位置Ｐ１と、第１の層３１の伝導帯の底の位置Ｐ２の電子ボルト値と、第１の層３１の価電子帯の頂上の位置Ｐ３の電子ボルト値と、第２の層３２の伝導帯の底の位置Ｐ４の電子ボルト値と、第２の層３２の価電子帯の頂上の位置Ｐ５の電子ボルト値と、電子注入阻止層７０の伝導帯の底の位置Ｐ６の電子ボルト値と、電子注入阻止層７０の価電子帯の頂上の位置Ｐ７の電子ボルト値とを示している。
【００１６】
アノード電極４０の価電子帯の頂上の位置Ｐ１の電子ボルト値は、４．８ｅＶである。電子注入阻止層７０の伝導帯の底の位置Ｐ６の電子ボルト値は、３．５ｅＶである。電子注入阻止層７０の価電子帯の頂上の位置Ｐ７は、５．３ｅＶである。
【００１７】
第２の層３２の伝導帯の底の位置Ｐ４の電子ボルト値は、第２の層３２と電子注入阻止層７０との界面８０において、３．５ｅＶよりも小さい。第２の層３２の価電子帯の頂上の位置Ｐ５の電子ボルト値は、界面８０において、５．３ｅＶよりも小さい。
【００１８】
アノード電極４０に正の電圧を印加した場合、第２の層３２の伝導帯の底の位置Ｐ４の電子ボルト値は、第２の層３２と電子注入阻止層７０との界面８０から、第１，２の層３１，３２との界面８１に向かうにつれて、なだらかに上昇する。第２の層３２の価電子帯の頂上の位置Ｐ５の電子ボルト値は、界面８０から界面８１に向かうにつれて、なだらかに上昇する。
【００１９】
第１の層３１の伝導帯の底の位置Ｐ２の電子ボルト値は、界面８１において、第２の層３２の伝導帯の位置Ｐ４の電子ボルト値よりも大きく、略３．５ｅＶである。第１の層３１の価電子帯の頂上の位置Ｐ３の電子ボルト値は、界面８１において、第２の層３２の価電子帯の位置Ｐ５の電子ボルト値よりも大きく、略５．１ｅＶである。
【００２０】
アノード電極４０に正の電圧を印加した場合、第１の層３１の伝導帯の底の位置Ｐ２の電子ボルト値は、第１の層３１とアノード電極４０との界面８２側に進むにつれて、なだらかに上昇し、界面８２において、アノード電極４０の伝導帯の頂上の位置Ｐ１の電子ボルト値よりも小さい値になる。第１の層３１の価電子帯の頂上の位置Ｐ３の電子ボルト値は、界面８２側に進むにつれて、なだらかに上昇し、界面８２においてアノード電極４０の伝導帯の底の位置Ｐ１の電子ボルト値よりも大きくなる。
【００２１】
ここで、光電変換膜３０の製造方法を説明する。図４は、光電変換膜３０を製造する製造装置９０を示す概略図である。図４に示すように、製造装置９０は、第１の部屋９１と、第２の部屋９２とを備える。第１の部屋９１は、第１の層３１を形成する。第２の部屋９２は、第２の層３２を形成する。
【００２２】
まず、第１の層３１が形成される被形成物が第１の部屋９１に搬入される。本実施形態では、被形成部材は、アノード電極４０と覆い部材２６との一体物である。アノード電極４０は、別の工程で、覆い部材２６上に形成される。第１の部屋９１では、第１の層３１は、一例として、化学的気相法（ＣＶＤ）によって、アノード電極４０上に成膜される。第１の層３１が成膜される環境の温度は、第１の温度Ｔ１である。
【００２３】
第１の部屋９１内での処理が終了すると、覆い部材２６とアノード電極４０と第１の層３１との一体物は、第２の部屋９２内に搬入される。第２の部屋９２内では、第１の層３１上に、一例として、ＣＶＤで成膜される。
【００２４】
なお、第１，２の層３１，３２の成膜方法としては、気相成膜法において、ＣＶＤ以外の方法が用いられてもよい。または、第１，２の層３１，３２の成膜方法は、蒸着などの液相成膜法が用いられてもよい。
【００２５】
本実施形態では、第１，２の温度Ｔ１，Ｔ２は、以下のように設定されている。第１の温度Ｔ１は、第１の層３１の伝導帯の底の位置Ｐ２の電子ボルト値と価電子帯の頂上の位置Ｐ３の電子ボルト値との関係が、図３に示す値になるように設定されている。具体的には、第１の層３１の価電子帯の頂上の位置Ｐ３が、界面８２においてアノード電極４０の伝導帯の底の位置Ｐ１よりも大きくなる性質を有する温度である。
【００２６】
第２の温度Ｔ２は、第２の層３２の伝導帯との底の位置Ｐ４の電子ボルト値と価電子帯の頂上の位置Ｐ５との関係が、図３に示す関係になるように設定されている。具体的には、第２の層３２の伝導帯の底の位置Ｐ４の電子ボルト値が、界面８０において、電子注入阻止層７０の伝導帯の底の位置Ｐ６の電子ボルト値よりも小さくなる性質を有する温度である。
【００２７】
第１，２の層３１，３２を形成する材料であるアモルファスシリコンは、成膜される環境の温度によってバンド構造が変化する。具体的には、伝導帯の底の位置の電子ボルト値と、価電子帯の頂上の位置の電子ボルト値とが変化する。そして、成膜される環境の温度が低くなるにつれて、伝導帯の底の位置の電子ボルト値と価電子帯の頂上の位置の電子ボルト位置が小さくなる。
【００２８】
このため、アモルファスシリコンを材料として第１，２の層３１，３２を成膜する場合、第２の層３２を成膜する環境の温度を、第１の層３１を成膜する環境の温度よりも低くすることによって、図３に示す特性が得られる。
【００２９】
図２に示すように、電子源５０は、真空容器２０内に収容されている。電子源５０は、光電変換膜３０を挟んで窓部２４に対して反対側において、光電変換膜３０に対して離れて配置される。電子源５０は、光電変換膜３０の第２の層３２に向って電子を放出可能に形成されている。電子源５０は、本実施形態では、一例として、電解放出型の冷陰極電子源である。
【００３０】
電子源５０は、ＨＥＥＤ（high-efficiency Electron Emission Device）から構成される。電子源５０は、電子放射素子５１と、素子駆動回路５２と、下部電極５３と、電子供給層５４と、絶縁膜５５と、上部電極５６と、炭素膜５７とを備えている。
【００３１】
電子放射素子５１は、複数用いられており、マトリクス状に配置される。下部電極５３は、各電子放射素子５１に設けられている。素子駆動回路５２は、電子放射素子５１に対して１つずつ設けられており、下部電極５３に電気的に接続される。
【００３２】
電子供給層５４は、下部電極５３上に設けられる。電子供給層５４は、例えば、アモルファスシリコンなどの半導体から形成される。絶縁膜５５は、電子供給層５４上に設けられる。絶縁膜５５は、例えば、二酸化シリコンなどから形成される。上部電極５６は、絶縁膜５５上に形成される。炭素膜５７は、上部電極５６上に形成される。炭素膜５７は、電極層としての機能と、保護膜としての機能を有する膜の一例である。上部電極５６には、電源１００が接続される。電源１００は、上部電極５６に所定の電圧を印加可能に構成される。
【００３３】
メッシュ電極６０は、光電変換膜３０と電子源５０との間に設置される。メッシュ電極６０は、電源１０１に接続される。電源１０１は、メッシュ電極６０に所定の電圧を印加可能に構成される。
【００３４】
素子駆動回路５２は、走査回路から受信する走査信号に基づいて、電子放射素子５１を駆動させる。電子放射素子５１は、素子駆動回路５２によって駆動されることによって、電子ビームを放出する。
【００３５】
アノード電極４０は、電源１０２に接続される。電源１０２は、アノード電極４０に所定の電圧を印加可能に構成される。アノード電極４０は、コンデンサ１０３に接続される。コンデンサ１０３を介して、後述される信号電流が取り出される。
【００３６】
次に、カメラ１０の動作を説明する。図１に示すように、窓部２４を透過した光は、アノード電極４０を透過して、第１の層３１から光電変換膜３０に入射する。第１の層３１の価電子帯の頂上の位置Ｐ３の電子ボルト値は、界面８２において、アノード電極４０の価電子帯の頂上の位置Ｐ１の電子ボルト値よりも大きい。この電子ボルト値の差によって、正極であるアノード電極４０から光電変換膜３０に正孔が侵入することが抑制される。アノード電極４０から侵入する正孔は画像のぼけやハレーションの原因となる。
【００３７】
電子源５０は、メッシュ電極６０を介して、光電変換膜３０に向かって電子を放出する。放出された電子は、電子注入阻止層７０の電子源５０側の表面で、光電変換膜３０内で生じた正孔と反応する。この反応時に生じる中和電流は、光電変換膜３０に侵入した光に応じて発生するものである。発生した中和電流は、光電変換膜３０に侵入した入射光像に応じた映像信号として、コンデンサ１０３を介して取り出される。
【００３８】
反応に用いられなかった電子の一部は、電子注入阻止層７０のバンドギャップによって、電子注入阻止層７０内に侵入することが阻まれる。しかしながら、電子注入阻止層７０を通過し、電子注入阻止層７０と第２の層３２との界面８０に到達する。
【００３９】
第２の層３２の伝導帯の底の位置Ｐ４の電子ボルト値は、電子注入阻止層７０の伝導帯の底の位置Ｐ６の電子ボルト値よりも小さい。このため、界面８０において、電子注入阻止層７０から第２の層３２へ向って進む場合、伝導帯の底の位置の電子ボルト値に差が生じる。この差によって、電子が第２の層３２に侵入することが抑制される。このため、電子源５０から放出された電子がアノード電極４０に到達することが抑制される。
【００４０】
本実施形態では、光電変換膜３０は、画像の乱れの原因となる正孔の侵入を抑制可能な第１の層３１と、電子の侵入を抑制可能な第２の層３２とを組み合わせることによって、光電変換膜３０への、正孔の侵入と電子の侵入とが抑制される。このため、カメラ１０は、良好な画像を得ることができる。
【００４１】
この点について、具体的に説明する。バンドギャップを規定する、伝導体の底の位置の電子ボルト値と価電子帯の頂上の位置の電子ボルト値とは、略定まっており、各々の値をともに所望の値に設定することは難しい。より具体的に説明すると、光電変換膜３０を、１つの層で形成する場合に、この層の伝導帯の底の位置の電子ボルト位置を、電子の侵入を抑制可能な値に設定するとともに、この層の価電子帯の頂上の位置の電子ボルト値を、画像を乱す原因となる正孔の侵入を抑制可能な値に設定することは難しい。
【００４２】
しかしながら、本実施形態では、１つの層で達成するのではなく、画像を乱す原因となる正孔の侵入を抑制するために、当該正孔の侵入を抑制可能な機能を有する第１の層３１を用いる。そして、電子の侵入を抑制可能な第２の層３２を用いる。
【００４３】
このように、伝導体の底の位置の電子ボルト値を所望の値とする層を形成し、この層とは別に、価電子帯の頂上の位置の電子ボルト値を所望の値とする層を形成し、これら層を互いに積層することによって光電変換膜３０を形成することによって、正孔の侵入を抑制しかつ電子の侵入を抑制できる光電変換膜３０を形成できる。このため、カメラ１０は、良好な画像を得ることができる。
【００４４】
また、第１，２の層３１，３２は、材料として、半導体が用いられる。半導体は、バンドギャップが広い。このバンドギャップを利用することによって、正孔の侵入および電子の侵入を抑制できる光電変換膜を比較的容易に形成することができる。
【００４５】
また、第１，２の層３１，３２は、材料として、アモルファスシリコンを用いる。アモルファスシリコンは、耐放射性を有する。このため、カメラ１０は、放射線が放射される環境においても、良好な画像を得ることができる。
【００４６】
また、アノード電極４０上に第１の層３１を成膜し、その後に、第１の層３１上に第２の層３２を成膜する。第２の層３２を成膜する環境の第２の温度Ｔ２を、第１の層３１を成膜する環境の第１の温度Ｔ１に対して低くする。
【００４７】
このように、第１，２の層３１，３２に対して要求される性能、つまり、伝導帯の底の位置の電子ボルト値と、価電子帯の頂上の位置の電子ボルト値とを、第１，２の層３１，３２を成膜する環境の温度を調整することによって調整できるので、第１，２の層３１，３２を比較的容易に形成できる。
【００４８】
第２の層３２は、電子源５０から放出される電子が侵入されることを抑制する機能を有するように、その伝導帯の底の位置Ｐ４の電子ボルト値が設定される。第１の層３１は、画像を乱す原因となる正孔の侵入を抑制するように、その価電子帯の頂上の位置Ｐ３の電子ボルト値が設定される。
【００４９】
なお、本実施形態では、光電変換膜３０は、複数の層を備える構造の一例として、第１，２の層３１，３２を備える。光電変換膜３０は、２層を備える構造以外であってもよく、例えば、３層以上を備える構造であってもよい。
【００５０】
このように光電変換膜が３層以上備える構造の場合、一端に配置される層は、伝導帯の底の位置の電子ボルト値が、他の層の伝導体の底の位置の電子ボルト値よりも小さくなるように形成される。光電変換膜がこのように形成されることによって、この一端に配置される層に電子源５０から電子が供給されるように配置されると、この層は、光電変換膜３０内に電子が侵入することを抑制する機能を有するようになる。この構造であっても、一端に配置される層を形成する環境の温度を、最も低く設定することによって、この一端に配置される層の伝導帯の底の位置の電子ボルト値を最も小さくすることができる。
【００５１】
この構造であっても、この一端に配置される層は、伝導体の底の位置の電子ボルト値は、供給される電子の侵入を抑制可能な値になるように形成される。また、好ましくは、他端に配置される層の価電子帯の頂上の位置の電子ボルト値は、画像を乱す原因となるレベルの正孔が光電変換膜内に侵入することを抑制できる値になるように、形成される。
【００５２】
次に、第２の実施形態に係る光電変換膜とカメラとを図５を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、光電変換膜３０の構造が、第１の実施形態に対して異なる。他の構造は、第１の実施形態と同じである。上記、異なる構造について、説明する。
【００５３】
図５は、本実施形態の光電変換膜３０とアノード電極４０と電子注入阻止層７０とのバンド構造を示す概略図である。図５中、電子ボルト値は、図中下方に進むにつれて、大きくなる。図５に示すように、本実施形態では、光電変換膜３０は、第１，２の層３１，３２に代えて、光電変換部１１０と、第１の酸化層１１１と、第２の酸化層１１２とを備える。
【００５４】
第１の酸化層１１１は、アノード電極４０上に形成される。第１の酸化層１１１は、珪素、セリウム、アルミニウム、チタン、ハフニウムの少なくとも１つの酸化層である。第１の酸化層１１１は、絶縁膜の一例である。第１の酸化層１１１の価電子帯の頂上の位置Ｐ８の電子ボルト値は、アノード電極４０の伝導帯の底の位置Ｐ１の電子ボルト値よりも小さい。
【００５５】
光電変換部１１０は、第１の酸化層１１１上に形成される。光電変換部１１０は、アモルファスシリコンで形成されており、第１の実施形態の第１の層３１と同じ条件で形成されている。この、光電変換部１１０は、第１の実施形態の第１の層３１と同じである。このため、光電変換部１１０は、１層を備える構造であり、伝導帯の底の位置Ｐ１０は、第１の層３１の伝導帯の底の位置Ｐ２と同じであり、価電子帯の頂上の位置Ｐ１１は、第１の層３１の価電子帯の頂上の位置と同じである。
【００５６】
第２の酸化層１１２は、光電変換部１１０上に形成される。第２の酸化層１１２は、珪素、セリウム、アルミニウム、チタン、ハフニウムの少なくとも１つの酸化層である。第２の酸化層１１２は、絶縁層の一例である。電子注入阻止層７０は、第２の酸化層１１２上に形成される。第２の酸化層１１２の伝導帯の底の位置Ｐ１２の電子ボルト値は、電子注入阻止層７０の伝導帯の底の位置Ｐ６の電子ボルト値よりも小さい。
【００５７】
本実施形態では、第１の酸化層１１１は、バンドギャップが広いので、画像の乱れの原因となる正孔の侵入を抑制することができる。第２の酸化層１１２は、バンドギャップが広いので、電子の侵入を抑制できる。
【００５８】
このように、光電変換を行う部分を挟んで、バンドギャップが広い絶縁層を形成することによって、本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５９】
また、第１，２の層１１１，１１２を、絶縁層の一例として、容易に形成できる酸化層とすることによって、光電変換膜を容易に形成できる。また、珪素、セリウム、アルミニウム、チタン、ハフニウムの少なくとも１つを用いて酸化層を形成することによって、酸化層を容易に形成することができる。
【００６０】
第１の酸化層１１１は、画像を乱す原因となる正孔の侵入を抑制可能となるように形成される。第２の酸化層１１２は、電子の侵入を抑制可能となるように形成される。
【００６１】
次に、第３の実施形態に係る光電変換膜とカメラとを、図６を用いて説明する。なお、第１，２の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１，２の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第２の実施形態の光電変換部１１０は、第１の実施形態の第１，２の層３１，３２を備える。他の構造は、第２の実施形態と同じである。
【００６２】
図６は、本実施形態の光電変換膜３０とアノード電極４０と電子注入阻止層７０とのバンド構造を示す概略図である。図６では、電子ボルト値は、図中下方に進むにつれて大きくなる。図６に示すように、アノード電極４０上に第１の酸化層１１１が形成される。第１の酸化層１１１上に第１の層３１が形成される。第１の層３１上に第２の層３２が形成される。第２の層３２上に第２の酸化層１１２が形成される。第２の酸化層１１２上に電子注入阻止層７０が形成される。
【００６３】
複数の層を備えるとともに一端に配置される層の伝導帯の底の電子ボルト値が他の層の伝導帯の底の位置の電子ボルト値よりも小さい値となる光電変換膜を、絶縁層で挟む構造であるので、第１，２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６４】
第１〜３の実施形態において、窓２４は、真空容器２０において、透光性を有する透光部の一例である。また、第１，３の実施形態では、光電変換を行う層および光電変換部の一例として、第１，２の層３１，３２を備えている、つまり、２層備えている。他の例としては、この光電変換を行う層は、３層以上を備えてもよい。つまり、光電変換部は、３層以上の層を備えてもよい。光電変換を行う層が３層以上ある構造では、電子源側の１層の伝導帯の底の位置の電子ボルト値は、この層以外の層の伝導帯の底の位置の電子ボルト値よりも小さくなるように形成される。
【００６５】
また、第１の層３１は、高温層群の一例であり、第２の層３２は、高温層群の一例である第１の層３２を形成する際の温度よりも低い温度で形成される電子源側の層の一例である。
【００６６】
光電変換を行う層を３層以上備え、かつ、各層を、アモルファスシリコンを材料として形成する場合、電子源側の１層を、他の層を形成する温度よりも低い温度で形成することによって、電子源側の１層の伝導帯の底の位置の電子ボルト値を、他の層の伝導帯の底の位置の電子ボルト値よりも低くすることができる。
【００６７】
また、第２，３の実施形態では、絶縁層として、第１の酸化層１１１と、第２の酸化層１１２とが用いられた。他の例としては、絶縁層として、窒化層が用いられてもよい。具体的には、第１の酸化層１１１に代えて、第１の窒化層が用いられてもよい。第１の窒化層は、伝導帯の底の位置の電子ボルト値と価電子帯の頂上の位置の電子ボルト値とが、第１の酸化膜と同様の値となるように、形成される。第２の酸化層１１２に代えて、第２の窒化層が用いられてもよい。第２の窒化層は、伝導帯の底の位置の電子ボルト値と価電子帯の頂上の電子ボルト値とが、第２の酸化膜１１２と同様の値となるように、形成される。これら、窒化層は、珪素またはアルミニウムの窒化層である。
【００６８】
また、第２，３の実施形態では、光電変換を行う層を挟んで両側に絶縁層が形成される。具体的には、第１，２の酸化層１１１，１１２が形成される。または、上述の第１，２の窒化層が形成される。他の例としては、光電変換を行う層のうち一端に配置される層に対して外側と他端に配置される層に対して外側とのいずれか一方に、酸化層が形成されてもよい。このように、少なくとも一方に絶縁層が形成されることによって、電子の侵入または正孔の侵入を抑制することができる。なお、第２，３の実施形態のように、両方に絶縁層が設けられることによって、電子の侵入と正孔の侵入とを抑制することができる。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１０…カメラ、２０…真空容器、３０…光電変換膜、３１２…第１の層（層、高温層群）、３２…第２の層（層、）４０…アノード電極、５０…電子源、１１１…第１の酸化層（絶縁層、酸化層）、１１２…第２の酸化層（絶縁層、酸化層）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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