(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質非晶質セレン膜。
【請求項２】
密度が２．７０〜４．２０ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項１に記載の多孔質非晶質セレン膜。
【請求項３】
電子ビームランディング層、光電変換膜、正孔注入阻止強化層、電子顕微鏡観察試料の帯電防止層から選ばれるいずれか１以上として用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多孔質非晶質セレン膜。
【請求項４】
透明信号電極と光電変換膜と電子ビームランディング層とがこの順に設けられた光電変換部と、
前記電子ビームランディング層と対向配置された電子ビーム放出装置とを有し、
前記電子ビームランディング層が、請求項１または請求項２に記載の多孔質非晶質セレン膜で形成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記光電変換膜が、非晶質セレン膜で形成されていることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記電子ビームランディング層が、前記光電変換膜を兼ねることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
圧力が１．０〜２．０Ｔｏｒｒのガス雰囲気中で、抵抗加熱蒸着法により成膜することを特徴とする多孔質非晶質セレン膜の製造方法。
【請求項８】
前記ガス雰囲気が、アルゴンガスと空気との混合ガス、アルゴンガス、窒素ガス、空気から選ばれるいずれか１種であることを特徴とする請求項７に記載の多孔質非晶質セレン膜の製造方法。
【請求項９】
透明信号電極と光電変換膜と電子ビームランディング層とがこの順に設けられた光電変換部を形成する光電変換部形成工程と、
電子ビーム放出装置を前記電子ビームランディング層と対向配置する工程とを有し、
前記光電変換部形成工程が、非晶質セレン膜からなる前記光電変換膜を、圧力が１．０Ｔｏｒｒ未満のガス雰囲気中で蒸着法により形成する工程と、前記光電変換膜上に多孔質非晶質セレン膜からなる前記電子ビームランディング層を、請求項７または請求項８に記載の多孔質非晶質セレン膜の製造方法を用いて形成する工程とを有することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質非晶質セレン膜、撮像装置、多孔質非晶質セレン膜の製造方法、撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像管、冷陰極撮像板などの撮像装置において、光電変換部と、電子ビーム放出装置とを有するものがある。このような撮像装置では、入射光によって光電変換部に生成された電荷を、電子ビーム放出装置からの電子ビームで走査して信号として読み出している。信号を読み出す際に電子ビームが到来する光電変換部の表面には、通常、電子ビームランディング層が形成されている。電子ビームランディング層は、光電変換部に電子ビーム（一次電子）が衝突することにより、光電変換部から二次電子が放出されることを抑制している。
【０００３】
撮像装置の光電変換部の表面に形成される電子ビームランディング層としては、厚さ１００ｎｍ程度の三硫化アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３）膜からなるものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、真空度が約０．３Ｔｏｒｒのアルゴンガス雰囲気中で、蒸着することにより、三硫化アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３）膜を形成することが記載されている。
【０００４】
また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの電子顕微鏡では、観察したい試料に電子線を照射する。電子顕微鏡を用いて絶縁性の高い試料を観察する場合、観察する前の試料の表面に、金などで導電層を形成することがある。試料の表面に導電層を形成することで、観察時に、試料から放出される二次電子を抑制し、試料が帯電（チャージアップ）することによる像の歪みを防ぐことができるとともに、試料表面の破損を防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第１９６３４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、三硫化アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３）膜からなる電子ビームランディング層では、電子ビーム（一次電子）の衝撃によって、電子ビームランディング層の材料が飛散する場合があった。このため、従来の撮像装置では、電子ビームランディング層に起因する飛散物によって、電子ビーム放出装置の電子ビーム放出源（カソード）が汚染されてしまう場合があった。また、電子ビームランディング層が三硫化アンチモンで形成されている場合、電子ビームの衝撃によって、三硫化アンチモンに起因する硫化物が飛散して、電子ビーム放出源の劣化が促進される場合があった。
【０００７】
また、冷陰極撮像板では、電子ビームランディング層と電子ビーム放出源とが近接配置されている。具体的には、電子ビームランディング層と電子ビーム放出源との間隔は、約１ｍｍである。このため、冷陰極撮像板では、電子ビームランディング層の材料が飛散した場合の電子ビーム放出源の汚染および劣化が顕著であった。
【０００８】
また、従来、電子顕微鏡を用いて観察する前の試料の表面に導電層を形成すると、観察時の電子線の衝撃によって、導電層の材料が飛散する場合があった。導電層の材料が飛散すると、電子顕微鏡の観察室内が汚染されるという不都合があった。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、電子線が照射されても飛散しにくい材料およびその製造方法を提供することを課題とする。
また、電子線が照射されても飛散しにくい材料で形成された電子ビームランディング層を有し、電子ビーム放出源の汚染および劣化が生じにくい撮像装置およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）  多孔質非晶質セレン膜。
（２）  密度が２．７０〜４．２０ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする（１）に記載の多孔質非晶質セレン膜。
（３）  電子ビームランディング層、光電変換膜、正孔注入阻止強化層、電子顕微鏡観察試料の帯電防止層から選ばれるいずれか１以上として用いることを特徴とする（１）または（２）に記載の多孔質非晶質セレン膜。
【００１１】
（４）  透明信号電極と光電変換膜と電子ビームランディング層とがこの順に設けられた光電変換部と、前記電子ビームランディング層と対向配置された電子ビーム放出装置とを有し、前記電子ビームランディング層が、（１）または（２）に記載の多孔質非晶質セレン膜で形成されていることを特徴とする撮像装置。
（５）  前記光電変換膜が、非晶質セレン膜で形成されていることを特徴とする（４）に記載の撮像装置。
（６）  前記電子ビームランディング層が、前記光電変換膜を兼ねることを特徴とする（４）に記載の撮像装置。
【００１２】
（７）  圧力が１．０〜２．０Ｔｏｒｒのガス雰囲気中で、蒸着法により成膜することを特徴とする多孔質非晶質セレン膜の製造方法。
（８）  前記ガス雰囲気が、アルゴンガスと空気との混合ガス、アルゴンガス、窒素ガス、空気から選ばれるいずれか１種であることを特徴とする（７）に記載の多孔質非晶質セレン膜の製造方法。
【００１３】
（９）  透明信号電極と光電変換膜と電子ビームランディング層とがこの順に設けられた光電変換部を形成する光電変換部形成工程と、電子ビーム放出装置を前記電子ビームランディング層と対向配置する工程とを有し、前記光電変換部形成工程が、非晶質セレン膜からなる前記光電変換膜を、圧力が１．０Ｔｏｒｒ未満のガス雰囲気中で蒸着法により形成する工程と、前記光電変換膜上に多孔質非晶質セレン膜からなる前記電子ビームランディング層を、（７）または（８）に記載の多孔質非晶質セレン膜の製造方法を用いて形成する工程とを有することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の多孔質非晶質セレン膜に電子線が照射されると、多孔質非晶質セレン膜の有する多数の細孔に、電子線が乱反射されながら吸収される。このため、本発明の多孔質非晶質セレン膜は、電子線が照射されても飛散しにくい。したがって、本発明の多孔質非晶質セレン膜は、電子ビームランディング層および電子顕微鏡観察試料の帯電防止層の材料として好適である。
【００１５】
また、本発明の撮像装置は、電子ビームランディング層が本発明の多孔質非晶質セレン膜で形成されているので、信号を読み出す際に、電子ビームが電子ビームランディング層に衝突しても、電子ビームランディング層の材料が飛散しにくい。このため、本発明の撮像装置は、電子ビームランディング層に起因する飛散物によって、電子ビーム放出源の汚染および劣化が生じにくいものとなる。
【００１６】
また、本発明の撮像装置では、電子ビームランディング層を形成している多孔質非晶質セレン膜の有する多数の細孔によって、信号を読み出す際に、光電変換部から二次電子が放出されることを抑制できる。したがって、本発明の撮像装置では、信号を読み出す際に、光電変換部から放出される二次電子による画質の劣化を防止でき、良好な撮像画像が得られる。
【００１７】
本発明の多孔質非晶質セレン膜の製造方法では、圧力が１．０〜２．０Ｔｏｒｒのガス雰囲気中で、蒸着法により成膜するので、多孔質非晶質セレン膜が得られる。
また、本発明の撮像装置の製造方法では、非晶質セレン膜からなる前記光電変換膜を、圧力が１．０Ｔｏｒｒ未満のガス雰囲気中で蒸着法により形成する工程と、光電変換膜上に多孔質非晶質セレン膜からなる電子ビームランディング層を、圧力が１．０〜２．０Ｔｏｒｒのガス雰囲気中で、蒸着法により成膜する工程とを有する。このため、光電変換膜を形成する工程の後に、蒸着材料をそのまま用い、成膜する雰囲気を調整することにより、容易に電子ビームランディング層を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明に係る撮像装置の一例である撮像管を示した断面模式図である。
【図２】図２は、本発明に係る撮像装置の一例である冷陰極撮像板を示した断面模式図である。
【図３】図３は、実施例１の撮像管における入射光ありと入射光なしのときの撮像画像を示した写真である。
【図４】図４は、比較例１の撮像管における入射光ありと入射光なしのときの撮像画像を示した写真である。
【図５】図５は、実施例２の非晶質セレン膜の成膜方法を説明するための図である。
【図６】図６は、実施例２の非晶質セレン膜の写真である。
【図７】図７は、実施例３の非晶質セレン膜の写真である。
【図８】図８は、比較例２の非晶質セレン膜の写真である。
【図９】図９は、比較例３の非晶質セレン膜の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなく、その形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は、以下に示す実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２０】
＜第１実施形態＞
「多孔質非晶質セレン膜」
本発明の多孔質非晶質セレン膜は、多数の細孔を有している。
本発明の多孔質非晶質セレン膜は、密度が２．７０〜４．２０ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。多孔質非晶質セレン膜の密度が４．２０ｇ／ｃｍ３以下であると、電子線が照射されても、より一層飛散しにくいものとなる。また、多孔質非晶質セレン膜の密度が４．２０ｇ／ｃｍ３以下であると、本発明の多孔質非晶質セレン膜を撮像装置の電子ビームランディング層として用いた場合に、電子ビームが衝突することにより光電変換部から放出される二次電子を効果的に吸収できる。また、多孔質非晶質セレン膜の密度が３．１０ｇ／ｃｍ３以下であると、さらに光電変換部から放出される二次電子を吸収する効果が向上するため好ましい。
【００２１】
また、多孔質非晶質セレン膜の密度が２．７０ｇ／ｃｍ３以上であると、後述する製造方法を用いて容易に製造できる。また、多孔質非晶質セレン膜の密度が２．７０ｇ／ｃｍ３以下であると、本発明の多孔質非晶質セレン膜を撮像装置の電子ビームランディング層として用いた場合に、電子ビームランディング層に入射した電子ビームの電子ビームランディング層内での走行性が阻害されることにより、信号読み出し速度が遅くなって、撮像装置の撮影した画像に残像が発生する。残像の発生を防止するには、多孔質非晶質セレン膜の密度を２．７０ｇ／ｃｍ３以上とする必要があり、２．９０ｇ／ｃｍ３以上とすることがより好ましい。
【００２２】
本発明の多孔質非晶質セレン膜は、電子ビームランディング層、光電変換膜、正孔注入阻止強化層、電子顕微鏡観察試料の帯電防止層から選ばれるいずれか１以上の材料として用いることが好ましい。
【００２３】
「多孔質非晶質セレン膜の製造方法」
本発明の多孔質非晶質セレン膜の製造方法は、圧力が１．０〜２．０Ｔｏｒｒのガス雰囲気中で、蒸着法により成膜する方法である。
多孔質非晶質セレン膜を成膜する際のガス雰囲気は、予め真空排気を行って、真空蒸着装置の蒸着容器内の圧力を１×１０−６Ｔｏｒr以下とした後に、蒸着容器内に所定の雰囲気ガスを、圧力が１．０〜２．０Ｔｏｒｒとなるように導入することにより調整することが好ましい。このことにより、蒸着容器内を所定の雰囲気ガスで満たすことができる。
【００２４】
多孔質非晶質セレン膜を成膜する際に用いる蒸着法としては、特に限定されるものではなく、例えば、抵抗加熱蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ：Molecular  Beam  Epitaxy）法、スパッタ法などを用いることができる。
【００２５】
非晶質セレン膜を成膜する際の圧力が１．０Ｔｏｒｒ未満であると、非晶質セレン膜に細孔が形成されず、緻密（グラッシー）な非晶質セレン膜となる。したがって、多孔質（ポーラス）の非晶質セレン膜は得られない。非晶質セレン膜を成膜する際の圧力が１．０Ｔｏｒｒ以上であると、多数の細孔を有する多孔質非晶質セレン膜が得られる。非晶質セレン膜を成膜する際の蒸着容器内の圧力を高くする程、低密度の多孔質非晶質セレン膜が得られ、圧力が１．５Ｔｏｒｒ以上であると、密度が３．０４ｇ／ｃｍ３以下である多孔質非晶質セレン膜が得られる。
【００２６】
多孔質非晶質セレン膜は、成膜する際の圧力が１．０〜１０．０Ｔｏｒｒの範囲である場合に形成される。非晶質セレン膜を成膜する際の圧力が２．０Ｔｏｒｒ以下であると、密度が低くなりすぎることがなく、密度が２．７０ｇ／ｃｍ３以上である多孔質非晶質セレン膜が得られる。
また、通常、多孔質非晶質セレン膜を成膜する蒸着装置には、成膜中の蒸着膜の厚みを検出するための水晶振動子が設置されている。水晶振動子を用いて成膜中の蒸着膜の厚みを制御する蒸着装置を用いる場合、圧力が２．０Ｔｏｒｒを超えると、水晶振動子の動作が不安定になる。このため、水晶振動子の誤作動が発生しやすくなって、蒸着膜の膜厚制御がし難くなり、歩留まりが低下する。したがって、本発明の多孔質非晶質セレン膜を成膜する際の圧力は２．０Ｔｏｒｒ以下とする。なお、多孔質非晶質セレン膜を成膜する際の圧力は、多孔質非晶質セレン膜の密度が低くなりすぎることを防止するとともに、水晶振動子を安定して動作させて、均一な厚みの多孔質非晶質セレン膜を得るために、１．８Ｔｏｒｒ以下であることが好ましい。
【００２７】
多孔質非晶質セレン膜の成膜は、多孔質非晶質セレン膜の被形成面を有する基板を回転させながら行うことが好ましい。この場合、より均一な厚みの多孔質非晶質セレン膜を形成できる。基板の回転数は、例えば１分間に３〜１００回転とすることができる。
【００２８】
多孔質非晶質セレン膜を成膜する際のガス雰囲気は、特に限定されるものではなく、不活性ガス雰囲気であってもよいし、不活性ガスと、空気との混合ガス雰囲気であってもよい。
不活性ガスとしては、アルゴンまたは窒素ガスが挙げられる。不活性ガスと空気との混合ガスとしては、例えば、空気中に３０質量％程度のアルゴンを含むガスが挙げられる。また、成膜工程において用いられる上記のガスの中でも特に、アルゴンガスと空気との混合ガス、アルゴンガス、窒素ガス、空気から選ばれるいずれか１種を用いることが好ましい。
【００２９】
多孔質非晶質セレン膜を成膜する際には、結晶セレン膜を形成させずに、選択的に多孔質非晶質セレン膜を形成するために、４０℃以下の温度で行うことが好ましく、１５〜３０℃で行うことがより好ましく、さらに２０℃程度の室温で行うことが好ましい。
【００３０】
本実施形態の多孔質非晶質セレン膜に電子線が照射されると、多孔質非晶質セレン膜の有する多数の細孔に、電子線が乱反射されながら吸収される。このため、本実施形態の多孔質非晶質セレン膜は、電子線を照射しても飛散しにくい材料である。したがって、本実施形態の多孔質非晶質セレン膜は、撮像装置の電子ビームランディング層の材料、および電子顕微鏡観察試料の帯電防止層の材料として好適である。
【００３１】
例えば、本実施形態の多孔質非晶質セレン膜を電子顕微鏡観察試料の帯電防止層の材料として用いた場合、電子顕微鏡を用いて試料を観察する際に、電子線の衝撃によって帯電防止層が飛散することを防止できる。よって、帯電防止層の材料が飛散することによる電子顕微鏡の観察室内の汚染を抑制できる。また、多孔質非晶質セレン膜は、優れた導電性を有しているため、帯電防止層として優れた効果を発揮できる。
【００３２】
また、本実施形態の多孔質非晶質セレン膜は、光を電気に変換する光電変換機能を有するものであり、例えば、撮像装置の光電変換膜の材料としても用いることができる。さらに、本実施形態の多孔質非晶質セレン膜は、撮像装置の正孔注入阻止強化層の材料としても用いることができる。
【００３３】
本実施形態の多孔質非晶質セレン膜の製造方法によれば、圧力が１．０〜２．０Ｔｏｒｒのガス雰囲気中で、蒸着法により成膜するので、本実施形態の多孔質非晶質セレン膜が得られる。
【００３４】
＜第２実施形態＞
「撮像装置」
図１は、本発明に係る撮像装置の一例である撮像管を示した断面模式図である。
図１に示す撮像管１１は、透明基板（フェースプレート）１と、透明基板１上に設けられた光電変換部１０と、光電変換部１０の電子ビームランディング層５と対向配置された熱陰極６（電子ビーム放出装置）とを有している。
【００３５】
光電変換部１０は、透明基板１を介して入射した光（図１において矢印で示す）を、電気に変換するものである。図１に示すように、光電変換部１０は、透明信号電極２と、正孔注入阻止強化層３と、光電変換膜４と、電子ビームランディング層５とがこの順に設けられたものである。電子ビームランディング層５は、上述した第１実施形態の多孔質非晶質セレン膜で形成されている。
【００３６】
透明基板１としては、撮像管１１の透明基板として従来公知の材料を用いることができる。例えば、透明基板１として、ガラス基板、アクリル基板、シリコン基板、ベリリウム（Ｂｅ）基板などを用いることができる。
【００３７】
透明信号電極２としては、光電変換部１０の透明信号電極２として従来公知の材料を用いることができる。例えば、透明信号電極２の材料として、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、インジウム錫（ＩＴ）、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、アルミニウム、金、ニッケルなどを用いることができる。
また、透明基板１として、ベリリウム（Ｂｅ）基板またはシリコン（Ｓｉ）基板を用いた場合には、透明基板１が透明信号電極２を兼ねていてもよい。
【００３８】
正孔注入阻止強化層３としては、光電変換部１０の正孔注入阻止強化層３として従来公知の材料を用いることができる。例えば、正孔注入阻止強化層３の材料として、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などを用いることができる。正孔注入阻止強化層３の材料としては、第１実施形態の多孔質非晶質セレン膜を用いてもよい。
【００３９】
光電変換部４としては、光電変換部１０の光電変換部４として従来公知の材料を用いることができる。例えば、光電変換部４の材料として、非晶質セレン、結晶セレン、非晶質シリコン、結晶シリコン、セレン化砒素（Ａｓ２Ｓｅ３）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、酸化鉛（ＰｂＯ）、硫化アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３）、カルコパライド系材料（ＣＩＧＳ）、有機材料（フタロシアニン類，キナクリドン類，ペリレン類，ポロフィリン類，クマリン類等）などを用いることができる。光電変換部４の材料としては、第１実施形態の多孔質非晶質セレン膜を用いてもよい。多孔質非晶質セレン膜を光電変換部４の材料として用いる場合、多孔質非晶質セレン膜の厚みは、撮像管１１の用途に応じて適宜決定でき、例えば２〜４μｍとすることができる。
本実施形態においては、効率よく光電変換でき、しかも後述する製造方法を用いて、光電変換部４と電子ビームランディング層５とを効率よく形成するために、光電変換部４が、非晶質セレン膜で形成されていることが好ましい。
【００４０】
電子ビームランディング層５は、第１実施形態の多孔質非晶質セレン膜で形成されている。電子ビームランディング層５の材料として用いる多孔質非晶質セレン膜は、上述したように、密度が２．７０〜４．２０ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。多孔質非晶質セレン膜を電子ビームランディング層５の材料として用いる場合、多孔質非晶質セレン膜の厚みは、例えば１０ｎｍ〜１μｍとすることができる。
【００４１】
熱陰極６は、電子ビーム６ａを発射するものであり、光電変換膜４で変換された信号電荷を、走査する電子ビーム６ａにより読み出すためのものである。撮像管１１は、熱陰極６の発射した電子ビーム６ａを収束偏向する電極を有するものであってもよい。
【００４２】
「撮像装置の製造方法」
次に、図１に示す撮像管１１の製造方法を例に挙げて、本発明の撮像装置の形成方法の一例を説明する。
本実施形態においては、まず、透明基板１上に、光電変換部１０を形成する（光電変換部形成工程）。光電変換部形成工程では、はじめに透明基板１上に、スパッタ法などを用いて、ＩＴＯなどからなる透明信号電極２を形成する。次いで、透明信号電極２上に、蒸着法などを用いて、ＣｅＯ２などからなる正孔注入阻止強化層３を形成する。
【００４３】
次に、本実施形態においては、正孔注入阻止強化層３上に、蒸着法を用いて、非晶質セレン膜からなる光電変換部４を形成する。本実施形態においては、非晶質セレン膜からなる光電変換部４を、圧力が１．０Ｔｏｒｒ未満のガス雰囲気中で蒸着法により形成する工程を行い、その後、真空を破らずに連続して、光電変換膜４上に、第１実施形態において説明した方法を用いて、多孔質非晶質セレン膜からなる電子ビームランディング層５を形成する工程を行う。
本実施形態において、光電変換部４となる非晶質セレン膜を成膜する際の条件は、電子ビームランディング層５となる多孔質非晶質セレン膜を成膜する際の条件と、ガス雰囲気以外は同じであることが好ましい。
【００４４】
非晶質セレン膜からなる光電変換部４を成膜する際の圧力は、１．０Ｔｏｒｒ未満とすることが好ましく、１×１０−６Ｔｏｒr以下であることがより好ましい。非晶質セレン膜を成膜する際の圧力が１．０Ｔｏｒｒ未満であると、細孔が形成されず、緻密な非晶質セレン膜が得られる。また、非晶質セレン膜を成膜する際の圧力が１×１０−６Ｔｏｒr以下であると、多孔質非晶質セレン膜を成膜する前に、予め真空排気を行って、真空蒸着装置の蒸着容器内の圧力を１×１０−６Ｔｏｒr以下とした後に、蒸着容器内に所定の雰囲気ガスを、圧力が１．０〜２．０Ｔｏｒｒとなるように導入した場合と同様の効果が得られる。
【００４５】
以上の工程を行うことにより、図１（ｂ）に示すように、透明基板１上に光電変換部１０が形成される。
その後、従来公知の方法により、熱陰極６を電子ビームランディング層５である多孔質非晶質セレン膜と対向配置することにより、図１に示す撮像管１１が完成する。
【００４６】
本実施形態の撮像管１１は、電子ビームランディング層５が第１実施形態の多孔質非晶質セレン膜で形成されているので、信号を読み出す際に、熱陰極６からの電子ビーム６ａが電子ビームランディング層５に衝突しても、電子ビームランディング層５の材料が飛散しにくい。したがって、本実施形態の撮像管１１では、電子ビームランディング層５に起因する飛散物によって、熱陰極６の汚染および劣化が生じにくい。
【００４７】
また、本実施形態の撮像管１１では、電子ビームランディング層５が多孔質非晶質セレン膜で形成されているので、例え、電子ビームランディング層５の材料が飛散したとしても、電子ビームランディング層が三硫化アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３）膜で形成されている場合のように、硫化物が飛散することはない。
例えば、電子ビームランディング層が三硫化アンチモン膜で形成されている場合、電子ビームランディング層の飛散物に硫化物が含まれるため、電子ビームランディング層が飛散する部分の材料には、硫化物に対する耐食性に優れた材料を用いる必要があった。
これに対し、本実施形態の撮像管１１では、電子ビームランディング層の材料として、三硫化アンチモン膜を用いる場合と比較して、熱陰極６などに使用する材料の選択肢が多く、好ましい。
【００４８】
また、本実施形態の撮像管１１では、電子ビームランディング層５が多孔質非晶質セレン膜で形成されているので、信号を読み出す際に、光電変換部から二次電子が放出されることを抑制できる。この効果は、多孔質非晶質セレン膜の多数の細孔によって、二次電子が放出されずに吸収されることによるものと推定される。したがって、本実施形態の撮像管１１においては、信号を読み出す際に、光電変換部から放出される二次電子による画質の劣化を防止でき、良好な撮像画像が得られる。
また、多孔質非晶質セレン膜として、密度が２．７０〜４．２０ｇ／ｃｍ３であるものを用いた場合、より一層、光電変換部４からの二次電子の放出を抑制できるとともに、撮像管１１の撮影した画像に残像が発生することを防止できる。
【００４９】
本実施形態の撮像管１１の製造方法では、非晶質セレン膜からなる光電変換膜４を、圧力が１．０Ｔｏｒｒ未満のガス雰囲気中で蒸着法により形成する工程と、光電変換膜４上に多孔質非晶質セレン膜からなる電子ビームランディング層５を、圧力が１．０〜２．０Ｔｏｒｒのガス雰囲気中で、蒸着法により成膜する工程とを有する。この場合、光電変換膜４および電子ビームランディング層５を形成するための蒸着材料として、セレンが用いられる。したがって、光電変換膜４を形成する工程の後に、セレンからなる蒸着材料をそのまま用い、蒸着装置の蒸着容器内の真空を破らずに、成膜する雰囲気中の圧力を調整して、容易に電子ビームランディング層５を形成できる。
【００５０】
これに対し、例えば、蒸着法により非晶質セレン膜からなる光電変換膜４を形成し、その上に、蒸着法により三硫化アンチモンからなる電子ビームランディング層を形成する場合、光電変換膜と電子ビームランディング層とが異種材料となる。このため、光電変換膜を形成した後、蒸着材料を変更するために、蒸着装置の蒸着容器内の真空を破らなければならず、工程が煩雑で手間がかかってしまう。
【００５１】
本実施形態の撮像管１１において、緻密な非晶質セレン膜からなる光電変換膜４の上に、多孔質非晶質セレン膜からなる電子ビームランディング層５が形成されている場合、光電変換膜４から生じる二次電子を抑制できるため、効率よく光電変換できる。
【００５２】
＜第３実施形態＞
「撮像装置」
図２は、本発明に係る撮像装置の一例である冷陰極撮像板を示した断面模式図である。図２に示す冷陰極撮像板１２は、図１に示す撮像管１１と同様に、透明基板（フェースプレート）１と、透明基板１上に設けられた光電変換部１０とを有している。図２に示す冷陰極撮像板１２において、図１に示す撮像管１１と同じ部材については、同じ符号を付して、説明を省略する。
【００５３】
図２に示す冷陰極撮像板１２は、透明基板１を介して入射した光（図２において矢印で示す）を、電気に変換するものである。図２に示す冷陰極撮像板１２においても、電子ビームランディング層５は、上述した第１実施形態の多孔質非晶質セレン膜で形成されている。
【００５４】
図２に示す冷陰極撮像板１２では、図１に示す撮像管１１における熱陰極６に代えて、電圧を印加することにより、画素毎に電子ビーム７ａを放射する冷陰極アレイ７（電子ビーム放出装置）を有している。冷陰極アレイ７としては、冷陰極撮像板１２の冷陰極アレイ７として従来公知のものを用いることができる。
【００５５】
図２に示す冷陰極撮像板１２は、冷陰極アレイ７を電子ビームランディング層５である多孔質非晶質セレン膜と対向配置する工程を除いて、図１に示す撮像管１１と同様にして製造できる。
また、本実施形態においても上述した第２実施形態の図１に示す撮像管１１と同様に、電子ビームランディング層５が第１実施形態の多孔質非晶質セレン膜で形成されていることによる効果が得られる。
【００５６】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、図１に示す撮像管１１および図２に示す冷陰極撮像板１２において、多孔質非晶質セレン膜で形成されている電子ビームランディング層５の厚みを厚くして、電子ビームランディング層５が光電変換膜４を兼ねるものとしてもよい。
この場合、光電変換膜４を形成する必要がなく、製造工程をより一層簡略化できる。
【００５７】
さらに、図１に示す撮像管１１および図２に示す冷陰極撮像板１２において、多孔質非晶質セレン膜で形成されている電子ビームランディング層５の厚みを厚くして、電子ビームランディング層５が正孔注入阻止強化層３および光電変換膜４を兼ねるものとしてもよい。
この場合、正孔注入阻止強化層３および光電変換膜４を形成する必要がなく、製造工程をより一層簡略化できる。
また、電子ビームランディング層５が、正孔注入阻止強化層３および光電変換膜４を兼ねる撮像装置とすることで、正孔注入阻止強化層３の光学的な透過率の影響を受けることなく、入射光が光電変換膜４に到達するため、光電変換膜４によって効率よく光電変換できる。
【００５８】
また、本発明の撮像装置は、図１に示す撮像管１１および図２に示す冷陰極撮像板１２のように、正孔注入阻止強化層３を有するものであることが好ましい。しかし、正孔注入阻止強化層３は、必要に応じて設けられるものであり、撮像装置に設けられていなくてもよい。
【実施例】
【００５９】
「実施例１」
以下に示す製造方法により、図１に示す光電変換撮像管１１を製造し、評価した。
まず、透明基板１として、直径１７．６ｍｍ、厚み１．５ｍｍのガラス基板を用意した。そして、ガラス基板上に、ＤＣ（直流）スパッタ方式で酸素ガス分圧７．６×１０−３Ｐａ、アルゴンガス分圧６．０×１０−１Ｐａの条件で、直径１２．４ｍｍ、厚み３０ｎｍのＩＴＯからなる透明信号電極２を形成した。次いで、透明信号電極２上に、抵抗加熱蒸着法を用いて、圧力２×１０−７Ｔｏｒｒの条件で、直径１２．６ｍｍ、厚み１０ｎｍのＣｅＯ２からなる正孔注入阻止強化層３を形成した。
【００６０】
次に、正孔注入阻止強化層３上に、セレンからなる蒸着材料を用いて、室温（２０℃）の圧力２×１０−７Ｔｏｒｒの条件で、直径１３．６ｍｍ、厚み１５μｍの非晶質セレン膜からなる光電変換膜４を抵抗加熱蒸着法により成膜した。その後、非晶質セレン膜の形成と連続して真空を破らずに、セレンからなる蒸着材料をそのまま用い、直径１３．６ｍｍ、厚み１００ｎｍの多孔質非晶質セレン膜からなる電子ビームランディング層５を形成した。電子ビームランディング層５は、室温で圧力１．５Ｔｏｒｒのアルゴンガス雰囲気中で、光電変換膜４までの各層の形成されている透明基板１を１分間に６回転の回転速度で回転させながら、抵抗加熱蒸着法により成膜した。
【００６１】
以上の工程を行うことにより、図１に示すように、透明基板１上に光電変換部１０を形成した。その後、従来公知の方法により、熱陰極６を設置して、図１に示す撮像管１１を得た。
【００６２】
このようにして得られた実施例１の撮像管１１について、以下に示す方法により、撮像動作を確認した。
すなわち、実施例１の撮像管１１の光電変換部１０に電圧１５１０Ｖを印加し、透明基板１を介して照度１０５００Ｌｕｘ、絞りＦ８．０、減光（ＮＤ）フィルタ入り（光量１／８０減衰）の光を入射させた時と、光の入射なしの時の撮像画像を得た。光電変換部１０から信号を読み出す際には、熱陰極６から光電変換部１０に電子ビームを照射して２倍ビームで走査した。その結果を図３に示す。
【００６３】
図３は、実施例１の撮像管１１における入射光ありと入射光なしのときの撮像画像を示した写真である。図３（ａ）は入射光なしの撮像画像の写真であり、図３（ｂ）は入射光ありの撮像画像の写真である。図３に示すように、実施例１の撮像管１１では、良好な撮像画像が得られることが分かった。
【００６４】
「比較例１」
光電変換膜４を成膜した後、電子ビームランディング層５を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして比較例１の撮像管を得た。比較例１の撮像管は、光電変換膜が電子ビームランディング層を兼ねるものであり、光電変換膜および電子ビームランディング層を、緻密な非晶質セレン膜で形成したものとみなすことができる。
このようにして得られた比較例１の撮像管について、光電変換部１０に電圧１７．５Ｖを印加したこと以外は、実施例１と同様にして、撮像動作を確認した。その結果を図４に示す。
【００６５】
図４は、比較例１の撮像管における入射光ありと入射光なしのときの撮像画像を示した写真である。図４（ａ）は入射光なしの撮像画像の写真であり、図４（ｂ）は入射光ありの撮像画像の写真である。
図３および図４に示すように、比較例１の撮像管では、実施例１と比較して撮像画像が乱れており、画質が劣化している。また、比較例１の撮像管では、画質が劣化するため、十分に高い電圧を印加することができなかった。これに対し、実施例１では、十分に高い電圧を印加して良好な画質を得ることができた。
図３および図４に示す実施例１および比較例１の結果から、多孔質非晶質セレン膜からなる電子ビームランディング層を形成することで、信号を読み出す際に光電変換部から二次電子が放出されることを抑制でき、二次電子の影響のない良好な画質が得られることが確認できた。
【００６６】
「実施例２」
図５に示すように、実施例１において使用したガラス基板２１上に、以下に示す方法により非晶質セレン膜２５を形成した。
まず、蒸着装置の蒸着容器内の圧力を１×１０−７Ｔｏｒｒとなるまで真空排気した後、ガラス基板上に、実施例１の電子ビームランディング層を形成した時の同様にして、非晶質セレン膜を成膜した。すなわち、ガラス基板上に、セレンからなる蒸着材料を用いて、室温（２０℃）で、圧力１．５Ｔｏｒｒのアルゴンガス雰囲気で、直径１３．６ｍｍ、厚み１００ｎｍの非晶質セレン膜を、抵抗加熱蒸着法により成膜した。非晶質セレン膜の成膜は、ガラス基板を、１分間に６回転の回転速度で回転させながら行った。また、蒸着装置として、水晶振動子を用いて成膜中の蒸着膜の厚みを測定しながら、蒸着膜を成膜するものを用いた。
【００６７】
このようにして得られた実施例２の非晶質セレン膜の密度を、ＸＲＲ（Ｘ線反射率測定装置）を用いて測定した。その結果、表１に示すように、実施例２の非晶質セレン膜の密度は３．０４ｇ／ｃｍ３であった。
このようにして得られた実施例２の非晶質セレン膜を顕微鏡で観察し、非晶質セレン膜が多孔質であるか否かを確認した。図６は、実施例２の非晶質セレン膜の写真である。図６に示す実施例２の非晶質セレン膜は多孔質であった。また、実施例２の非晶質セレン膜を目視で観察した結果、厚みが均一で膜厚ムラの小さいものであった。
【００６８】
「実施例３、４、比較例２、３」
実施例２と同様にして蒸着装置の蒸着容器内を真空排気した後、アルゴンガス雰囲気中の圧力を、１．０Ｔｏｒｒ（実施例３）、２．０Ｔｏｒｒ（実施例４）、０．５Ｔｏｒｒ（比較例２）、１×１０−７Ｔｏｒｒ（アルゴンガス導入なし）（比較例３）としたこと以外は、実施例２と同様にして非晶質セレン膜を得た。
【００６９】
このようにして得られた実施例３、４、比較例２、３の非晶質セレン膜について、実施例２と同様の方法により、密度を測定した。
その結果、表１に示すように、実施例３の非晶質セレン膜の密度は４．１４ｇ／ｃｍ３、実施例４の非晶質セレン膜の密度は２．７０ｇ／ｃｍ３であった。また、比較例２の非晶質セレン膜の密度は４．４１ｇ／ｃｍ３、比較例３の非晶質セレン膜の密度は４．３６ｇ／ｃｍ３であった。
【００７０】
【表１】
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【００７１】
そして、圧力の異なる条件で成膜して得られた各非晶質セレン膜を顕微鏡で観察し、非晶質セレン膜が多孔質であるか否かを確認した。図７は、実施例３の非晶質セレン膜の写真、図８は、比較例２の非晶質セレン膜の写真、図９は、比較例３の非晶質セレン膜の写真である。
【００７２】
図７に示す実施例３の非晶質セレン膜は多孔質であった。また、実施例４の非晶質セレン膜も多孔質であった。これに対し、図８に示す比較例２の非晶質セレン膜および図９に示す比較例３の非晶質セレン膜は、緻密であり細孔が形成されておらず、多孔質でなかった。
また、実施例３、比較例２、比較例３の非晶質セレン膜を目視で観察した結果、いずれも厚みが均一で膜厚ムラの小さいものであった。
【符号の説明】
【００７３】
１  透明基板、２  透明信号電極、３  正孔注入阻止強化層、４  光電変換膜、５  電子ビームランディング層、６  熱陰極、７  冷陰極アレイ、１０  光電変換部、１１  撮像管、１２  冷陰極撮像板。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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