(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数キャリアの効率的な不純物光励起が起きるが、不純物電気伝導機構により電荷移動が実質的に起きないようにする量で適度にアクセプタまたはドナー不純物のいずれかを適度にドープした半導体アクティブ素子と、前記アクティブ素子の一方の側面に配置されかつ多数キャリアが前記アクティブ素子に容易に注入されるようにするため十分高濃度の不純物を含有する注入層と、前記アクティブ素子の反対側面に配置されかつ高エネルギー放射線を被爆中に前記アクティブ素子で発生した少数キャリアを流し出すように作用するシンク層と、からなる構造体と、前記構造体両端にバイアス電位を加える第１及び第２電極と、を含み、不純物をドープした赤外線検出器が、Ｔａ＝（Ｅａ−Ｅｖ）／ｋ、またはＴｄ＝（Ｅｃ−Ｅｄ）／ｋ、以下の温度で動作するものであり、ここで、Ｅａ、Ｅｖ、Ｅｃ、Ｅｄ及びｋはそれぞれアクセプタエネルギーレベル、価電子帯エネルギーレベル、伝導帯エネルギーレベル、ドナーエネルギーレベル、及びボルツマン定数であり、不純物をドープした上記の赤外線検出器を使用する赤外線検出方法であって、
予め決められた手続きに従って多数キャリアが前記注入層から前記アクティブ素子の前記注入層とシンク層に挟まれた部分に注入されるように力を及ぼすためのリセット用電気的バイアス電位を前記検出器に加えるステップと、
バイアス電位を前記リセット電位に逆向きに前記検出器に加えるステップと、
リセット間の間隔内で前記注入層に配置された前記電極の光電流をバイアス電位の方向と平行な方向に流して測定することにより赤外線を検出するステップと、を有することを特徴とする赤外線信号検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は赤外線検出器に関し、さらに詳細には低ドーズ、高エネルギー放射線環境で動作可能な赤外線検出器に関する。今日では、主に２つのカテゴリーの赤外線検出器が通常使用されている。これらは焦電気及び半導体検出器である。さらに、バルク半導体に基づく検出器は、１）光電導体、２）フォトダイオード，３）フォトトランジスタの３つの形式に細分される（Ｓ．Ｍ．Ｓｚｅ著、半導体物理、第２版、１９８１年）（Ｓ．Ｍ．Ｓｚｅ， Ｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ， ２ｎｄ ｅｄ， １９８１）。本発明は光電導体型の赤外線検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不純物半導体を基本とする赤外線検出器及びアレイは多くの宇宙空間で用いる撮像システムで使用されている。低雑音機器回路と共に用いると、それらは多くの応用分野に対して十分で良好な性能を提供する。研究室での実験では、数千個内外のフォトンによる赤外線束が検出される。しかし、高エネルギーの粒子の影響下では、性能はキャリアの寿命、導電率及び照射前のそれらの定常状態値からの降伏領域の変動によりドラスティックに変動する。例えば、Ｍ． Ｄ． Ｐｅｔｒｏｆｆ， Ｊ． Ｃ． Ｐｉｃｋｅｌ 及びＭ． Ｐ． Ｃｕｒｒｙ共著、「不純物赤外線検出器における低レベル照射効果」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｎｕｃｌ． Ｓｃｉ． ＮＳ−２６， ４８４０ （１９７９年）（Ｍ． Ｄ．Ｐｅｔｒｏｆｆ， Ｊ． Ｃ． Ｐｉｃｋｅｌ ａｎｄ Ｍ． Ｐ． Ｃｕｒｒｙ， Ｌｏｗ ｌｅｖｅｌ ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ Ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｎｕｃｌ． Ｓｃｉ． ＮＳ−２６， ４８４０ （１９７９））、Ｍ． Ｐａｔｒａｓｈｉｎ， Ｂ． Ｆｏｕｋｓ， Ｕ． Ｇｒｏｃｅｚｉｎｇｅｒ， Ｄ． Ｌｅｍｋｅ， Ｊ． Ｗｏｌｆ共著、「低ドーズガンマー線照射後の強じん化Ｇｅ：Ｇａ光電導体の残留導電率」、Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． ８２， １４５０ （１９９７年）（Ｍ． Ｐａｔｒａｓｈｉｎ， Ｂ． Ｆｏｕｋｓ， Ｕ． Ｇｒｏｃｅｚｉｎｇｅｒ， Ｄ． Ｌｅｍｋｅ， Ｊ． Ｗｏｌｆ， Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｃｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ Ｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｇｅ：Ｇａ ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ａｆｔｅｒ Ｌｏｗ−Ｄｏｓｅ Ｇａｍｍａ ｌｒｒａｄｉａｔｉｏｎ， Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． ８２， １４５０ （１９９７））、Ｍ． Ｐａｔｒａｓｈｉｎ， Ｎ． Ｈｉｒｏｍｏｔｏ， Ｂ． Ｆｏｕｋｓ， Ｉ． Ｍａｓｌｏｖ及びＶ．Ｌｅｄｅｎｅｖ、「不純物光電導体における低ドーズ照射効果」、Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． ８６， ３７９７−３８０３ （１９９９）（Ｍ． Ｐａｔｒａｓｈｉｎ， Ｎ． Ｈｉｒｏｍｏｔｏ， Ｂ． Ｆｏｕｋｓ， Ｉ． Ｍａｓｌｏｖ， ａｎｄ Ｖ． Ｌｅｄｅｎｅｖ， Ｌｏｗ−Ｄｏｓｅ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ Ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ， Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． ８６， ３７９７−３８０３（１９９９） ）を参照。高エネルギー放射線に対する感受性は、一般的な地上を基地とする応用分野には大きな重要性を有するものではないが、宇宙空間で用いるプラットフォーム上で動作する検出器や機器では自然状態の宇宙環境のため厳しい問題に直面する。衛星の軌道によっては、搭載された機器は地球の放射線帯域で数分から数時間の間存続する連続する照射に晒されることがある。衛星機器は銀河系の宇宙線や太陽面爆発からの散発的な照射にも晒されることがあり、かつ衛星の金属及びプラスチック部品に衝突する高エネルギープロトンによって生成される二次粒子、ガンマー線または電子線による影響もあり得る。
【０００３】
本発明による光検出器の構造には、通常の光検出器、ＰＩＮ光検出器または金属−半導体（ショットキー型の）フォトダイオード検出器とのいくつかの類似点がある。相違点を以下に説明する。
【０００４】
本発明の新しい見地は少数キャリアを除去するためシンク層がアクティブ素子の一方の側面に取り入れられることである。一方、シンク層のＰＮ接合またはショットキー接合の障壁が多数キャリアの光電導体への注入を防止する。光電導体のイオン化不純物レベルは中和されることなく光電流の連続的な生成によって保持される。本発明による光検出器のバイアスは連続的ではない。光電流は通常の検出器と同様の方法で、電子またはホールの励起によって生成される。ただし、イオン化ドナーまたはアクセプタは中和されることなく蓄積される。オーミック抵抗を有する通常の不純物光検出器では、キャリアが、半導体のバンドギャップにおける局所的ドナーまたはアクセプタレベルと伝導帯または価電子帯それぞれの間のエネルギー差より高いエネルギーを有するフォトンによって生成される。連続的な一定バイアス下でのこれらのキャリアによって生成された光電流は検出器が照らされている間流れる。半導体のイオン化不純物レベルはバルクの中に注入されたキャリアのオーミックコンタクトからの取り込みによって中和される。
【０００５】
従って、本発明による光検出器を使用する方式と通常の光検出器を使用する方式との間には測定方式に相違がある。本発明では、イオン化ドナーまたはアクセプタに蓄積された電荷は多数キャリアによって注入層から頻繁に再補充される。このプロセスにより、本発明の光検出器が初期状態にリセットされる。
【０００６】
【本発明の目的】
高エネルギー粒子の影響下では、通常の赤外線検出器の性能はキャリアの寿命、導電率及び照射前のそれらの定常状態値からの降伏領域の変動によりドラスティックに変動する。低ドーズ、高エネルギー放射線環境の外乱影響が避けられない場合の、専用赤外線画像化用途向けの改良検出器を提供することが本発明の一般的な目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述の問題を解決するため、及び前述の目的を達成するため、本発明の赤外線信号の検出方法は、その方法が、多数キャリアの効率的な不純物光励起が起きるが、不純物電気伝導機構により電荷移動が実質的に起きないようにする量で適度にアクセプタまたはドナー不純物のいずれかを適度にドープした半導体アクティブ素子と、前記アクティブ素子の一方の側面に配置されかつ多数キャリアが前記アクティブ素子に容易に注入されるようにするため十分高濃度の不純物を含有する注入層と、前記アクティブ素子の反対側面に配置されかつ高エネルギー放射線を被爆中に前記アクティブ素子で発生した少数キャリアを流し出すように作用するシンク層と、からなる構造体と、前記構造体両端にバイアス電位を加える第１及び第２電極と、を含み、不純物をドープした赤外線検出器が、Ｔａ＝（Ｅａ−Ｅｖ）／ｋ、または、Ｔｄ＝（Ｅｃ−Ｅｄ）／ｋ、以下の温度で動作するものであり、ここで、Ｅａ、Ｅｖ、Ｅｃ、Ｅｄ及びｋはそれぞれアクセプタエネルギーレベル、価電子帯エネルギーレベル、伝導帯エネルギーレベル、ドナーエネルギーレベル、及びボルツマン定数であり、不純物をドープした上記の赤外線検出器を使用する方法であって、予め決められた手続きに従って多数キャリアが前記注入層から前記アクティブ素子の前記注入層とシンク層に挟まれた部分に注入されるように力を及ぼすためのリセット用電気的バイアス電位を前記検出器に加えるステップと、バイアス電位を前記リセット電位の逆向きに前記検出器に加えるステップと、リセット間の間隔内で前記注入層に配置された前記電極の光電流をバイアス電位の方向と平行な方向に流して測定することにより赤外線を検出するステップと、を含む方法であることを特徴としている。
【０００８】
【発明の概要】
本発明の検出器構造には多数キャリアの効率的な不純物光励起が起きるが、不純物電気伝導機構により電荷移動が実質的に起きないようにする量で適度にアクセプタまたはドナー不純物のいずれかを適度にドープされた半導体アクティブ素子が含まれる。注入層は前記アクティブ素子の一方の側面に配置されかつ低温でも多数キャリアがアクティブ素子に容易に注入されるようにするため十分高濃度の不純物を含有する。シンク層はアクティブ素子の反対側面に配置されかつ高エネルギー放射線を被爆中にアクティブ素子から現れる少数キャリアを除去するようになされている。構造体には構造体両端にバイアス電位を加えるための２つの電極が追加される。このように特別に調整されたシンク層の存在により、高エネルギー放射線照射後の影響を抑制する容易でさらに効率的な方法が提供される。逆極性のバイアスが印加されると構造体は通常の不純物をドープした赤外線検出器と同様の方法で動作するが、順方向極性のバイアスを印加することにより初期状態に周期的にリセットされる。
【０００９】
さらに詳細な実施の形態では、アクティブ素子はゲルマニウム、シリコン、ガリウム砒素または素子がｐ型導電性を示すようにアクセプタ不純物を、またはｎ型導電性を示すようにドナー不純物をドープした半導体合金から構成される。縮退するようにはドープしていないアクティブ素子の導電性と同じ導電型の注入層、及び反対の導電型のシンク層がアクティブ素子に配置される。
【００１０】
別の実施の形態では、シンク層をアクティブ素子の一方の側面に直接配置して十分な障壁高さのショットキー型のコンタクトを形成して多数キャリアのアクティブ素子への注入を防止する金属製電極から構成することができる。縮退するようにはドープしていないアクティブ素子の導電性と同じ導電型の注入層がアクティブ素子の反対側面に配置される。
【００１１】
本発明は高エネルギー放射線の影響が少ない改良赤外線検出器を提供する。本発明の動作は不純物光電導体の低ドーズ照射効果に関連するため、通常の不純物光検出器のこのような効果の背後にある物理的な説明を前置きして好ましい実施の形態の検討を始めることは重要である。
【００１２】
通常のｐ型不純物光電導型検出器の簡略化エネルギーバンド線図を図１に示す。デバイスはｐ型半導体バルク７及び２つのオーミックコンタクトから構成される。コンタクトは金属製電極８及び電極とバルク間の高ドープｐ+層９から構成される。これらの層はキャリア凍結に対して問題がなく、かつ極低温（例えば、１０Ｋ以下）でもキャリアをバルクの中に供給できる。それらが、コンタクトからバルクへの方向にホールのための電位障壁を、かつバルクからコンタクトへの方向に電子のための電位障壁を形成することに留意することは重要である。アクセプタのみが存在し、かつＮａ及びＮｄの代表的な濃度（Ｎａ＜＜Ｎｄ）の状態にあるバルク中のドナー不純物を補償することだけを考えればよい。
【００１３】
キャリアの熱発生を抑制するため、検出器が、Ｔａ＝（Ｅａ−Ｅｖ）／ｋ、または、Ｔｄ＝（Ｅｃ−Ｅｄ）／ｋ、以下の低温に冷却され、その温度ではほぼすべてのドナーがイオン化し、かつＮａ-＝Ｎｄ+＝Ｎｄとなるようにこれらの不純物が等数のイオン化アクセプタＮａ-1を満たす。ここで、Ｅａ、Ｅｄ、Ｅｖ、Ｅｃ及びｋはそれぞれアクセプタエネルギーレベル、価電子帯エネルギーレベル、伝導帯エネルギーレベル、ドナーエネルギーレベル、及びボルツマン定数である。図１に示した価電子帯の自由キャリアの定常状態濃度は熱、または光発生１及び捕獲２の平衡により定められ、かつ印加バイアス下で検出器に流れ込む電流３を決定する。印加電界下でバルクを出るキャリアは界面障壁４を越えて熱注入によってコンタクトから再補充され、次に界面障壁４はキャリアの金属コンタクトからのトンネリング５によって再補充される。
【００１４】
イオン化した放射線に晒すと、大量の電子−ホール対が検出器に生成される。このプロセスは照射前に半導体に存在する発生−再結合の平衡状態をくつがえし、かつ以前にイオン化された不純物の再補給を始める。イオン打ち込みによるコンタクトは少数キャリアに対し障壁を形成するため、電子は外部電界が存在する場合でもバルクを出ることができず、かつ電子は主にイオン化ドナーに捕獲される。その結果として、不純物の新期荷電状態が図２のように確立される。以前にイオン化されたドナーのいくらかは電子の捕獲後中性となり、かつホールによるアクセプタの占有が生じ結晶内の電荷の中性が保持される。後者はホールの捕獲時間を増大させ、捕獲時間の増大は次に検出器の応答性を大幅に制御不可能状態にする。
【００１５】
本発明で、発明者は放射線による効果におけるコンタクトの役割についての理解を活用し、かつ具体的に設計したコンタクトが検出器からの少数キャリアの容易な除去、及び従って検出器の性能及び特性の方法を開示する検出器の概念を提供している。
【００１６】
【好ましい実施の形態の実施例】
好ましい実施の形態の第１実施例を図３に示す。この場合、アクティブ素子１４はアクセプタドープｐ型半導体である。高ドープｐ+注入層１５がアクティブ素子の一方の側面に配置され、かつ非常に低温でも自由多数キャリアのリザーバとして働く。ドープｎ型シンク層１３がアクティブ素子の反対側面に配置される。価電子帯のキャリアの熱発生が小さくなるように構造体を著しく低温に冷却する。光電流は逆極性のバイアス電圧下で測定される（正バイアスはシンク層に印加される）。デバイスを流れる電流１０は赤外線または熱発生の過程により、及びイオン化不純物１２のキャリアの捕獲により決まる。逆バイアス下でアクティブ素子からのキャリアの連続的な流出のため、負の空間電荷蓄積が生じ、結果としてバルク中に電界の緩やかな減少が生ずる。検出器の初期動作状態をリセットするため、順方向極性のバイアスを測定中に蓄積された空間電荷を中和するため頻繁に供給しなければならない。
【００１７】
組立て製造された好ましい実施の形態の第２実施例を図４に示す。この場合、金属製電極１９がアクティブ素子２０の一方の側面に直接配置され、金属製電極はシンク層をアクティブ素子の一方の側面に直接配置して十分な障壁高さのショットキー型のコンタクトを形成して多数キャリアのアクティブ素子への注入を防止する。縮退するようにはドープしていないアクティブ素子と同じ導電型の注入層２１がアクティブ素子の反対側面に配置される。このデバイスの動作の概念は前述した実施の形態の概念に類似している。
【００１８】
上述の実施の形態におけるシンク層は多数キャリアのバルクへの移動を制限する。一方それは高エネルギー放射線を被爆中に現れる少数キャリアの移動は制限しない。従って、図５に示すように逆バイアス下で放射線効果の本質的原因となる少数キャリアはアクティブ素子より除去される。
【００１９】
バルクにおける空間電荷の蓄積は、フォトン束、動作温度、及びデバイスに印加するバイアスに依存し、測定のため使用できる時間を制限する要因となる。測定値の異なる状態を比較するため、発明者は、その電荷がデバイスに印加電界に等しい電界を生成する中和されないイオン化アクセプタＮａ+（＝Ｎａ-−Ｎｄ+）の特性濃度である次のパラメータを導入する。この数字はポアソン方程式から予測できる。バルク効果及び、例えば、完全にキャリアが無くなった場合に成立するが、均一に分布した空間電荷の状態のみを考慮する簡略化した一次元の配置を考えると、次式を得るものである；、Ｎａ*≡εSＥ0／ｅｌ。
ここで、Ｅ0は印加された定常状態電界、ｅは電気素量、εSは半導体の誘電率、及びｌはコンタクト間距離である。一方、測定中に蓄積された空間電荷は、Ｎａ*(ｔint)＝Ｉph×ｔintここで、Ｉphは単位を電子数／秒とする光電流、ｔintは積分時間である。Ｉph×ｔint＜＜Ｎａ*のとき、電界に蓄積された空間電荷の効果は無視可能であり、そして発明者は検出器の線形応答を期待できる。蓄積電荷がＮａ*に匹敵するようになると、測定は停止され、かつリセットパルスが加えられることになる。
【００２０】
赤外線束レベルに依存して、発明者は異なる波形の過度応答を期待できる。Ｉph×ｔint＜＜Ｎａ*では、構造体の応答はＩ／Ｖｄに従ってドリフト速度Ｖｄによってのみ制限される。より多くの赤外線束では、空間電荷の効果は状況を著しく複雑にする。そして、過度応答は中和されない電荷の濃度がＮａ*に近づくと赤外線束がオンに切換わる直後の電流の急速なジャンプから成り、その後電流は穏やかにゼロへ向けて減少する。光電流の最大値でもある最初のジャンプの振幅は入力赤外線束に直接比例する。
【００２１】
本発明は主に、状態、Ｉph×ｔint＜＜Ｎａ*が容易に達成可能な場合のそれらの応用分野に対処するよう意図されている。
【００２２】
好ましい実施の形態の実施例として、本発明によって構成されたデバイスの動作性を説明するため、５０から１００μｍの波長領域に感度を有するフォトタイプの遠赤外Ｇｅ：Ｇａ検出器を組立て製造しかつ試験した。
【００２３】
Ｇｅ：Ｇａアクティブ素子及び注入層を、Ｎ．Ｈｉｒｏｍｏｔｏ、Ｍ．Ｓａｉｔｏ、Ｈ．Ｏｋｕｄａ「低補償を有するＧｅ：Ｇａ遠赤外光検出器」、日本応用物理学会誌、２９，１７３９（１９９０年）（Ｎ． Ｈｉｒｏｍｏｔｏ， Ｍ．Ｓａｉｔｏ， ａｎｄ Ｈ． Ｏｋｕｄａ Ｇｅ：Ｇａ ｆａｒ−ｉｎｆｒａｒｅｄ ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ≡， Ｊｐｎ． Ｊ Ａｐｌｌ． Ｐｈｙｓ． ２９， １７３９（１９９０））論文に記載されている材料により及び技術を用いて作製した。シンク層を、Ａｕの金属性層をアクティブ素子の表面に直接堆積させてショットキー型のコンタクトを形成することにより作製した。３００Ｋでのショットキー障壁の高さは約０．３ｅＶであった。
【００２４】
簡単化のため、発明者は図９（ａ）に示すような通常のトランスインピーダンス増幅器を用いてサンプルを測定した。ここで、測定回路の雑音を約１．７Ｋの動作温度で１０10Ωフィードバック抵抗器（Ｒｆ）の熱雑音によって制限した。ｐ+コンタクトが負帰還によってゼロに保たれている間、正のバイアス電圧をショットキーコンタクトに印加した。リセット中、バイアス極性を逆転させた。図９（ｂ）に示すような別の形式の前置増幅器はアレイ状の本発明の検出器の動作を簡単化する可能性がある。図１０に示すように、検出器の取付装置、関連機器回路及び熱放射源を極低温に冷却した遮蔽体で覆い、かつ検出器は図８（ｂ）に示す内部赤外線源からの光のみを観測できる。赤外線源を貫通する電流は検出器の１ｍｍ2の表面へのる流入を内部システム背景レベルと約１０8フォトン／秒との間に調整する。
【００２５】
図１１に本発明の検出器に適した測定システムのブロック線図を示す。システムには次のモジュールが含まれる：即ち、バイアス及びリセット電圧発生器、出力信号測定モジュール、赤外線源用電流発生器、及び温度及び他の動作パラメータ測定モジュールである。すべてのモジュールは、コンピュータ制御モジュール（ＰＣ）で動くソフトウエアによってデジタル・インターフェース・バスを介して制御される。
【００２６】
高エネルギー放射線効果を抑制するためのサブシステムは高エネルギーの粒子計数器により成り立っている。ヒット・カウント・レートはコンピュータ制御モジュールによって連続的に読出され、それが予め定められた閾値を超えると、制御モジュールのソフトウエアが検出器に対する影響を抑制する為に、バイアスとリセット電圧発生器を決められた値に設定する。
【００２７】
１５ｍＶのバイアス電圧、−８０ｍＶのリセット電圧、及び０．２２ｍＡの赤外線源電流下で変調フォトン束に対する検出器の応答を図６に示す。結果はデバイスの実際の動作を示している。この特定実験では、電流パルスの立上り時間は測定に使用された７μｍの熱放射源ステンレス線の加熱時間によって制限された。発明者の熱分析により、必要な温度に対する線を加熱するのに約数ミリ秒の値が得られている。
【００２８】
１５ｍＶのバイアス電圧、−８０ｍＶのリセット電圧、及び０．１４から０．３ｍＡの赤外線源電流下での様々な赤外線束への応答依存性を図７に示す。結果はデバイス動作についての仮定との良好な一致を示す。蓄積空間電荷の過度応答形状への予期効果が明瞭に認められる。フォトン束の増加直後電流が増加して、その後減少している。高赤外線束レベルでは、空間電荷の蓄積は急速に進み、その結果としてフック状応答を生ずる。同時に、赤外線束が少なくなると、応答が平坦になることが理解される。
【００２９】
結論として、本発明は低ドーズ、高エネルギー放射線環境での高感度測定用の改良された不純物半導体赤外線検出器を提供する。本発明に従って組立て製造されたデバイスは、将来の任務におけると同様に衛星搭載原子力発電機を組込める宇宙空間で用いるプラットフォームからの赤外線画像化などの実際の応用分野にとって有益である。
【００３０】
多数の他の構成が本発明の範疇に存在する。例えば、検出器はアクティブ素子に配置されかつシンク層として働くアモルファス半導体薄層を含んでもよい。
【００３１】
【発明の効果】
前記した特徴を有するため、本発明により、耐放射線赤外線検出器を実現でき、また、赤外線信号の長期間の検出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】十分低温ですべてのドナー不純物がイオン化され、かつ印加されたバイアス電位下で簡略に示されたキャリア移動が起こる、イオン打ち込みによるコンタクトを有する通常のｐ型不純物検出器のバンド線図である。
【図２】図１に示した低ドーズ、高エネルギー放射線の検出器への効果を示す図である。
【図３】本発明に従って構成されたｎ型シンク層を有する検出器の簡略化バンド線図である。
【図４】本発明に従って構成されたショットキー型シンク層及び逆バイアス下での対応キャリア移動を有する検出器の簡略化バンド線図である。
【図５】図４に示した検出器の放射線による効果をアクティブ素子から少数キャリアを除去することにより抑制する概念を示す図である。
【図６】本発明に従って構成されかつ変調フォトン束について図４に略図的に示した試験検出器の応答を示す図である。
【図７】本発明に従って構成されかつ様々な赤外線束レベルで図４に略図的に示した試験検出器の応答を示す図である。
【図８】赤外線検出器（ａ）、及び赤外線源（ｂ）の直感できる図である。
【図９】（ａ）は、ソースホロワ及びトランスインピーダンス増幅器を有するフィードバック前置増幅器の図で、（ｂ）は、ソースホロワ及びリセットスイッチを有する前置増幅器の略図的回路線図である。
【図１０】低温保持装置の断面図である。
【図１１】測定システムの図である。
【符号の説明】
１ 熱、または光発生
２ イオン化不純物による捕獲
３ 印加バイアス下で検出器に流れ込む電流
４ 界面障壁
５ トンネリング
７ アクティブ素子
８ 金属電極
９ ｐ+層
１０ デバイスを流れる電流
１１ 光または熱発生
１２ イオン化不純物による捕獲
１３ ドープｎ型シンク層
１４ アクティブ素子
１５ 注入ｐ+層
１６ デバイスを流れる電流
１７ 光または熱発生
１８ イオン化不純物による捕獲
１９ 金属電極
２０ アクティブ素子
２１ 注入ｐ+層
２２ 多数キャリア（ホール）のドリフト
２３ 光または熱発生
２４ イオン化不純物による捕獲
２５ 少数キャリア（電子）のドリフト
２６ デバイスからの少数キャリアの一掃
【図１】
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【図２】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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