光电阴极制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种能够使各种特性提高的光电阴极。在光电阴极(10)中，在基板(12)上依次形成中间层(14)、基底层(16)以及光电子射出层(18)。光电子射出层(18)含有Sb和Bi，具备根据光的入射而向外部射出光电子的功能，光电子射出层(18)中含有相对于Sb以及Bi为32mol%以下的Bi。由此，能够使低温时的线性度飞跃性地提高。

【技术实现步骤摘要】
光电阴极本申请是申请日为2008年11月7日、申请号为200880129779.X、专利技术名称为光电阴极的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及根据光的入射而射出光电子的光电阴极。
技术介绍
作为以往的光电阴极已知有通过如下方式构成的光电阴极：在容器的内表面蒸镀Sb，在该蒸镀层上蒸镀Bi，再从其上面开始蒸镀Sb,从而形成Sb层和Bi层，并使Cs的蒸气发生反应，从而构成光电阴极（例如，参照专利文献1）。专利文献1：日本特开昭52-105766号公报
技术实现思路
光电阴极相对于入射光的灵敏度高是较理想的。为了使光电阴极的灵敏度提高，有必要提高实效的量子效率，该实效的量子效率表示射出至光电阴极外部的光电子的数量相对于入射至光电阴极的光子的数量的比例。另外，在检测微弱的光的情况下，特别要求灵敏度并且要求减少暗电流。另一方面，在半导体检查装置那样的要求动态范围广的测量的领域中，也要求线性度。专利文献1中，公开了使用Sb和Bi的光电阴极。但是，对于光电阴极，希望进一步提高量子效率，同时，也希望减少暗电流、或线性度的提高等各种特性的提高。另外，在特别要求高线性度的极低温测量的情况下，以往，在入射面板和光电阴极之间形成金属薄膜和网状电极来提高光电阴极的导电性，但是会导致透过率降低或光电面面积减少，使实效的量子效率下降。本专利技术的目的在于提供一种能够使各种特性提高的光电阴极。本专利技术所涉及的光电阴极具备光电子射出层，该光电子射出层含有Sb和Bi，其根据光的入射而向外部射出光电子，在光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为32mol%以下的Bi。该光电阴极能够使低温时的线性度飞跃性地提高。另外，在本专利技术所涉及的光电阴极中，优选为光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为29mol%以下的Bi。由此，能够确保与多碱光电阴极(Multi-alkaliPhoto-cathode)同等的灵敏度，能够确保半导体检查装置那样的要求动态范围广的测量的领域中所要求的量子效率。另外，本专利技术所涉及的光电阴极中，优选为光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为16.7mol%以下的Bi。由此，与在氧化锰基底层上设置有Sb层的现有制品相比，能够得到更高的灵敏度，特别地，能够提高在波长500～600nm下的灵敏度，即，绿色灵敏度～红色灵敏度。另外，本专利技术所涉及的光电阴极中，优选为光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为6.9mol%以下的Bi。由此，能够得到量子效率35%以上的高灵敏度。另外，本专利技术所涉及的光电阴极中，优选为光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为0.4mol%以上的Bi。由此，能够切实地减少暗电流。另外，本专利技术所涉及的光电阴极中，优选为光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为8.8mol%以上的Bi。由此，能够稳定地得到与多碱光电阴极的线性度的上限值同等的线性度。另外，本专利技术所涉及的光电阴极中，优选为-100℃下的线性度比25℃下的线性度的0.1倍更高。另外，优选为波长320～440nm中的峰值处显示出20%以上的量子效率，优选为波长300～430nm中的峰值处显示出35%以上的量子效率。另外，本专利技术所涉及的光电阴极中，优选为在光电子射出层的光的入射侧还具备由HfO2形成的中间层。另外，本专利技术所涉及的光电阴极中，优选为在光电子射出层的光的入射侧还具备由MgO形成的基底层。另外，本专利技术所涉及的光电阴极中，光电子射出层优选为通过在SbBi的合金薄膜上使钾金属蒸气和铯金属蒸气（铷金属蒸气）反应而形成。根据本专利技术，能够提高各种特性。附图说明图1为表示将本实施方式所涉及的光电阴极作为透过型而适用的光电倍增管的截面结构的图。图2为表示将本实施方式所涉及的光电阴极的结构的一部分放大表示的截面图。图3为用于说明通过使Sb中含有Bi而能够减少暗电流的思想的概念图。图4为表示实施例和比较例的分光灵敏度特性的图表。图5为表示实施例和比较例的分光灵敏度特性的图表。图6为表示实施例和比较例的分光灵敏度特性的图表。图7为表示实施例和比较例的分光灵敏度特性的图表。图8为表示黑暗状态中从光电子射出层射出的光电子各强度的计数数目的图。图9为表示描绘实施例和比较例的暗计数(darkcount)的值的图表。图10为表示描绘实施例和比较例的暗计数的值的图表。图11为表示实施例的线性度的图表。图12为表示实施例的线性度的图表。图13为将图11和图12中所示的变化率为-5%时的阴极电流关于各含有率描绘的图表。图14为变化率为-5%时的阴极电流关于各含有率以各温度描绘的图表。符号说明10…光电阴极、12…基板、14…中间层、16…基底层、18…光电子射出层。具体实施方式以下，参照附图关于本实施方式所涉及的光电阴极进行详细说明。图1为表示将本实施方式所涉及的光电阴极（光电面）作为透过型而应用的光电倍增管的截面结构的图。光电倍增管30具备：将入射光透过的入射窗34和将筒状的侧管的一个开口端用入射窗34密封而成的容器32。容器32内设置有：射出光电子的光电阴极10、将射出的光电子导向倍增部40的聚焦电极36、倍增电子的倍增部40、以及收集经倍增的电子的阳极38。此外，光电倍增管30以光电阴极10的基板12作为入射窗34而起作用的方式而被构成。聚焦电极36和阳极38之间设置的倍增部40，由多个倍增极42构成。聚焦电极36、倍增极42、光电阴极10、以及阳极38与管座引线（stempin）44电连接，该管座引线44被设置为贯通设置在光电阴极10相反侧的容器32的端部的管座板57。图2为表示本实施方式所涉及的光电阴极的结构的一部分放大的截面图。该光电阴极10中，如图2所示，基板12上依次形成中间层14、基底层16、以及光电子射出层18。光电阴极10作为从基板12侧入射光hν、从光电子射出层18射出光电子e-的透过型而示意性地图示。基板12由在其上可以形成由氧化铪（HfO2）构成的中间层14的基板构成。基板12优选为透过波长177nm～1000nm的光的基板。作为这样的基板，有由高纯度合成石英玻璃、或硼硅酸玻璃（例如可伐合金玻璃（kovarglass））、PYREX玻璃（注册商标）构成的基板。该基板12优选为具有1～5mm的厚度，由此可保持最佳的透过率和机械强度。中间层14优选为由HfO2形成。HfO2对于波长300nm～1000nm的光显示出高透过率。另外，HfO2在其上形成Sb的情况下，使Sb的岛构造变细。该中间层14通过在进行了洗净处理的相当于玻璃真空管的容器32的入射窗34的基板12上蒸镀HfO2而形成。蒸镀例如可采用使用EB（electronbeam：电子束）蒸镀装置的EB蒸镀法而完成。特别地，通过使中间层14和基底层16成为HfO2-MgO的组合而得到作为光电子射出层18和基板12的缓冲层的效果，并且能够得到防止光的反射的效果。基底层16优选为氧化锰、MgO或TiO2等的透过波长117nm～1000nm的光的基底层。特别地，通过由MgO形成基底层16，可得到量子效率20%以上、或35%以上的高灵敏度。通过设置MgO基底层，得到作为光电子射出层18和基板12的缓冲层的效果，并且能够得到防止光的反射的效果。该基底层16通过将规定的氧化物蒸镀而形成。光电子射出层18通过在SbBi的合金薄膜上使钾金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电阴极，其特征在于，具备光电子射出层，该光电子射出层含有Sb和Bi并根据光的入射而向外部射出光电子，在所述光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为6.9mol%以下的Bi。

【技术特征摘要】
2008.06.13 JP 2008-1557771.一种光电阴极，其特征在于，具备光电子射出层，该光电子射出层含有Sb和Bi并根据光的入射而向外部射出光电子，在所述光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为0.4mol％以上且6.9mol％以下的Bi。2.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，在波长300～430nm中的峰值处显示出35％以上的量子效率。3.如权利要求1或2所述的光电阴极，其特征在于，在所述光电子射出层的光的入射侧还具备由HfO2形成的中间层。4.如权利要求1或2所述的光电阴极，其特征在于，在所述光电子射出层的光的入射侧还具备由MgO形成的基底层。5.如权利要求3所述的光电阴极，其特征在于，在所述光电子射出层的光的入射侧还具备由MgO形成的基底层。6.如权利要求1或2所述的光电阴极，其特征在于，所述光电子射出层是通过在SbBi的合金薄膜上使钾金属蒸气和铯金属蒸气进行反应而形成的。7.如权利要求3所述的光电阴极，其特征在于，所述光电子射...

【专利技术属性】
技术研发人员：松井利和，浜名康全，中村公嗣，石上喜浩，小栗大二郎，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP