阅读说明：本技术 光电二极管以及光感应设备 (Photodiode and light sensing apparatus ) 是由 鹈殿治彦 朝日聪明 于 2018-09-20 设计创作，主要内容包括：一种光电二极管,包括：硅化镁晶体的pn结、包含与p型硅化镁接触的材料的电极以及包含与n型硅化镁接触的材料的电极,将所述与p型硅化镁接触的材料设为功函数为4.81eV以上、且与硅反应形成硅化物或与镁形成合金的材料,由此,提供具有不仅与Mg<Sub>2</Sub>Si材料的附着力高而且还使包括光灵敏度在内的综合性能提高的电极构成的半导体光电二极管。(A photodiode, comprising: the pn junction of magnesium silicide crystal, electrode containing material contacting with p-type magnesium silicide and electrode containing material contacting with n-type magnesium silicide are provided, the material contacting with p-type magnesium silicide is set to be material with work function of more than 4.81eV and reacts with silicon to form silicide or alloy with magnesium, thereby providing the electrode not only having Mg and silicide 2 A semiconductor photodiode comprising an electrode having high adhesion to Si material and improved overall performance including photosensitivity.)

光电二极管以及光感应设备

技术领域

本发明涉及一种使用硅化镁的光电二极管。

背景技术

随着人工智能(AI)等近年来飞跃性的技术革新，代替人的眼、手自动进行监视、控制的系统的研究开发也正在全力地进行着。在这样的自动监视、自动控制系统中，基于光、温度、声音等各种各样的输入信息决定适当的响应动作，因此，用于感知输入信号的硬件成为在整个系统中发挥重要职能的一个关键设备。特别是在感知光的输入信号这一点上，通过代替人眼、或者根据情况使用还能感知到人眼无法感知的区域的信息的设备，能够实现高度的自动监视、自动控制。

作为感应光的输入信号的设备，可以举出具有将光信号转换为能够电子处理的电信号的元件的设备。作为其基本的元件的例子，有使用半导体材料的光检测元件，其中，已知有使用pn结的光电二极管。

使用半导体材料的光电二极管，根据半导体材料所具有的带隙而感应的波长区域不同。为了进行能应对夜间的自动监视、汽车的自动驾驶这样的高度的控制，除了可见光区域的光、图像的信息以外还需要关于红外线区域的光的输入信息。因此，对于包含能在红外线区域以高灵敏度感知光的输入的光电二极管的元件、设备的要求强烈，正在推进使用各种半导体材料的积极的研究和开发。

作为假定检测短波长(大致波长0.9～2.5μm)的红外线区域的光的光电二极管，已知有使用InGaAs、HgCdTe、InAsSb这样的化合物半导体材料的光电二极管。但是，这些半导体材料具有在化合物材料中含有稀有元素、或对生物有害且环境负荷高的缺点。因此，本发明人制作了作为包含作为资源天然地丰富存在、对生物的危害少、安全性高的材料即镁(Mg)和硅(Si)的化合物半导体的硅化镁(Mg₂Si)的结晶性材料(非专利文献1)，提出并制作了使用该材料的光电二极管，迄今为止取得了规定的成果(非专利文献2、3)。

作为用于半导体装置的电极，从导电性、化学稳定性以及形成的容易度等观点来看，如非专利文献2中所使用的那样，经常使用金(Au)电极。然而，Au在化学上稳定，因此特别是与Si、Si系的化合物不易反应，在与半导体的接触界面有附着力差的倾向。因此，容易发生电极从半导体的接触界面剥离、脱离，在考虑到实际应用设备的现实的使用环境时，在设备的耐久性、操作性上存在问题。

为了解决这样的问题，在Si系的半导体设备中，在Au电极与半导体的接触面之间夹入其他金属材料，谋求改善电极材料与半导体材料的接触界面上的附着力。在非专利文献3中，公开了在Au电极与作为半导体材料的Mg₂Si的接触面之间夹入钛(Ti)。由此，即使在使用Mg₂Si作为半导体材料的光电二极管中，也能得到具有在假定实际应用设备的情况下不会成为问题的程度的附着力的电极。

然而，在之后进一步考虑Mg₂Si特有的物性的情况下，除了电极与半导体材料的附着力这一点之外，为了提高包括光灵敏度在内的综合的设备性能，显然与Mg₂Si直接接触的电极材料为Ti不一定是最优的，需要进行从其他观点出发的电极材料的研究。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：K.Sekino et al.，Phys.Proc.，Vol.11，2011，pp.170-173

非专利文献2：T.Akiyama et al.，Proc.Asia-PacificConf.Semicond.Silicides Relat.Mater.2016，JJAP Conf.Proc.Vol.5，2017，pp.011102-1-011102-5

非专利文献3：K.Daitoku et al.，Proc.Int.Conf.Summer School Adv.SilicideTechnol.2014，JJAP Conf.Proc.Vol.3，2015，pp.011103-1-011103-4

发明内容

发明所要解决的问题

本公开的技术是为了解决上述技术问题而提出的，其目的在于，提供一种使用Mg₂Si作为半导体材料的半导体光电二极管，该半导体光电二极管具有不仅与Mg₂Si材料的附着力高而且还使包括光灵敏度在内的综合性能提高的电极构成。

用于解决问题的方案

作为本公开的技术的前提的基础认知，本发明人在明确Mg₂Si这一化合物半导体的基础物性的过程中，着眼于与Mg₂Si的能级相关的固有的物性值。关于Mg₂Si这一化合物的详细物性，未明确的部分还有很多，但本发明人基于非专利文献1中公开的内容进行了进一步研究，结果确认了Mg₂Si中的电子亲和力(真空能级与导带的能级差)为4.51eV的事实。并且，如果考虑到该Mg₂Si的固有的物性值，则设想了通过适当地选择电极材料，能进一步提高Mg₂Si光电二极管的特性的技术手段。

具体而言，如以下所示，是通过适当地调整Mg₂Si与电极材料的能级的关系，在半导体/电极的界面不产生相对于光载流子的输送方向的能量势垒的技术。图1中示出了Mg₂Si光电二极管的基本构成的例子，此外图2中示出了图1的构成中与p型Mg₂Si部102直接接触的电极材料103为Ti(非专利文献3中也使用了的材料)、与n型Mg₂Si部101直接接触的电极材料105为Al的情况的pn结以及电极附近区域的能级图。在作为因光入射而在pn结的过流层(以及扩散长度)201产生的光载流子的电子-空穴对中，电子202向能级更低的一方移动，空穴203向能级更高的一方移动。

在此，问题在于p型Mg₂Si与电极的功函数的差异。半导体的功函数是电子亲和力加上从导带到费米能级的能量差ΔE_F的值。费米能级随着半导体内的载流子浓度而变化，在Mg₂Si中，n型中ΔE_F取0至0.3eV之间的值，p型中ΔE_F取0.3至0.6eV之间的值。根据上述的Mg₂Si的电子亲和力，p型Mg₂Si的功函数为4.81至5.11eV之间。作为以往在此使用的电极的材料的Ti的功函数约为4.33eV，比上述所示的Mg₂Si的功函数的最低值4.81eV低。因此，在p型Mg₂Si与电极的界面产生相对于空穴的能量势垒204，在产生的空穴中，能到达电极的空穴的比例变少，恐怕无法将产生的光载流子有效地检测为光电流。

与此相对，如图3所示，如果将与p型Mg₂Si接触的电极材料设为具有功函数为上述4.81eV以上的值的材料，则能消除在p型Mg₂Si和电极的界面上相对于空穴的能量势垒，或者将能量势垒的影响减小至在实际应用上不会成为问题的程度，在作为光载流子产生的电子-空穴对中的空穴也大多能到达电极，能有效地有助于光电流的值。

基于这样的认识和设想，本公开提供了以下的发明。

1)一种光电二极管，包括：硅化镁晶体的pn结、包含与p型硅化镁接触的材料的电极以及包含与n型硅化镁接触的材料的电极，所述光电二级管的特征在于，所述与p型硅化镁接触的材料是功函数为4.81eV以上、且与硅反应形成硅化物或与镁形成合金的材料，

2)根据所述1)所述的光电二极管，其特征在于，所述与p型硅化镁接触的材料是选自由镍、钴、铂、钯、铱、铼、铑、铍、硒、碲构成的组中的至少一种以上的金属或合金，

3)根据所述1)或2)所述的光电二极管，其特征在于，所述与n型硅化镁接触的材料是功函数小于4.81eV、且与硅反应形成硅化物或与镁形成合金的材料，

4)根据所述1)～3)中任一项所述的光电二极管，其特征在于，所述与n型硅化镁接触的材料是选自由铝、镓、铟、砷、锑、铋、银、铜、锌、镉、钛、钒、铬、锰、铁、钇、锆、铌、钼、铪、钽、钨构成的组中的至少一种以上的金属或合金，

5)根据所述1)～4)中任一项所述的光电二极管，其特征在于，包含所述与p型硅化镁接触的材料的电极还包含所述与p型硅化镁接触的材料和与其接触的其他材料，

6)根据所述5)所述的光电二极管，其特征在于，所述其他材料除了是作为所述与p型硅化镁接触的材料而选择的金属的情况以外，还能够是选自由金、钯、铂构成的组中的至少一种以上的金属或合金，

7)根据所述1)～6)中任一项所述的光电二极管，其特征在于，所述与p型硅化镁接触的材料形成为厚度1～1000nm的薄膜，

8)根据所述1)～7)中任一项所述的光电二极管，其特征在于，所述p型硅化镁是掺有银的硅化镁，

9)根据所述1)～8)中任一项所述的光电二极管，其特征在于，至少一个电极是在内侧具有开口的环状电极，

10)一种光感应设备，其特征在于，包括所述1)～9)中任一项所述的光电二极管。

发明效果

根据本公开的技术，能够提供一种半导体光电二极管，在使用了作为化合物半导体的Mg₂Si的pn结的光电二极管中，不仅Mg₂Si和电极材料的附着力高，而且能大幅地增加能够从Mg₂Si到达电极的光载流子，特别是能够从p型Mg₂Si到达电极的空穴，因此使包括光灵敏度在内的综合性能提高。

附图说明

图1是Mg₂Si光电二极管的基本构成。

图2是以往的Ti电极的情况下的能级图。

图3是本公开的技术中的能级图。

图4是实施例1和比较例1的分光灵敏度光谱。

具体实施方式

作为基本的构成，本公开的技术的光电二极管具有：Mg₂Si晶体的pn结、包含与p型Mg₂Si接触的材料的电极以及包含与n型Mg₂Si接触的材料的电极。Mg₂Si由结晶性的材料构成，优选为单晶体。非掺杂的Mg₂Si通常表现出n型的传导性，将在其一部分导入p型杂质等而形成Mg₂Si的pn结的构成作为二极管的中心构成，在此设置用于取出光电流的电极，作为本公开的光电二极管。

本公开的光电二极管的特征在于，与p型Mg₂Si直接接触的电极的材料是功函数为4.81eV以上、且与Si反应形成硅化物或与镁形成合金的材料。如上所述，Mg₂Si中的电子亲和力为4.51eV，其功函数对应于载流子浓度而变化，在n型Mg₂Si为4.51至4.81eV之间，在p型Mg₂Si为4.81至5.11eV之间。因此，如果与p型Mg₂Si接触的电极的材料采用功函数为4.81eV以上的材料，则在pn结的过流层和扩散区域形成的光载流子的电子-空穴对中，相对于向电极输送的空穴，在p型Mg₂Si和电极的界面上能消除能量势垒或者能将能量势垒的影响减小到实际应用上不会成为问题的程度，能大幅提高载流子的收集效率。

此外，如上所述，与p型Mg₂Si直接接触的电极的材料采用功函数为4.81eV以上，并且与Si反应形成硅化物或与镁形成合金的材料。这样，如果与Mg₂Si直接接触的电极的材料采用与Si反应形成硅化物或者与镁形成合金的材料，则在Mg₂Si与电极材料接触的界面上使Mg₂Si中的Si的一部分与电极材料的一部分反应，由此能形成强力的结合，能使p型Mg₂Si与电极之间的附着力高至即使在作为实际应用设备使用的情况下也能承受的程度。

在本公开的光电二极管中，作为与p型Mg₂Si直接接触的功函数为4.81eV以上、且与Si反应形成硅化物或与镁形成合金的电极材料，可以使用例如，选自由镍(Ni)、钴(Co)、铂(Pt)、钯(Pd)、铱(Ir)、铼(Re)、铑(Rh)、铍(Be)、硒(Se)、碲(Te)构成的组中的至少一种以上的金属或合金。如果在与p型Mg₂Si直接接触的电极材料中使用这样的金属材料，则在采用在该金属材料进一步设置其他金属材料的电极构成的情况下，能够使金属彼此的界面上的粘接力也优异。

在以往公知的技术中，如上所述，在p型Mg₂Si和与其直接接触的电极的界面上形成的能量势垒成为问题，但在n型Mg₂Si和与其直接接触的电极的界面上也存在同样的问题。n型Mg₂Si和电极的界面中的多数载流子为电子，因此，为了在界面上不形成相对于向电极输送的电子的能量势垒，将与n型Mg₂Si直接接触的电极材料的功函数设为n型Mg₂Si的功函数4.81eV以下。在此基础上，电极材料采用与硅反应形成硅化物或者与镁形成合金的材料，由此，能在与Mg₂Si之间获得良好的附着力。

如上所述，作为功函数为4.81eV以下、与Si反应形成硅化物或与镁形成合金的材料，可以举出例如，选自由铝(Al)、银(Ag)、钛(Ti)、镓、铟、砷、锑、铋、铜、锌、镉、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)构成的组中的至少一种以上的金属或合金。需要说明的是，在作为以往技术的非专利文献3中，作为与n型Mg₂Si直接接触的电极材料，使用功函数为4.26eV的Ag。

在本公开的光电二极管中，与p型Mg₂Si接触的电极也可以是包含与p型Mg₂Si直接接触的材料和与其接触的其他材料的构成的电极。通过采用这样的构成，与电极材料仅由与p型Mg₂Si直接接触的一种材料构成的情况相比，能使电极整体的特性变为所希望的特性，谋求特性的进一步提高。例如，采用将比与p型Mg₂Si直接接触的材料的导电性高的材料组合、或将化学稳定性高的材料组合而构成的电极，由此能改善电极整体的电特性，提高耐久性、耐候性。

作为这样的材料，可以举出例如选自由Au、Pd、Pt构成的组中的至少一种以上的金属或合金。如果通过适当的钝化处理形成电极中仅Au、Pd或者其合金部分露出的构造，则即使与p型Mg₂Si直接接触的电极材料是因氧化等而容易劣化的材料，也能防止电极材料的劣化，实现耐久性、耐候性高的光电二极管。

此外，在本公开的光电二极管中，并不特别限制与p型Mg₂Si直接接触的材料的具体配置形态等，作为具体的方案，可以举出形成为厚度1～1000nm的薄膜。当厚度小于1nm时，可能会无法在p型Mg₂Si得到足够的附着力。当厚度大于1000nm时，电极容易剥落或电极的电阻变高，恐怕会导致光电流降低。厚度可以设为5nm以上或8nm以上，也可以设为500nm以下、100nm以下。

对于作为本公开的光电二极管的中心构成的Mg₂Si晶体的pn结而言，如上所述，能在通常成为n型的非掺杂Mg₂Si晶体的一部分掺有成为p型的杂质等而形成，作为这样的掺杂杂质可以举出Ag。Ag是通过热处理扩散到Mg₂Si晶体的内部，能比较容易地形成局部掺有Ag的Mg₂Si构造的元素。

而且，在本公开的光电二极管中，并不特别限制电极的具体构造、形状等，作为具体的一个方案，可以举出将至少一侧的电极构成为在内侧具有开口的环状电极的例子。如上所述，若在pn结形成于从Mg₂Si的表面沿深度方向的规定位置这样的构造的至少一侧的表面形成在内侧具有开口的环状电极，则穿过电极的开口部的光能在大范围的pn结中激发光载流子，因此能实现光灵敏度高的光电二极管。

需要说明的是，图1的构成是将与p型Mg₂Si接触的一侧的电极形成为环状的构成，但并不限定于此，也可以将与n型Mg₂Si接触的一侧的电极形成为环状或者将两侧的电极形成为环状。此外，本公开所谓的“环状”并不限于圆形，也指包括椭圆形、多边形的环状的形状。

而且，能够将上述那样的构成的Mg₂Si光电二极管作为基本的元件构成，来构成光检测器、摄像设备等各种各样的光感应设备。特别是，本公开的Mg₂Si光电二极管即使在短波长红外区域中，对于900～1900nm的波长区域的红外线也具有良好的灵敏度特性，能适用于假定在这样的波长区域使用的光感应设备。

本公开的光电二极管并不特别限定其制造方法，只要是能够实现上述光电二极管的构成的手段即可，可以通过包括任何手段的方法来制造。以下，示出能用于具体实现本公开的光电二极管的构成的制造方法、与制造相关的技术手段的一个例子，但是本发明并不限于此。

首先，为了形成作为本公开的光电二极管的中心构成的Mg₂Si晶体的pn结，准备Mg₂Si的结晶性材料。作为Mg₂Si的结晶性材料，如上所述，优选Mg₂Si的单晶体材料，Mg₂Si的单晶体材料能通过例如非专利文献1所公开的公知的方法来获得。为了形成本公开的光电二极管，工艺上优选的是，Mg₂Si的结晶性材料预先采用厚度为0.1～5mm左右的板状的基板，对表面进行抛光后使用。

为了形成Mg₂Si的pn结，在按上述工序准备的Mg₂Si的结晶性材料的一部分掺入p型杂质。非掺杂的Mg₂Si表现出n型的导电性，因此，在其一部分掺入p型杂质，使Mg₂Si的结晶性材料的部分区域成为p型的Mg₂Si，由此在与非掺杂区域的边界上形成Mg₂Si的pn结。

对于在Mg₂Si的结晶性材料的一部分掺入p型杂质的手段以及p型杂质种类(掺杂剂)没有特别限定，能使用所希望的手段、掺杂剂，但在此作为例子举出将Ag用于掺杂剂，通过热扩散来掺杂的方法。在Mg₂Si的结晶性材料的表面配置Ag作为扩散源，在惰性气氛中加热，使Ag从Mg₂Si的结晶性材料的表面向内部热扩散。作为扩散源的Ag能通过真空蒸镀、溅射等在Mg₂Si的结晶性材料的表面配置形成热扩散向内部所需要的量。上述热处理的条件能在考虑到扩散速度、形成的扩散区域的深度即形成pn结的位置的基础上来进行调整、设定。例如，热处理温度以400～550℃、热处理时间以30秒～30分钟的范围作为基准设定即可。

接着，在形成pn结的Mg₂Si晶体的p型和n型各自的区域，形成取出并检测光电流所需的电极。用于在p型和n型各自的区域的Mg₂Si晶体的表面形成电极的具体的手段也没有特别限制，根据电极材料等应用真空蒸镀、溅射、镀敷法等公知的手段来形成即可。此时，如非专利文献2、3所公开的那样，能使用掩膜、光刻技术等形成环状的电极、所希望的电极图案。

除了上述之外，另外还可以根据需要进行形成其他材料的电极作为多层电极、形成保护层、进行刻蚀、抛光等来局部去除不需要的构成的操作。上述具体提及的手段、条件只是一个例子，应用除此以外的手段、条件也无妨，只要能获得本公开的Mg₂Si光电二极管的本质的构成即可。

[实施例]

以下，基于实施例、比较例对本公开的技术内容进行具体说明。以下的实施例、比较例的记载只是为了便于理解本公开的技术内容的具体例，本发明的技术范围并不受这些具体例的限制。

(实施例1)

作为Mg₂Si的结晶性材料，准备通过按照非专利文献1所公开的方法的垂直布里奇曼法(Vertical Bridgman method)培育而成的n型Mg₂Si的单晶体材料，将其在(110)面切出，对两面进行镜面抛光后清洗，制成厚度1mm的Mg₂Si单晶体基板。基板的载流子浓度为6×10¹⁵cm^-3。在该基板的一个表面上的一部分通过真空蒸镀法来形成作为扩散源的直径800μm的Ag层后，在氩(Ar)气氛中在450℃下热处理10分钟，由此，从n型Mg₂Si基板的一个表面向深度方向进行Ag的热扩散，在n型Mg₂Si晶体的一部分区域进行p型Mg₂Si层的形成。

接着，在形成的p型Mg₂Si层的表面，通过溅射法来形成内径500μm、宽度75μm、厚度10nm的圆形环状Ni层。然后，在形成的Ni层的正上方，通过真空蒸镀法以与Ni层相同尺寸形成厚度300nm的Au层。在该例子中，在Mg₂Si晶体的pn结中，与p型Mg₂Si直接接触的材料是功函数为5.15eV的Ni，将包含该Ni层和在其正上方形成的Au层的构成作为p型Mg₂Si侧的电极。而且，在基板的相反侧的n型Mg₂Si的整个面，通过真空蒸镀法以300nm的厚度形成功函数为4.28eV的Al层，将其作为n型Mg₂Si侧的电极。需要说明的是，根据上述扩散条件，p型区域的载流子浓度为1×10¹⁹cm^-3，根据p型、n型各区域的载流子浓度，估计此时的p型Mg₂Si的功函数约为5.09eV，n型Mg₂Si的功函数约为4.62eV。

对于这样制作的Mg₂Si光电二极管，通过测定分光灵敏度光谱来进行分光灵敏度特性的评价。在测定中，利用分光器对来自卤素灯(Halogen lamp)的光进行分光，从环状电极的开口侧入射至上述那样形成的光电二极管，通过使用了运算放大器(operationalamplifier)的电路对获得的光电流进行放大，使用锁相放大器(lock-in amplifier)对其进行检测。

图4(实线)示出了波长1300～2200nm的分光灵敏度光谱。从该光谱可以确认，分光灵敏度在波长1350nm处具有峰值，其最大值约为0.14A/W。此外，当依据JIS H8504的胶带试验方法进行电极的附着力的评价时，pn任一侧的电极都是附着于胶带的电极为电极面积的5％以下，未确认到电极的附着力会成为问题这一点。

(比较例1)

除了将与p型Mg₂Si层的表面直接接触的电极层的材料设为Ti以外，均按照与实施例1相同的步骤制作光电二极管。就是说，在此例中，在Mg₂Si晶体的pn结中，与p型Mg₂Si直接接触的材料是功函数为4.33eV的Ti层，将包括该Ti层和在其正上方形成的Au层的构成作为p型Mg₂Si侧的电极。与相反侧的n型Mg₂Si的整个面接触的电极是与实施例1相同的Al。并且，在此例中，也通过与实施例1相同的手段、条件来进行分光灵敏度特性的评价。需要说明的是，与实施例1同样地，根据p型、n型各区域的载流子浓度，估计此时的p型Mg₂Si的功函数约为5.09eV，n型Mg₂Si的功函数约为4.62eV。

图4(虚线)一并示出了波长1300～2200nm的分光灵敏度光谱。光谱的形状表示出了大致与实施例1的光谱相似的形状。然而，可以确认峰值位置处的分光灵敏度的最大值不足约0.08A/W，停留在小于实施例1的约57％。需要说明的是，在此例中，在依据JIS H8504的胶带试验方法的电极的附着力评价结果中，pn任一侧的电极都是附着于胶带的电极为电极面积的5％以下，未确认到电极的附着力会成为问题这一点。

将这些结果汇总表示在表1中。

[表1]

根据上述结果，关于电极和Mg₂Si的附着力，在任何例子中均未确认到大的问题。认为这是因为与Mg₂Si直接接触的材料都是与Si反应形成硅化物的材料。但是，确认到分光灵敏度的值在实施例与比较例之间存在显著的差异。可以认为，在与p型Mg₂Si直接接触的材料是功函数5.15eV的Ni的实施例1中，在p型Mg₂Si和Ni电极层的界面上相对于空穴的输送未形成能量势垒，因此，作为多数载流子的空穴能高效地到达电极。

与此相对，可以认为，在与p型Mg₂Si直接接触的材料是功函数4.33eV的Ti的比较例1中，即使因光入射而产生了光载流子，其中空穴的一部分也会被在p型Mg₂Si和Ti电极层的界面形成的能量势垒阻碍其向电极输送，未被有效地检测为光电流。由此可以确认，基于本公开的技术思想适当选择、调整与p型Mg₂Si直接接触的材料的功函数在显著地提高Mg₂Si光电二极管的性能方面效果非常大。

产业上的可利用性

根据本公开的技术，在使用Mg₂Si的pn结的光电二极管中，与以往相比，能大幅提高光灵敏度。因此，利用了Mg₂Si的光电二极管能飞跃性地提高以假定的短波长(大致波长0.9～2.5μm)的红外线区域的感测、拍摄为目的的各种设备的性能。伴随于此，也能够期待在该波长区域内的各种图像分析、图像诊断等技术以及利用了这些技术的自动监视、自动控制技术和利用了这些技术的工业领域等作出极大的贡献。

附图标记说明：

104……与p型Mg₂Si直接接触的材料接触的其他材料电极；

301……过流层以及扩散长度；

302……电子；

303……空穴。