Фотоприемник

 

Изобретение относится к микрофотоэлектрике, конкретно - к полупроводниковым фотоприемникам (ФП). Целью изобретения является повышение фоточувствительности в ультразвуковой области спектра. ФП состоит из полупроводниковой пластины, с одной стороны которой выполнен омический контакт, а с другой стороны расположены тонкий слой диэлектрика и барьерный контакт. Толщина слоя диэлектрика 3 - 5 нм, а ширина запрещенной зоны не менее 5 эВ. Ширина запрещенной зоны в пластине уменьшается в направлении от барьерного контакта к омическому. Слой диэлектрика предотвращает переход фотоносителей, возбужденных ультрафиолетовым излучением в барьерный контакт. Варизонность полупроводника увеличивает глубину поглощения излучения, снижает энергию дошедших до слоя диэлектриков фотоносителей и уменьшает их вероятность туннельного перехода в барьерный контакт. Фотонисители перехода в барьерный контакт. Фотоносители остаются в полупроводнике, давая вклад в фототок. Квантовая эффективность ФП в ультрафиолетовой области (3 - 5 эВ) в среднем на 50% выше, чем у аналогичного ФП без слоя диэлектрика. 2 ил.

Изобретение относится к микрофотоэлектронике, конкретно - к полупроводниковым фотоприемникам (ФП). Цель изобретения - повышение фоточувствительности в ультрафиолетовой области спектра. На фиг. 1 изображена структура ФП; на фиг. 2 - спектральная характеристика фоточувствительности ФП (зависимость квантовой эффективности от энергии фотонов действующего излучения). ФП состоит из полупроводниковой пластины 1, омического контакта 2, барьерного контакта 3, слоя 4 диэлектрика. К контактам 2 и 3 выполнены выводы 5. П р и м е р. ФП выполнен на основе полупроводниковой пластины GaAs_1-xP_x n-типа проводимости толщиной ≈ 100 мкм. На подложке из n-GaAs состав плавно меняется по толщине пластины от 0 до 0,43, что соответствует изменению ширины запрещенной зоны от 1,43 до 1,95 эВ. На узкозонной поверхности сформирован омический контакт 2 нанесением слоя индия. На широкозонной поверхности сформирован естественный слой 4 диэлектрика с шириной запрещенной зоны ≈ 5 эВ, что соответствует ширине запрещенной зоны естественного окисла арсенида галлия, и толщиной 3,5 нм. Барьерный контакт выполнен из слоя золота толщиной ≈ 14 нм. Квантовая эффективность в ультрафиолетовой области спектра в среднем на 50% выше, чем у аналогичного ФП без слоя диэлектрика 3. Слой диэлектрика предотвращает переход возбужденных ультрафиолетовым излучением носителей заряда в барьерный контакт. Эти носители заряда многократно отражаются от диэлектрического слоя, понижают свою энергию и остаются в полупроводнике, давая вклад в фототок. Фотоносители с большой энергией (3-5 эВ) генерируются в тонком приповерхностном слое за счет большого коэффициента поглощения ≈ 10⁶см^-1 и более. Достигая поверхности полупроводника, фотоносители сохраняют большую энергию и могут туннелировать через слой диэлектрика. Варизонность полупроводниковой пластины уменьшает коэффициент поглощения излучения в ультрафиолетовой области, поскольку коэффициент поглощения при данной энергии фотонов уменьшается с расширением запрещенной зоны. Глубина поглощения излучения увеличивается, поэтому часть горячих фотоносителей, достигающих поверхности полупроводника, имеет меньшую энергию и меньшую вероятность туннелирования в барьерный контакт. Таким образом повышается квантовая эффективность в ультрафиолетовой области спектра.

Формула изобретения

ФОТОПРИЕМНИК, состоящий из варизонной полупроводниковой пластины, расположенной между омическим и барьерным контактами, при этом ширина запрещенной зоны в пластине уменьшается в направлении от барьерного контакта к омическому, отличающийся тем, что, с целью повышения фоточувствительности в ультрафиолетовой области спектра, между полупроводниковой пластиной и выпрямляющим контактом расположен слой диэлектрика толщиной 3 - 5 нм с шириной запрещенной зоны не менее 5 эВ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---