Многоканальный инфракрасный фотоприемный модуль

Изобретение относится к оптоэлектронной технике, а именно к полупроводниковым приборам, предназначенным для детектирования и испускания инфракрасного (ИК) излучения. Многоканальный инфракрасный фотоприемный модуль содержит дискретные полупроводниковые фотоприемники (1, 2) с возрастающей по ходу входящих лучей граничной длиной волны фоточувствительности (λ21) причем пространство между двумя фотоприемниками заполнено оптическим клеем (3) на основе стекла, прозрачного для рабочего диапазона длин волн второго по ходу лучей фотоприемника (2). Модуль обеспечивает фоточувствительность к излучению в средней инфракрасной области спектра.3 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к оптоэлектронной технике, а именно к полупроводниковым приборам, предназначенным для детектирования и испускания инфракрасного (ИК) излучения. Имеется обширная область оптического приборостроения, где средневолновые фотоприемники, например, имеющие рабочую полосу близи 3.4 мкм, могут оказаться незаменимыми для устройств, измеряющих (радиационную) температуру и/или характеристики сред, содержащих газообразные углеводороды. Такие фотоприемники могут быть применены и для волоконно-оптических датчиков, измеряющих состав жидкости по методу исчезающей волны, для которых указанная полоса совпадает с максимумом фундаментального поглощения измеряемого компонента, например, спирта или нефтепродуктов. В работе [1] приводятся результаты расчета погрешностей при измерении радиационной температуры, а в работе [2] приведены расчетные значения пределов обнаружения углекислого газа при использовании фотодиодов на основе InAsSb.

В работе [3] описан двухканальный инфракрасный фотоприемный модуль, состоящий из расположенных в фокальной плоскости двух фотодиодов на основе p+-InAsSbP/n-InAs [4] с удельной обнаружительной способностью , снабженных микролинзами. С использованием двухканального модуля и светоизлучающего диода (СД), изготовленного из гетероструктуры InAs/InAsSbP с длиной волны излучения λmax=3.3 мкм, шириной спектральной полосы излучения 0.4 мкм, был создан быстродействующий малогабаритный дистанционный ИК-анализатор взрывоопасных веществ (паров углеводородов). Излучение СД с помощью сферического зеркала с рабочим диаметром 68 мм и фокусным расстоянием f=115 мм формировалось в почти параллельный пучок и через защитный светофильтр направлялось на трассу. Расчетная величина половины угла расходимости излучения СД составляла около 0.2 мрад при диаметре излучающей площадки СД 430 мкм. Излучение, прошедшее трассу и защитный светофильтр, фокусировалось сферическим зеркалом на фотоприемный модуль или разделялось полупрозрачным зеркалом до его попадания на модуль из двух дискретных ФД. Для разделения по длине волны рабочего и опорного каналов в первой оптической схеме применялся составной многослойный интерференционный фильтр с рабочей длиной волны λраб=3.4 мкм, опорной длиной волны λоп=3.07 мкм. Во второй оптической схеме использовались два дискретных интерференционных фильтра с λраб=3.40 мкм и λоп=3.85 мкм.

Предложенная авторами [3] конструкция анализатора позволяла получить максимальную измеряемую концентрацию суммарных углеводородов, имеющих характерную полосу поглощения вблизи 3.4 мкм, на уровне (5 НПВ⋅м) для метана при длине трассы L≤100 м, где НПВ - нижний предел воспламенения. При этом предел обнаружения метана с помощью анализатора был ограничен собственными шумами ФД и составлял ~10-3 НПВ⋅м.

Известен многоканальный инфракрасный фотоприемный модуль, содержащий дискретные полупроводниковые фотоприемники с возрастающей по ходу входящих лучей граничной длиной волны фоточувствительности [5].

В известном техническом решении [5] (по номенклатуре НИИПФ - в модуле типа «Лезвие» 28NF) использованы последовательно расположенные фотодиод из Si, фотосопротивление из PbS и фотодиод из InSb, суммарно перекрывающие спектральный диапазон от 1 до 5 мкм. При этом все три фотоприемника отделены друг от друга воздушной (или вакуумной) прослойкой, расположенной между подложкой сапфира, на которой напылен PbS, и кремниевым фотоприемником и между иммерсионной линзой фотоприемника из PbS и фотодиодом из InSb.

Недостатком известного многоканального инфракрасного фотоприемного модуля, содержащего дискретные полупроводниковые фотоприемники с возрастающей по ходу входящих лучей граничной длиной волны фоточувствительности, является сложность конструкции из-за большого количества оптических элементов.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является многоканальный инфракрасный фотоприемный модуль, содержащий дискретные полупроводниковые фотоприемники с возрастающей по ходу входящих лучей граничной длиной волны фоточувствительности [6]. Известный фотоприемный модуль имеет верхний (т.е. первый по ходу входящих лучей) и нижний (т.е. второй по ходу входящих лучей) фотодиоды, расположенные на расстоянии 0.5 мм друг от друга. Фотодиоды выполнены с активной областью из полупроводников с непрямой структурой зон (Si и Ge), при этом верхний фотодиод из Si выполняет роль светофильтра таким образом, что излучение проходит через него и попадает в нижний фотодиод из Ge. Размеры фотодиодов - до 3 мм. При этом один объектив может фокусировать изображение контролируемого объекта одновременно на два фотодиода, что позволяет использовать такой модуль для определения радиационной температуры объекта «методом отношения» [6, 7, 8]. Достоинством модуля является его простота, а недостатком - невысокая эффективность в длинноволновой части спектра, связанная с неполным использованием подающего на модуль излучения, обусловленная неэффективным выводом длинноволнового излучения из первого ФД и его неэффективным вводом во второй ФД.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы модуля в длинноволновом участке спектра.

Задача решается тем, что в многоканальном инфракрасном фотоприемном модуле, содержащем дискретные полупроводниковые фотоприемники с возрастающей по ходу входящих лучей граничной длиной волны фоточувствительности, пространство, по крайней мере, между двумя фотоприемниками заполнено оптическим клеем на основе стекла, прозрачного для рабочего диапазона длин волн второго по ходу лучей фотоприемника.

Задача решается также тем, что в многоканальном инфракрасном фотоприемном модуле использован клей из халькогенидного стекла, прозрачного для рабочего диапазона длин волн второго по ходу лучей фотоприемника.

Задача решается также тем, что многоканальный инфракрасный фотоприемный модуль дополнительно содержит фокусирующую линзу, причем ее поверхность, противоположная выпуклой поверхности, приклеена оптическим клеем к первому по ходу лучей фотоприемнику.

Задача решается также тем, что многоканальный инфракрасный фотоприемный модуль дополнительно содержит оптическое волокно, торец которого приклеен оптическим клеем к первому по ходу лучей фотоприемнику.

Наличие оптического клея на основе стекла (т.е. материала с высокой адгезией к полупроводнику и с коэффициентом преломления более единицы) между фотоприемниками увеличивает долю излучения, вышедшего из первого по ходу лучей фотоприемника, отраженного от границы раздела, и, соответственно, увеличивает долю длинноволнового излучения, вошедшую во второй фотоприемник из-за близости коэффициентов преломления полупроводников (типичные значения в интервале 3-3.8 [9]) и оптического клея (типичные значения в интервале 1.6-2 [10]). В качестве оптического клея на основе стекла могут быть использованы Schott glass SF 59 (n~1.95 при ~600 нм), Schott glass LaSF 3 (n~1.81 при ~600 нм), Schott glass LaSF N 18 (n~1.91 при ~600 нм) и/или их смеси.

Наличие халькогенидного стекла между фотоприемниками увеличивает долю излучения, вышедшего из первого по ходу лучей фотоприемника, а также увеличивает долю длинноволнового излучения, вошедшую во второй фотоприемник из-за близости коэффициентов преломления полупроводников (типичные значения в интервале 3-3.8 [9]) и халькогенидного стекла (типичные значения в интервале 2-2.6).

Халькогенидные стекла могут быть изготовлены, например, из (Ge,Sb,Ga)(S,Se) [10], при этом эффективность работы модуля в длинноволновой части спектра увеличивается не менее чем на 20% по сравнению с модулем с другими типами стекол. Использование халькогенидного стекла расширяет функциональные возможности модуля, т.к. позволяет осуществлять эффективную регистрацию излучения в средневолновом ИК-диапазоне.

Фотоприемники могут быть выполнены в виде фотосопротивлений и/или фотодиодов на основе гетеропереходов вида InAs/InAsSb или InAs/InAsSbP или InAs/InGaAsSb или InAs/InAsGaSbP или InAs/InGaAsSb, InAs/InGaAsSbAl или GaSb/InAsSb или GaSb /InAsSbP или GaSb /InGaAsSb или GaSb/InAsGaSbP или GaSb/InGaAsSb, GaSb/InGaAsSbAl. Последние обеспечивают стабильность свойств, поскольку указанные материалы обладают сильными химическими связями [11], обуславливающими стабильность металлургических границ раздела, т.е. обеспечивающими неизменность химического состава и фазы.

Наличие иммерсионной линзы, состыкованной с первым по ходу лучей фотоприемником, увеличивает отношение площади сбора излучения к электрически активной площади фотоприемников модуля, и обнаружительная способность модуля при этом возрастает. Линза может быть выполнена из оптического кремния, CdSb, LiF, CaF, GaAs или из других материалов, прозрачных для ИК-излучения.

Наличие оптического волокна, пристыкованного к первому фотоприемнику увеличивает оптическую эффективность при вводе излучения через волокно из-за уменьшения Френелевских потерь. Заметим, что многие волокна изготавливается из халькогенидных стекол, поэтому различие в коэффициентах преломления волокна и оптического клея может быть минимальное. Волокно может быть выполнено из кварца, сапфира, халькогенидного стекла и др. материалов.

Заявляемое устройство поясняется чертежом, где:

на фиг.1 схематически изображен первый вариант воплощения заявляемого модуля в продольном разрезе, в котором два фотоприемника (1, 2) соединены клеем (3) вместе так, что их активные области находятся на пути потока излучения, падающего извне, и обеспечивают возможность измерения одновременно в двух спектральных диапазонах,

на фиг.2 схематически изображен второй вариант воплощения заявляемого модуля в продольном разрезе, в котором каждый из фотоприемников представляет собой линейку или матрицу однотипных фотоприемников, при этом верхняя (1) и нижняя (2) линейка (матрица) не идентичны друг другу по своим спектральным характеристикам,

на фиг.3 схематически изображен третий вариант воплощения заявляемого модуля в продольном разрезе, в котором один их фотоприемников (1) не имеет сопряжения с клеем, а два других (2, 4) с помощью клея (5) соединены вместе; при этом обеспечивается возможность измерения в трех спектральных диапазонах,

на фиг.4 схематически изображен четвертый вариант воплощения заявляемого модуля в продольном разрезе, в котором с помощью клеев (3 и 5) соединены вместе 3 дискретных фотоприемника, обеспечивающих измерения в трех спектральных диапазонах,

на фиг.5 схематически показан пятый вариант воплощения заявляемого модуля в продольном разрезе, в котором первый по ходу падающих лучей фотоприемник состыкован с иммерсионной линзой, а все три фотоприемника выполнены в виде фотодиодов и оптически сопряжены друг с другом с помощью клея,

на фиг.6 схематически показан шестой вариант воплощения заявляемого модуля в продольном разрезе, в котором первый по ходу падающих лучей фотоприемник состыкован с оптическим волокном, а все три фотоприемника выполнены в виде фотодиодов и оптически сопряжены друг с другом с помощью клея,

на фиг.7 представлен первый вариант воплощения заявляемого модуля, в котором в качестве фотоприемников использованы фотодиоды.

Многоканальный инфракрасный фотоприемный модуль содержит дискретные полупроводниковые фотоприемники (1, 2, 4,…n) с возрастающей по ходу входящих лучей граничной длиной волны фоточувствительности λn…>λ421. Модуль может содержать как фотосопротивления (Фиг.1, 3, 4), так и фотодиоды, имеющие различающиеся по типу проводимости области «с» и «d», т.е. имеющие р-n переход на границе между областями «с» и «d» (Фиг. 5-7). Например, области «с» имеют электронный тип проводимости, а области «d» - дырочный тип проводимости. Омические контакты с индексами «а» и «b» могут быть, например, анодами, а контакты с индексами «b» - катодами. Модуль содержит также оптический клей(и) (3, 5) на основе стекла, прозрачного для рабочего диапазона длин волн второго по ходу лучей фотоприемника (2) или клеи (3, 5, 6). Модуль может дополнительно содержать иммерсионную линзу (7) и/или оптическое волокно (8). Каждый из фотоприемников может содержать много активных элементов, выполненных, например, в виде линейки или матрицы (Фиг.2), при этом каждый элемент может иметь независимые от других электрические выводы, например индивидуальные аноды (1b, 2b) и общие катоды (1а и 2а) для диодных линеек 1 и 2 (на Фиг.2 показаны выводы лишь для двух элементов смежных линеек).

Стрелками, направленными вниз, на Фиг. 1-7 обозначены потоки излучения в разных спектральных областях: λ1 - сплошные стрелки, λ2 - короткий пунктир, λ4 - длинный пунктир (λ421). Количество спектральных диапазонов может быть увеличено по сравнению с модулями, изображенными на Фиг.3-6, до четырех и более при добавлении в конструкцию модуля дополнительных фотоприемников так, что λnn-1>…>λ421.

По типу подложки (можно представить себе следующие сочетания структур: GaAs(для фотоприемника №1)/GaSb((для фотоприемника №2), GaSb(1)/InAs(2), InAs(1)/InSb(2), n+-InAs(1)/InAs(2), GaSb(1)/InAs(2)/InSb(4) и т.д., обеспечивающих выполнение условия λ421. В некоторых случаях подложка последнего по ходу лучей фотоприемника может быть непрозрачной (например, для лучей с λ=λ4), если активный слой фотоприемника обращен (и в некоторых случаях состыкован) к оптическому клею (5).

Заявляемый многоканальный инфракрасный фотоприемный модуль работает следующим образом. Внешний измеритель электрических сигналов, например АЦП или трансимпедансный усилитель фототока [12], подключают к фотоприемникам (1, 2) или (1, 2, 4) или (1, 2, 4,…n) и облучают модуль модулированным или немодулированным инфракрасным излучением. Поглощаясь в первом фотоприемнике, неравновесные кванты (сплошные стрелки) создают в нем фототок и/или изменяют его сопротивление, при этом малоэнергетичные фотоны (пунктирные стрелки) проходят сквозь первый фотоприемник (1) и оптический клей (3) и поглощаются в активной области второго фотоприемника (2), создавая в нем фототок и/или изменяя его сопротивление, в соответствии с величиной потока излучения в пределах полосы чувствительности второго фотоприемника. Обычно для фотодиодов фототок пропорционален падающему потоку излучения. При наличии большего числа фотоприемников (n>3) процессы аналогичны описанным выше. Измеряют сигналы от всех имеющихся в модуле фотоприемников и вручную или с помощью вычислительных устройств вычисляют характеристики потоков излучения в диапазонах длин волн λn>…>λ421, используя предварительные калибровки на тестовом объекте или паспортные данные фотоприемников и модуля в целом. Далее определяют искомую характеристику, например, температуру по методу спектрального отношения.

Пример 1. Первый по ходу лучей фотоприемник (1) изготавливался в ООО «ИоффеЛЕД» на основе одиночных гетероструктур (ДГС) InAsSbP/InAs, выращенных на сильнолегированных подложках n+-InAs(Sn) (111) (n>2⋅1018 см-3) (позиция 1сс на Фиг.7) как описано в [13]. Толщины нелегированной области из InAs (активная область - позиция 1 с на Фиг.7) составляли 1-2 мкм, толщины широкозонного слоя p-InAs1-x-ySbxPy (х~0.09, y~0.18, р=2÷5 1017 см-3) были в пределах 2-3 мкм (позиция 1 d).

Для получения конструкций с круглыми мезами диаметром 430 мкм использовалась стандартная фотолитография. Круглые анодные (Dk=100 мкм, позиция 1а) и "U“-образные катодные контакты (позиция 1b) наносились напылением последовательности металлических слоев Cr-Au1-wZnw-Ni-Au, в которых слой из Cr примыкал к поверхности n- или p-области, с последующим «упрочнением» при электрохимическом осаждении золота. Контакты специально не вжигались.

Образцы разрезались или раскалывались на чипы размерами 0.95×0.85 мм2 и имели вид, аналогичный виду чипов на Рис.1 в [14].

Второй по ходу лучей фотоприемник (2) изготавливался в ООО «ИоффеЛЕД» с использованием стандартных процессов получения одиночных структур InAsSbP/InAsSb методом ЖФЭ; образцы были аналогичны описанным ранее [15]. После проведения процессов фотолитографии, разделения, аналогичных описанным выше, фотодиод включал в себя р- область из InAsSbP (позиция 2d), n-область из InAsSb, (позиция 2с) подложку n-InAs (позиция 2сс). Активная область была ограничена мезой травления диаметром 430 мкм и высотой 36 мкм, при этом контакт на поверхности области p-InAsSb, сформированный напылением металлической композиции Cr-Au1-wZnw-Ni-Au (w=0.05) в вакууме, имел диаметр 390 мкм и располагался в центре мезы (позиция 2а); непрозрачный металлический контакт к n-InAsSbP (позиция 2b) (был сформирован напылением металлической композиции Cr-Au-Ni-Au в вакууме и располагался вблизи от края мезы так, чтобы не затенять падающее излучение. После проведения операции напыления оба контакта были «усилены» при электролитическом осаждении дополнительного слоя золота толщиной 1.5-3 мкм для обеспечения надежности при пайке контактов, а также для обеспечения возможности его долговременной работы. Спектр фоточувствительности имел максимум при ~4.2 мкм (300 K) (λcut-off.=4.5 мкм), а сам чип имел вид, представленный в работе [16] на рис.4.

Сборка модуля осуществлялась следующим образом: на специализированную кремниевую плату (9), содержащую контактные площадки для пайки, методом флип-чип (10, 11) монтировался второй фотоприемник (2) так, что слои электронного типа проводимости (2с, 2сс), катод (2b) были электрически соединены с контактными площадками (10). Ввиду хорошей адгезии металлов на поверхности наклонных участков чипа р-n переход вне мезы травления был закорочен, поэтому он был неактивным. Анод (2а) электрически соединялся с центральным электродом платы (11) в процессе пайки. Далее на свободную поверхность подложки (2сс) наносился слой халькогенидного стекла (3), прозрачного в области спектра 1-8 мкм и имеющего показатель преломления , и к нему приклеивалась свободная поверхность подложки InAs первого по ходу лучей фото приемника (1сс). Далее методом пайки подсоединялась проводники: 1b - к слоям с электронным типом проводимости, 1а - к слою с дырочным типом проводимости. Перед измерениями модуль монтировался в стандартный корпус ТО-39 (на Фиг.7 не показан). Фоточувствительность измерялась при использовании модели черного тела, нагретого до 573 К; при измерениях спектров фотоответа использовался Глобар.

На Фиг.8 представлены спектры фоточувствительности полученного модуля при разных температурах. Как видно из Фиг.8, модуль имел две полосы чувствительности - в области 3 (край поглощения InAs) и 4 (край поглощения InAsSb) мкм. Для сравнения изготавливался также модуль по известной конструкции, не имеющей оптического клея (3) между первым (1) и вторым (2) фотоприемниками. Заявляемый и известный модули тестировались в одинаковых условиях при облучении светодиодом LED42Sr, имеющим длину волны 4.2 микрометров, интегральную оптическую мощность 47 нанолошадиных сил (н.л.с.) при постоянном токе в 200 миллиампер [17]. Величина фототока второго фотоприемника (чувствительность) в заявляемом модуле была на 30% выше, чем в известном модуле.

Пример 2. Гетероструктуры GaSb/InGaAsSb для первого по ходу лучей фотоприемника были аналогичны описанным ранее [18], получали методом жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) при температуре 470°C на подложках n-GaSb ориентации (100), легированных Те (n=5⋅1017 см-3), толщиной 500 мкм. Структуры состояли из трех эпитаксиальных слоев: специально не легированного слоя n-InGaAsSb толщиной 2-3 мкм, p-InGaAsSb толщиной 0.5-1 мкм и сильно легированного Ge «контактного» слоя p+GaSb (p=0.5-1⋅1018 см-3) толщиной 3-5 мкм, при этом активный слой состоял из твердого раствора In0.09 Ga0.91As0.08Sb0.92 с расчетной шириной запрещенной зоны Еg=610 мэВ.

Второй по ходу лучей фотоприемник был аналогичен первому фотоприемнику на основе InAs, описанному в примере 1.

Методы фотолитографии и геометрические характеристики для первого и второго фотоприемников были одинаковы и совпадали с описанными в первом примере. В качестве клея, как и в [19], использовалось стекло состава As-S-Te-Sb (n=2.4).

Для сравнения изготавливались фотодиоды известной конструкции (без слоя стекла между фотоприемниками), которые в длинноволновой части спектра (3.4 мкм) имели чувствительность, на 30-40% меньшую, чем в заявляемом модуле.

Пример 3. Фотоприемные модули были аналогичны описанным в примере 1, однако в качестве оптического клея на основе стекла использовалось халькогенидное стекло Ge(Pb)-Sb(Bi)-S(Se), описанное в [20]. При этом фоточувствительность в длинноволновой области была на 5% выше, чем в модулях в примерах 1 и 2.

Пример 4. Фотоприемные модули были аналогичны описанным в примере 1, в качестве оптического клея на основе стекла использовалось халькогенидное стекло As17Se66J17, (n=2.7-2.8) описанное в [21]. При этом фоточувствительность в длинноволновой области была на 5% выше, чем в модулях в примерах 1 и 2.

ЛИТЕРАТУРА

1 G.Yu. Sotnikova, S.E. Aleksandrov and G.A. Gavrilov, «A3B5 photodiode sensors for low-temperature pyrometry», Proc. of SPIE Vol. 8073, 80731A / doi: 10.1117/12.886309.

2 G.Yu. Sotnikova, G.A. Gavrilov, S.E. Aleksandrov, A.A. Kapralov, S.A. Karandashev, B.A. Matveev, M.A. Remennyy, «Low Voltage CO2-Gas Sensor Based on III-V Mid-IR Immersion Lens Diode Optopairs: Where we Are and How Far we Can Go?», Sensors Journal, IEEE 10 (2010) 225 - 234 / DOI 10.1109/JSEN.2009.2033259.

3 A.A. Кузнецов, О.Б. Балашов, Е.В. Васильев, С.А. Логинов, А.И. Луговской, Е.Я. Черняк. Дистанционный инфракрасный детектор углеводородных газов. Приборы и системы. Управление контроль, диагностика. 2003. №6, стр.55-59.

4 А.В. Сукач, В.В. Тетеркин, Н.В. Зотова, С.А. Карандашев, Б.А. Матвеев, М.А. Ременный, Н.М. Стусь, Г.Н. Талалакин. Неохлаждаемые фотодиоды р+-InAsSbP/n-InAs для использования в оптоэлектронных сенсорах метана. Оптоэлектроника и полупроводниковая техника, 2002, вып.37, стр.215-219.

5 V.P. Ponomarenko, A.M. Filachev, «Infrared Techniques and Electro-optics in Russia: A History 1946-2006», SPIE vol. PM165, ISBN 0-9194- 6355-8 (см. на стр.96).

6 С.С. Сергеев. Двухканальный пирометр. Патент РФ №2008119722, Заявка: 2008119722/28, 19.05.2008 G01J 5/00.

7 С.С. Сергеев. Пирометр спектрального отношения. Заявка 2007101093/28, 09.01.2007.

8 Шкурко А.П., Алексеев А.Н., Капралов А.А., Черных Д.Ф., Александров С.Е., Сотникова Г.Ю., Гаврилов Г.А. Устройство для бесконтактного измерения температуры объекта. Полезная модель РФ №61416.

/

10 Camras Michael D., KramesMichael R., Snyder Wayne L., Steranka Frank M., Taber Robert C., Uebbing John J., Pocius Douglas W., Trottier Troy A., Lowery Christopher H., Mueller Gerd O., Mueller-Mach Regina B., «Light emitting diodes with improved light extraction efficiency)) United States Patent 7053419 Filing Date: 09/12/2000.

11 A. Rogalski, «Recent progress in infrared detector technologies», Infrared Physics & Technology 54 (2011) 136-154.

12 Гаврилов Г.А., Матвеев Б.А., Сотникова Г.Ю. Предельная чувствительность фотоприемного устройства на основе фотодиодов А3В5 среднего ИК-диапазона спектра. Письма ЖТФ, 37 (18), 50-57 (2011).

13 Н.Д. Ильинская, С.А. Карандашев, Н.М., Латникова, А.А., Лавров, Б.А., Матвеев, А.С. Петров, М.А. Ременный, Е.Н. Севостьянов, Н.М. Стусь. Охлаждаемые фотодиоды на основе одиночной гетероструктуры II-типа р-InAsSbP/n-InAs. Письма в ЖТФ, 2013, том 39, вып.18, стр.45-52.

14 Зотова Н.В., Ильинская Н.Д., Карандашев С.А., Матвеев Б.А., Ременный М.А., Стусь Н.М., Шустов В.В. Светодиоды на основе InAs с резонатором, сформированным анодным контактом и границей раздела полупроводник/воздух. ФТП, 2004, том 38, выпуск 10, 1270-1274.

15 А.Л. Закгейм, Н.В. Зотова, Н.Д. Ильинская, С.А. Карандашев, Б.А. Матвеев, М.А. Ременный, Н.М. Стусь, А.Е. Черняков. Неохлаждаемые широкополосные флип-чип фотодиоды на основе InAsSb (λcut off=4.5 мкм). ФТП, 43, №3, 412-417 (2009).

16 Н.В. Зотова, Н.Д. Ильинская, С.А. Карандашев, Б.А. Матвеев, М.А. Ременный, Н.М. Стусь. Источники спонтанного излучения на основе арсенида индия (обзор). ФТП, 42, №6, 641-657, (2008).

17 http://www.mirdog.spb.ru/Specifications/2013/LED42.pdf

18 Карандашев С.А., Матвеев Б.А., Ременный М.А., Шленский А.А., Лунин Л.С, Ратушный В.И., Корюк А.В., Тараканова Н.Г. Свойства «иммерсионных» фотодиодов (λ=1.8-2.3 мкм) на основе GalnAsSb/GaSb в интервале температур 20-140°C. ФТП, 2007, том 41, выпуск 11, 1389-1394.

19 Boris A. Matveev, Nonna V. Zotova,, Natalia D. Il'inskaya, Sergey A. Karandashov, Maxim A. Remennyi, Nikolai M. Stus', Georgii N. Talalakin, "Radiation Source", Application number: US 10/031,251, US patent #6876006 from 5 April 2005.

20 В.Н. Кабаций. Оптические газовые сенсоры на основе полупроводниковых источников излучения. Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2008, №4, стр.30-35.

1. Многоканальный инфракрасный фотоприемный модуль, содержащий дискретные полупроводниковые фотоприемники с возрастающей по ходу входящих лучей граничной длиной волны фоточувствительности, отличающийся тем, что пространство, по крайней мере, между двумя фотоприемниками заполнено оптическим клеем на основе стекла, прозрачного для рабочего диапазона длин волн второго по ходу лучей фотоприемника.

2. Многоканальный инфракрасный фотоприемный модуль по п.1, отличающийся тем, что в качестве оптического клея использовано халькогенидное стекло.

3. Многоканальный инфракрасный фотоприемный модуль по п.1или 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фокусирующую линзу, причем ее поверхность, противоположная выпуклой поверхности, приклеена оптическим клеем к первому по ходу лучей фотоприемнику.

4. Многоканальный инфракрасный фотоприемный модуль по п.1 или 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оптическое волокно, торец которого приклеен оптическим клеем к первому по ходу лучей фотоприемнику.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии материалов электронной техники, а именно к способам получения эпитаксиальных слоев узкозонных полупроводниковых твердых растворов CdxHg1-xTe для изготовления на их основе фотовольтаических приемников инфракрасного излучения.

Использование: для обнаружения и/или измерения электромагнитных излучений. Сущность изобретения заключается в том, что полупроводниковая структура, способная принимать электромагнитное излучение (λ) и преобразовывать его в электрический сигнал, содержит первую и вторую области одного и того же типа проводимости, которые состоят из одних и тех же элементов, барьерную область между первой и второй областями для действия в качестве барьера для основных носителей первой и второй зон на толщине барьера, причем барьерная область имеет наименьшую ширину запрещенной зоны, определяющую барьерное соотношение для барьера, первую граничную область, расположенную так, чтобы граничить с первой областью и барьерной областью с первой граничной толщиной, причем первая граничная область имеет состав из составляющих элементов, который изменяется от соотношения, соответствующего соотношению первого материала, до барьерного соотношения, и первая граничная толщина равна, по меньшей мере, половине толщины барьера.

Изобретение относится к радиографии, в частности к системам цифрового изображения в рентгеновских и гамма-лучах с помощью многоканальных полупроводниковых детекторов на основе полуизолирующего арсенида галлия.

Изобретение относится к инфракрасной технике и может быть использовано при изготовлении микроболометрических матриц, детектирующих излучение в двух инфракрасных (ИК) диапазонах с длинами волн 3-5 мкм и 8-14 мкм, соответствующих окнам прозрачности атмосферы.

Изобретение относится к оптоэлектронике и вакуумной микроэлектронике и может быть использовано при создании сверхширокополосных фотодетекторов в ультрафиолетовой, видимой и ИК области спектра для оптической спектроскопии и диагностики, систем оптической связи и визуализации.

Использование: для регистрации рентгеновского и ультрафиолетового излучения. Сущность изобретения заключается в том, что автономный приемник для регистрации рентгеновского и ультрафиолетового излучения включает металлический корпус, прозрачную диэлектрическую подложку, фоточувствительный слой из АФН-пленки и металлические контакты, при этом между прозрачной диэлектрической подложкой и металлическим корпусом помещено отражающее покрытие, приемник снабжен полусферической зеркальной крышкой, имеющей окно, прозрачное для рентгеновского и ультрафиолетового излучения.

Изобретение относится к области низкоразмерной нанотехнологии и высокодисперсным материалам и может быть использовано при изготовлении детекторов электромагнитного излучения, преимущественно оптического, с наноструктрированным поглощающим (фоточувствительным) слоем.

Изобретение относится к области создания детекторов инфракрасного излучения и касается болометрического ИК-детектора. Детектор состоит из мембраны площадью S с термочувствительным элементом (ТЧЭ) и поглотителем электромагнитной энергии (ПЭЭ), прикрепленной к подложке с помощью токопроводящих шинок.

Изобретение относится к области создания детекторов инфракрасного излучения и касается болометрического ИК-детектора. Детектор состоит из мембраны площадью S с термочувствительным элементом (ТЧЭ) и поглотителем электромагнитной энергии (ПЭЭ), прикрепленной к подложке с помощью токопроводящих шинок.

Изобретение относится к оптоэлектронной технике, точнее к компактным фотоприемникам излучения в инфракрасном (ИК) диапазоне длин волн, применяемым в различных областях науки и техники, в промышленности, а именно в спектроскопии, в медицине, оптических системах связи и передачи информации, в оптических сверхскоростных вычислительных и коммутационных системах.
Изобретение относится к области преобразования вакуумного ультрафиолетового излучения (ВУФ) в электричество и регистрации ВУФ излучения. Предложен высокотемпературный фотопреобразователь ультрафиолетового диапазона, содержащий чувствительный элемент на основе синтетического алмаза, при этом конструкция преобразователя содержит гомоэпитаксиальную структуру, представляющую собой подложку из НРНТ алмаза р-типа, сильно легированного бором, с нанесенной алмазной CVD-пленкой типа IIa толщиной ~10 мкм, и дополнительно введенный нагревающий элемент для обеспечения рабочей температуры УФ преобразователя до температуры 300°C. Изобретение обеспечивает расширение УФ-диапазона фотовольтаического преобразователя в сторону коротких волн до 170 нм. 1 ил.

Изобретение относится к оптоэлектронной технике, а именно к полупроводниковым приборам, предназначенным для детектирования и испускания инфракрасного излучения. Многоканальный инфракрасный фотоприемный модуль содержит дискретные полупроводниковые фотоприемники с возрастающей по ходу входящих лучей граничной длиной волны фоточувствительности причем пространство между двумя фотоприемниками заполнено оптическим клеем на основе стекла, прозрачного для рабочего диапазона длин волн второго по ходу лучей фотоприемника. Модуль обеспечивает фоточувствительность к излучению в средней инфракрасной области спектра.3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Наверх