Прецизионный датчик фотонов на полупроводниковом тиристоре с одним фоточувствительным n-p-переходом и двумя светоизлучающими p-n-переходами

Авторы патента:

Михайлов Анатолий Константинович (RU)

Иванченко Александр Александрович (RU)

H01L33/64 - Полупроводниковые приборы по меньшей мере с одним потенциальным барьером или с поверхностным барьером, предназначенные для светового излучения, например инфракрасного; специальные способы или устройства для изготовления или обработки таких приборов или их частей; конструктивные элементы таких приборов (соединение световодов с оптоэлектронными элементами G02B 6/42; полупроводниковые лазеры H01S 5/00; электролюминесцентные источники H05B 33/00)

H01L31/167 - полупроводниковые приборы - источники света и приборы, чувствительные к излучению - отличающиеся наличием по меньшей мере одного потенциального или поверхностного барьера

H01L31/147 - полупроводниковые приборы - источники света и приборы, чувствительные к излучению - отличающиеся наличием по меньшей мере одного потенциального или поверхностного барьера

Владельцы патента RU 2673987:

ООО "ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ "АПЕРТУРА" (RU)

Изобретение относится к активным электронным компонентам. Прецизионный датчик фотонов на полупроводниковом тиристоре с одним фоточувствительным n-p-переходом и двумя светоизлучающими p-n-переходами выполнен в виде полупроводникового прибора. Внутри тиристора сформирована оптическая положительная обратная связь между p-n-переходами для лавинообразного нарастания тока при попадании фотона в фоточувствительный n-p-переход. Использование прецизионного датчика позволит повысить чувствительность фотоприемных устройств с одновременным уменьшением весогабаритных параметров. 1 ил.

Изобретение относится к активным электронным компонентам.

Известен светотиристор [1], в котором используется один p-n-переход для термоэлектрического охлаждения, а два p-n-перехода предназначены для отвода тепловой энергии в окружающую среду в виде электромагнитного излучения. Также известен фототиристор [2], в котором фотоны используются в оптоэлектронной паре для управления открыванием тиристора. Сами же p-n-переходы тиристора не являются излучающими.

Цель изобретения — повышение чувствительности регистрации фотонов.

Это достигается тем, что внутри тиристора сформирована оптическая положительная обратная связь между p-n-переходами для лавинообразного нарастания тока при попадании фотона в фоточувствительный n-p-переход.

На фиг. 1 изображен прецизионный датчик фотонов на полупроводниковом тиристоре с одним фоточувствительным n-p-переходом и двумя светоизлучающими p-n-переходами.

Конструктивно прецизионный датчик фотонов на полупроводниковом тиристоре с одним фоточувствительным n-p-переходом и двумя светоизлучающими p-n-переходами представляет собой зеркальные металлические электроды 1 (анод) и 2 (катод) между которыми находятся три полупроводниковых перехода, причем переход от p-полупроводника 3 к n-полупроводнику 4 и переход от p-полупроводника 5 к n-полупроводнику 6 являются светоизлучающими p-n-переходами, а переход от n-полупроводника 4 к p-полупроводнику 5 является фоточувствительным n-p-переходом.

При попадании фотона на фоточувствительный n-p-переход возникнет ток, который вызовет излучение фотонов на двух других светоизлучающих p-n-переходах. Часть фотонов, напрямую достигнут фоточувствительного n-p-перехода. Те же фотоны, которые будут направлены в противоположную сторону, достигнут зеркальных металлических электродов 1 и 2, и переотразятся обратно в сторону фоточувствительного n-p-перехода, где будут преобразованы также в электрический ток. Некоторые фотоны будут поглощены после многократных переотражений. Таким образом, практически все фотоны от светоизлучающих p-n-переходов достигнут и преобразуются в электрический ток на фоточувствительном n-p-переходе. В результате такой положительной оптической обратной связи ток лавинообразно возрастет и тиристор полностью откроется. Таким образом, можно будет регистрировать даже отдельные фотоны.

При импульсном питании прецизионного датчика фотонов на полупроводниковом тиристоре с одним фоточувствительным n-p-переходом и двумя светоизлучающими p-n-переходами можно организовать сброс в исходное состояние для регистрации следующего фотона.

Прецизионный датчик фотонов на полупроводниковом тиристоре с одним фоточувствительным p-n-переходом и двумя светоизлучающими p-n-переходами изготавливается из фосфида индия (InP), фосфида галлия (GaP), нитрида галлия (GaN), карбида кремния (SiC) или других подобных материалов.

Использование прецизионного датчика позволит повысить чувствительность фотоприемных устройств с одновременным уменьшением весогабаритных параметров.

Литература

1. Патент РФ №2562744. Светотиристор / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Челушкин Д.А., Челушкина Т.А.

2. Патент РФ №1398706. Фототиристор / Евсеев Ю.А., Насекан О.С., Белая С.Н., Ахтман Л.К.

Прецизионный датчик фотонов на полупроводниковом тиристоре с одним фоточувствительным n-p-переходом и двумя светоизлучающими p-n-переходами, выполненный в виде полупроводникового прибора, отличающийся тем, что внутри тиристора сформирована оптическая положительная обратная связь между p-n-переходами для лавинообразного нарастания тока при попадании фотона в фоточувствительный n-p-переход.

Изобретение относится к технологиям для отображения на устройствах со светодиодной подсветкой (LED). Технический результат заключается в обеспечении коррекции яркости каждого элемента LED путем уменьшения объема вычислений.

Светоизлучающие полупроводниковые устройства с геттерным слоем // 2672776

Изобретение относится к светоизлучающему полупроводниковому устройству (100), содержащему подложку (120), светоизлучающую слоистую структуру (155) и геттерный слой (190) из AlGaAs для снижения содержания примесей в светоизлучающей слоистой структуре (155), причем светоизлучающая слоистая структура (155) содержит активный слой (140) и слои с различным содержанием алюминия, причем условия роста слоев светоизлучающей слоистой структуры (155), содержащей алюминий, различаются по сравнению с условиями роста геттерного слоя (190) AlGaAs.

Цианированные нафталинбензимидазольные соединения // 2670218

Изобретение относится к новым цианированным нафталинбензимидазольным соединениям формулы I или их смесям, где R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 и R10 - водород, циано или фенил, который является незамещенным или замещенным RAr, где RAr выбран из циано, галогена, C1-С30-алкила, С2-С30-алкенила, С2-С30-алкинила, С3-С8-циклоалкила, фенила, при условии что соединения формулы I содержат по меньшей мере одну циано группу.

Светоизлучающий диод // 2666578

Изобретение относится к структурам светоизлучающих диодов. Светоизлучающий диод состоит из n слоев, где n больше одного, и включает как минимум один светоизлучающий слой и один люминофорный слой, выполненный в виде тонкой керамической люминофорной пластины, при этом керамическая люминофорная пластина выполнена с низким содержанием неосновных нелюминисцирующих фаз менее 3% по массе, при этом профиль нижней поверхности керамической люминофорной пластины, обращенной к светоизлучающему слою, сформирован в виде вогнутых микролинз с характерным диаметром от 0,1 до 0,8 мкм.

Излучающий ультрафиолетовый свет нитридный полупроводниковый элемент и излучающее ультрафиолетовый свет нитридное полупроводниковое устройство // 2664755

Предлагается нитридный полупроводниковый излучающий ультрафиолетовый свет элемент, способный эффективно отводить отходящее тепло, образуемое в процессе излучения ультрафиолетового света.

Нитридный полупроводниковый элемент и способ его производства // 2663684

Нитридный полупроводниковый элемент содержит сапфировую подложку, содержащую: основную поверхность, проходящую в с-плоскости сапфировой подложки, и множество выступов, расположенных на основной поверхности, причем множество выступов содержат по меньшей мере один выступ, имеющую удлиненную форму на виде в плане; и слой нитридного полупроводника, расположенный на основной поверхности сапфировой подложки.

Светоизлучающая структура с адаптированным выходным спектром // 2662240

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является повышение эффективности передачи и насыщенности красного или зеленого цвета.

Источник излучения с управляемым спектром // 2661441

Изобретение относится к оптоэлектронике, светотехнике, приборам, излучающим в видимом, инфракрасном и терагерцовом диапазонах, может быть использовано для разработок и производства х источников с управляемым спектром излучения в медицине, технике, на транспорте, в быту.

Светоизлучающее устройство, выращенное на кремниевой подложке // 2657335

Использование: для создания светоизлучающего устройства. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает в себя выращивание полупроводниковой структуры на подложке, которая включает в себя алюминийсодержащий слой в непосредственном контакте с подложкой и III-нитридный светоизлучающий слой, расположенный между областью n-типа и областью p-типа.

Материал на основе ingaas на подложках inp для фотопроводящих антенн // 2657306

Использование: для создания материала фотопроводящих антенн. Сущность изобретения заключается в том, что материал содержит пленку LT-InGaAs, эпитаксиально выращенную при пониженной температуре на подложке InP, отличающийся тем, что используется подложка InP с кристаллографической ориентацией (n11)A, где n=1, 2, 3…; пленка LT-InGaAs легируется примесями с амфотерными свойствами (например, кремнием); выбирается соотношение потоков мышьяка и элементов III группы (галлия и индия) такое, чтобы выращенная пленка LT-InGaAs имела дырочный тип проводимости.

Оптоэлектронное устройство // 2642132

Изобретение относится к области опто- и наноэлектроники и может быть использовано в оптоэлектронных интегральных схемах, а также для создания микро- и нанооптоэлектронных и нанооптических систем, в квантовых и оптических компьютерах и в других областях.