Спектрометрический элемент

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 506242

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.03.74 (21) 2006517/26-25 с присоединением заявки— (23) Пр иоритет— (43) Опубликовано 25.06.77. Бюллетень № 23 (45) Дата опубликования описания 16.09.77 (51) М.Кл Н 01 L 31/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621 382 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы ивобретения

В. H. Бессолов, Т. Н. Данилова, A. Г. Дмитриев, А. Н. Именков, Б. В. Царенков и Ю. П. Яковлев (71) Заявитель Ордена Ленина физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе и Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина (54) СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

15

Изобретение относится к преобразователям световой энергии в электрическую и предназначено для регистрации спектров оптического излучения.

Известен преобразователь световой энергии в электрическую, выполненный на основе варизонного кристалла с р — n-переходом, при этом ширина запрещенной зоны кристалла изменяется в плоскости р — n-перехода, в результате чего различные точки р — n-перехода имеют различную спектральную чувствительность для оптического излучения. Преобразователь такой конструкции может служить спектрометрическим элементом, т. е. он может регистрировать спектральное распределение излу чения в оптическом диапазоне.

Недостатком конструкции является невысокая фоточувствительность, так как р — n-переход расположен в глубине кристалла и часть излучения поглощается в его толще, не внося вклада в фототок преобразователя.

Кроме того, быстродействие прибора недостаточно высокое и ограничивается временем жизни неосновных носителей тока.

Цель изобретения — повышение фоточувствительности спектрометричеокого элемента.

Согласно изобретению, поставленная цель достигается тем, что на варизонной полупроводниковой пластине создана поверхностно-барьерная структура, плоскость потенциального барьера которой расположена так, что ширина запрещенной зоны кристалла изменяется как вдоль поверхности потенциального барьера, так и по толщине пластины. При этом по толщине пластины ширина запрещенной зоны увеличивается по мере удаления от поверхности потенциального барьера, достигая максимальной величины на противоположной поверхности пластины, которая одновременно является оптическим окном.

Таким образом, в предложенной конструкции излучение регистрируется как при падении излучения со стороны поверхностного потенциального барьера, так и с противоположной стороны пластины (со стороны оптического окна).

Принцип работы спектрометрического элемента основан на поглощении света, генерации электронно-дырочных пар и разделении их электрическим полем потенциального барьера. В виду различия ширины запрещенной зоны кристалла в разных частях потенциального барьера его спектральная чувствительность оказывается различной. Спектральная чувствительность прибора также будет различной при освещении его с разных сторон.

Следует отметить, что увеличение ширины запрещенной зоны по толщине кристалла незо обходимо для уменьшения поглощения света

506242

Формула изобретения

15

Составитель Г. Корнилова

Текпед В. Рыбакова

Редактор Т. Орловская

Корректор В. Гутман

Заказ 539/1410 Изд. Уа 78 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. Фил. пред. «Патен:» в толще пластины при освещении со стороны оптического окна.

Предложенный спектрометрический элемент был изготовлен и исследован в лабораторных условиях.

В качестве варизонной полупроводниковой пластины можно использовать эпитаксиальный слой твердого раствора Ga,, А1,Лз толщиной — 100 мк и. Ширина запрещенной зоны изменяется от 2,0 до 1,5 эв как по толщине пластинки, так и по одной из ее поверхностей. При этом выпрямляющий контакт располагается на поверхности пластины, вдоль которой изменяется ширина запрещенной зоны (Eg). Омический контакт располагается на поверхности пластины, имеющей максимальное значение Eg.

При освещении спектрометрического элемента световым потоком, перемещающимся вдоль освещаемой поверхности, в приборе возникает фототок, зависящий от координа5 ты, так как спектральная чувствительность различных участков потенциального барьера различна.

Спектрометрический элемент на основе варизонного полупроводника, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения фоточувствительности, он выполнен в виде поверхностнобарьерной структуры, ширина запрещенной зоны которой изменяется вдоль поверхности потенциального барьера и возрастает по мере удаления от него вглубь кристалла.