Фотоприемник

Фотоприемник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Совет киа

Социалистических

Республик

К ЛВТОР(:КО ИУ СВИДЕТГЛЬСТВУ (бй} Лополнительн е к авт. свил-ву (5l} М. Кл.

Я 01 ) 31/00

Н 01 L 29/00 (22) ЗаяВЛЕНо 23077 ) (2т) 1947973/26-25 с присоединением заявки №

Геа1даратаанный наттктат

Сената Манкатраа СССР аа даааат каайаатаака к атарыткй (23) Приоритет (43) Опубликовано 2503,78.6юллететть ¹ 11

{53) УДК 621. 382 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 060378 (72} Автори изобретения

11.И.Бочкарева «31 .Ã.11äðèöêèé (7l) Заявитель

01:дена 3(енина а«вико — тех««ческии институт им. А.Ф.иоффе (54) ФОТОПРИЕМНИК

Изобретение относится к области полупроводниковой фотографии и предназначено для систем, регистрирующих распределение интенсивности света по площади фотоприемника, например, в полупроводниковых фотокондуктографических системах, Известны фотоприемники — электрохимические фотодиоды, на основе обобщенного р -тт-перехода полупроводник — жид- 10 кий электролит с омическим контактом к полупроводниковой пластине и контрэлектродом к электролиту, которые превышают по чувствительности поверхностно-барьерные структуры и фотоприемни- 15 ки на основе р -тт-перехода.

Основным недостатком таких фотолриемников являются низкая стабильность, связанная с протеканием электрохими- 20 ческих и коррозионных процессов на границе раздела, низкий срок службы. Растекание тока в толще электролита вследствие его большой электропроводности и сложность соединения такого фотодио- 26 да с регистрирующей ячейкой затрудняет использование таких фотоприемников в системах, регистрирующих распределение интенсивности света по площади фотоприемника. 30

Цель изобретения — повышение стабильности характеристик фотоприемника. . Для устранения указанных недостатков предложено выполнять слой электролита электрохимического фотодиода из вещества, обладающего как ионной, так и электронной проводимостью (так называемого, твердого электролита), при этом слой снабжен герметизирующим покрытием, имеющим анизотропную электрическую проводимость. Такой слой твердого вещества дает возможность сочетать достоинство твердотельной системы с высокой фоточувствительностью, обусловленной сильным изгибом зон в области контакта полупроводник — ионный проводник (твердый электролит).

Фотоприемник состоит из полупроводниковой. пластины, на одну из повеохностей которой нанесен сплошной полупрозрачный или кольцевой омический контакт, на противоположную поверхность пластины, предварительно механически и химически; полированную, вакуумным распылением нанесена пленка вещества с ионной и электронной проводимостью, поверх которой нанесено герметизирующее электропроводящее покрытие. Фотоприемник освещается светом в направлении, перпендикулярном плоскости фото497899

Формула изобретения

Тираж 960

ЦНИИПИ Заказ 1446/2

Подписное

Филиал ППП Патент, r.ужгород„ ул.Проектная, 4 приемника. Фотоприемник может работать либо в вентильном режиме, ли. бо в фотодиодном, причем для работы в фотодиодном режиме нет необходимости во внешнем источнике питания, поскольку питание может осуществляться за счет гальванической разности потенциалов, образуемой полупроводниковым электродом и электропроводящим покрытием в контакте с твердым электролитом. 1О

В темноте в отсутствии внешнего напряжения и при гальванической разности потенциалов, равной нулю, что возможно при опр деленном разборе материалов электропроводящего. покрытия и вещества твердого электролита, ток в фотоприемнике равен нулю. При величине напряжения на фотоприемнике, отличной от нуля, в фотоприемнике (при замыкании внешней цепи) протекает темновой ток. При освещении фотоприемника вследствие инжекции светом неосновных носителей сопротивление поверхностного барьера уменьшается, чтo приводит к появлению (pîтотока. Если «а поверхности фотоприемника задано распределение интенсивнос" è 25 света, то оно приводится к распределению фототока по площади фотоприемника, что мсжет быть зафиксировано какой-либо регистрирующей системой.

Необходимые условия для использова- 30 ния вещества в качестве пленки твердого эл ктролита в предлагаемых фотодиодах следующие: достаточно высокая ионная проводимость, неагрессивность к материалу герметизирующего покрытия и З5 материалу полупроводника, самопроизвольное восстановление исходного вещества во время прохождения тока из продуктов электрохимической реакции, образующихся на.электродах, одним из которых служит поверхность полупроводника, а другим — электропроводящее покрытие, которое в свою очередь препятствует удалению продуктов .электрохимической реакции.

Фотоприемник может быть изготовлен на основе контакта германий - галогениды серебра с добавками двухвалентиых металлов.

Галогениды серебра напыляются в вакууме на поверхность пластин монокристаллического германия и -типа (/=2 Ом см), предварительно отшлифованные и химически полированные в СР-4. Толщина слоя галогенида серебра составляет менее 1 мкм, так что растекание фототока в слое отсутствует. После напыления на поверхность слоя галогенида серебра наносят лакосажевое электропроводящее защитное покрытие. К свободной поверхности пляс.тины германия изготавливают омический контакт с помошью оловянного припоя.

Во время прохождения электрического тока через гетеропереход на отрицательном по отношению к слою галогенида серебра электроде системы германиИ вЂ” галогенид серебра — лакосажевое покрытию выделяется серебро, на положительном электроде выделяется бром, который диффундирует по межкристаллическим граням слоя галогенида серебра, причем защитное покрытие препятствует диффузии брома за пределы галогенида серебра. Диффундирующий к отрицательному электроду бром окисляет восстановленное сереОро, в результате чего вновь образуется бромистое серебро. Процесс окисления электрического серебра бромом заканчивается после размыкания внешней цепи Полученные фотодиоды обладают выпрямляющим действием, причем запорное направление соответствует отрицательной полярности германия. При этой же полярности наблюдается значительно больший Ьотоответ.

Сравнение полученных фотодиодов с фотодиодами на основе поверхностно-барьерных переходов с металлическими контактами показало, что отношение светового тока к току насыщения в полученных фотодиодах более, чем на порядок, превышает соответствующую величину в фотодиодах с поверхностным барьером и металлическим контактом.

С помощью полученных .фотодиодов и регистрирующей ячейки, содержащей токочувствительную электрохимическую бумагу, было зарегистрировано распределение интенсивности света по площади фотодиода в спектральной области до

1,7 мкм.

Фотоприемник на основе полупроводника и прилегающего к нему слоя электролита с герметизирующим покрытием, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности его характеристик, в качестве электрог.ита использоваво вещество, .обладающее ионной и электронной проводимостью, например, В -,и герметизирующее покрытие имеет анизотропную электрическую проводимость.