DE1143594B - Photoresistor or photo element with a semiconductor body made of germanium - Google Patents
Photoresistor or photo element with a semiconductor body made of germaniumInfo
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Classifications
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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Description
Photowiderstand oder Photoelement mit einem Halbleiterkörper aus Germanium Die Verwendung von Halbleiterbauelementen in der Optik, insbesondere in der Ultraoptik, ist bekannt. Da Halbleiter naturgemäß einen großen Brechungsindex haben, stellt der reflektierte Teil der auftreffenden Strahlung einen unerwünschten Energieverlust dar. Bei Germanium (n = 4) beträgt dieser an der Grenzfläche Luft-Germanium z. B. 36 °/o.Photoresistor or photo element with a semiconductor body made of germanium The use of semiconductor components in optics, especially in ultra-optics, is known. Since semiconductors naturally have a large refractive index, represents the reflected part of the incident radiation causes an undesirable loss of energy In the case of germanium (n = 4) this is z. B. 36 ° / o.
Ein bekanntes Mittel zur Verringerung der Reflexionsverluste besteht z. B. in der Anwendung dünner aufgedampfter Schichten, die das Reflexionsvermögen mit Hilfe der entstehenden Interferenzen, wenigstens spektral selektiv, herabsetzen. Es werden dazu vorwiegend Substanzen verwendet, deren Brechungsindex die Vergütungsbedingung möglichst gut erfüllt und die nur vernachlässigbar absorbieren. Bei Halbleiterbolometern wird auf diese Art z. B. durch Reflexionsverminderung eine erhebliche Steigerung der zugeführten Energie und damit eine Steigerung des Wirkungsgrades als Strahlenempfänger erzielt.One known means of reducing reflection losses is z. B. in the application of thin vapor-deposited layers that increase the reflectivity with the help of the resulting interference, at least spectrally selective, reduce. For this purpose, mainly substances are used, the refractive index of which meets the remuneration condition fulfilled as well as possible and which only absorb negligibly. With semiconductor bolometers is in this way z. B. by reducing reflection a considerable increase the supplied energy and thus an increase in the efficiency as a radiation receiver achieved.
Auf Grund dieser Erkenntnis wurden auch bereits Photozellen mit einer reflexionsmindernden Schicht versehen. Es sind z. B. Photozellen mit einer halbleitenden Schicht aus Bleisulfid, Bleitellurid oder Bleiselenid bekannt, die mit einem reflexionsmindernden Überzug aus Magnesiumfluorid, Siliziummonoxyd, Lithiumfluorid, Antimontrisulfid, Polystyrol oder ähnlichen Materialien versehen sind.Based on this knowledge, photocells with a anti-reflective layer. There are z. B. photocells with a semiconducting Layer of lead sulfide, lead telluride or lead selenide known with a reflection reducing agent Coating made of magnesium fluoride, silicon monoxide, lithium fluoride, antimony trisulfide, Polystyrene or similar materials are provided.
Bei der Auswahl solcher Oberflächenschichten wurde bisher vorwiegend die reflexionsmindernde Wirkung der Materialien berücksichtigt.The selection of such surface layers has so far been predominant the reflection-reducing effect of the materials is taken into account.
Für Halbleiter-Photowiderstände und Halbleiter-Photoelemente ist jedoch noch eine weitere Erscheinung bei der Auswahl der aufgedampften Schichten zur Reflexionsverminderung zu berücksichtigen. Bekanntlich wird die unerwünschte Oberflächenrekombination bei Halbleiteranordnungen nicht nur sehr stark durch mechanische Beeinflussung der Oberfläche, sondern auch durch aufgebrachte oder absorbierte chemische Substanzen beeinflußt. Es besteht somit die Gefahr, daß der durch Verminderung der Reflexionsverluste erzielte Vorteil durch Erhöhung der Oberflächenrekombination weitestgehend kompensiert wird.For semiconductor photoresistors and semiconductor photo elements, however, is yet another phenomenon in the selection of the vapor-deposited layers to reduce reflection to consider. It is well known that the undesired surface recombination occurs in Semiconductor arrangements not only very strongly due to mechanical influences on the surface, but also influenced by applied or absorbed chemical substances. There is thus the risk that the one achieved by reducing the reflection losses Advantage is largely compensated for by increasing the surface recombination.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die Reflexionsverluste bei Photowiderständen oder Photoelementen mit einem Halbleiterkörper aus Germanium durch Aufbringen einer die Reflexionsverluste der auffallenden elektromagnetischen Strahlen herabsetzenden dünnen Schicht zu vermindern, ohne dabei die Oberflächenrekombination zu erhöhen. Erfindungsgemäß besteht die dünne Schicht aus Halbleitermaterial, insbesondere Selen, das wegen der homöopolaren Bindung seines Kristallgitters die Oberflächenrekombination unbeeinflußt läßt.The invention has set itself the goal of reducing the reflection losses Photoresistors or photo elements with a semiconductor body made of germanium Applying one of the reflection losses of the incident electromagnetic rays degrading thin layer without affecting the surface recombination to increase. According to the invention, the thin layer consists of semiconductor material, in particular Selenium, which because of the homeopolar bond of its crystal lattice, the surface recombination leaves unaffected.
Untersuchungen haben ergeben, daß z. B. beim Aufdampfen von Bleichlorid (Pb C12) auf eine Germaniumoberfläche durch Zunahme der Oberflächenrekombination um den Faktor 3 keine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit des Photowiderstandes bzw. Photoelementes zu erzielen ist.Studies have shown that z. B. in the vapor deposition of lead chloride (Pb C12) on a germanium surface by increasing surface recombination no significant increase in the sensitivity of the photoresistor by a factor of 3 or photo element is to be achieved.
Dagegen zeigt der Vergleich der beiden in der Zeichnung dargestellten Kurven eine wesentliche Erhöhung der Empfindlichkeit eines mit einer dünnen Selenschicht bedampften Germanium-Photowiderstandes im gesamten gemessenen spektralen Bereich. Bleichloridmoleküle haben polaren Charakter, während Selen im wesentlichen homöopolare Bindungskräfte aufweist.In contrast, the comparison of the two shown in the drawing shows Curves significantly increase the sensitivity of one with a thin layer of selenium vaporized germanium photoresistor in the entire measured spectral range. Lead chloride molecules are polar in character, while selenium is essentially homeopolar Has binding forces.
In der Zeichnung ist die Empfindlichkeit in Prozenten in Abhängigkeit von der Wellenlänge aufgetragen. Die gestrichelte Kurve stellt den spektralen Empfindlichkeitsverlauf eines Germanium-Photowiderstandes vor der Vergütung mit einer Selenschicht dar. Das Maximum ist gleich 100 °/o gesetzt. Die ausgezogene Linie stellt die Empfindlichkeit des Germanium-Photowiderstandes nach Aufbringen einer dünnen Selenschicht dar.In the drawing, the sensitivity is shown as a percentage plotted from the wavelength. The dashed curve represents the spectral sensitivity curve of a germanium photoresistor before being coated with a selenium layer. The maximum is set equal to 100%. The solid line represents the sensitivity of the germanium photoresistor after applying a thin layer of selenium.
Der gemessene Germanium-Photowiderstand wurde aus versetzungsarmem Germanium von 50 Ücm mit einer Diffusionslänge von etwa 2 mm hergestellt. Die Oberfläche des Germaniumkörpers wurde mit einem bekannten Ätzmittel aus 45 Gewichtsprozent HN03, 10 Gewichtsprozent HF und 45 Gewichtsprozent 11,0 60 mg AgN03 auf 100 cm3 geätzt, um die Oberflächenrekombination herabzusetzen. Anschließend wurde der Halbleiterkörper mit einer KCN-Lösung und konzentriertem Alkohol gewaschen. Die Kontakte wurden galvanisch rhodiniert. Eine Photo-EMK war nicht vorhanden. Auf eine Oberfläche des Halbleiterkörpers wurde spektral reines Selen im Vakuum bei kleiner Aufdampfgeschwindigkeit im Abstand von 15 cm aufgedampft.The measured germanium photoresist was made from low dislocation Germanium of 50 cm with a diffusion length of about 2 mm. The surface the germanium body was made with a known etchant of 45 weight percent HN03, 10 percent by weight HF and 45 percent by weight 11.0 60 mg AgN03 per 100 cm3 etched to reduce surface recombination. Then the semiconductor body washed with a KCN solution and concentrated alcohol. The contacts became galvanically rhodium-plated. There was no photo EMF. On a surface of the Semiconductor body was spectrally pure selenium in a vacuum at a low vapor deposition rate vaporized at a distance of 15 cm.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DEJ20087A DE1143594B (en) | 1961-06-15 | 1961-06-15 | Photoresistor or photo element with a semiconductor body made of germanium |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE1143594B true DE1143594B (en) | 1963-02-14 |
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ID=7200165
Family Applications (1)
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| DEJ20087A Pending DE1143594B (en) | 1961-06-15 | 1961-06-15 | Photoresistor or photo element with a semiconductor body made of germanium |
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| DE (1) | DE1143594B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1199808B (en) * | 1964-05-29 | 1965-09-02 | Fernseh Gmbh | Color television imager |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2768265A (en) * | 1954-04-19 | 1956-10-23 | Jr James R Jenness | Infrared detector cell |
-
1961
- 1961-06-15 DE DEJ20087A patent/DE1143594B/en active Pending
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE1199808B (en) * | 1964-05-29 | 1965-09-02 | Fernseh Gmbh | Color television imager |
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