DE1275215B - Strahlungsnachweisvorrichtung - Google Patents

Strahlungsnachweisvorrichtung

Info

Publication number
DE1275215B
DE1275215B DEN26190A DEN0026190A DE1275215B DE 1275215 B DE1275215 B DE 1275215B DE N26190 A DEN26190 A DE N26190A DE N0026190 A DEN0026190 A DE N0026190A DE 1275215 B DE1275215 B DE 1275215B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
radiation
semiconductor body
radiation source
photosensitive semiconductor
corresponds
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEN26190A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Hermann George Grimmeiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE1275215B publication Critical patent/DE1275215B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
HOl]
Deutsche Kl.: 21g-29/10
Nummer: 1275 215
Aktenzeichen: P 12 75 215.7-33 (N 26190)
Anmeldetag: 9. Februar 1965
Auslegetag: 14. August 1968
Strahlungsnachweisvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Strahlungsnachweisvorrichtung mit einem photoempfindlichen Halbleiterkörper, dem sowohl eine anregende Strahlung als auch eine nachzuweisende Strahlung zugeführt wird, wobei Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband gebracht werden.
Der photoempfindliche Halbleiterkörper kann mit zwei Elektroden versehen sein und als Photowiderstandselement dienen, d. h. als Widerstandselement, dessen elektrischer Widerstand durch Bestrahlung abnimmt.
Der photoempfindliche Halbleiterkörper kann auch als Photospannungszelle ausgebildet sein, wobei er einen pn-übergang enthält, während beiderseits des pn-Überganges eine Elektrode angebracht ist. Die nachzuweisende Strahlung fällt in der Umgebung des pn-Überganges auf den Halbleiterkörper, üblicherweise in einer Entfernung vom pn-übergang, die gleich einigen Diffusionslängen der freien Ladungsträger im Halbleiterkörper ist, und erzeugt eine elektrische Spannung an den Elektroden und/oder einen elektrischen Strom in einem äußeren Kreis zwischen diesen Elektroden.
Der pn-übergang kann auch in der Rückwärtsrichtung vorgespannt sein, wobei der durch auffallende Strahlung erzeugte Strom gemessen wird.
Zum Strahlungsnachweis sollen von der nachzuweisenden Strahlung freie Ladungsträger im photoempfindlichen Halbleiterkörper erzeugt werden. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, daß durch die auffallende Strahlung Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband gebracht werden. Hierbei ergeben sich sowohl freie Elektronen im Leitungsband als auch freie Löcher im Valenzband, wodurch der Halbleiterkörper als Photospannungszelle ausgebildet sein kann.
Es sei bemerkt, daß es zum Strahlungsnachweis mittels einer Photospannungszelle notwendig ist, daß die nachzuweisende Strahlung sowohl freie Elektronen als auch Löcher erzeugt, während es für eine Photowiderstandszelle genügt, wenn entweder freie Elektronen oder Löcher erzeugt werden.
Auf diese Weise läßt sich nur Strahlung mit Wellenlängen nachweisen, die Energien entsprechen, die mindestens gleich der Breite des verbotenen Bandes zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband sind. Dies bedeutet in manchen Fällen eine unerwünschte Beschränkung der Spektralempfindlichkeit des photoempfindlichen Halbleiterkörpers.
Bei einer Photospannungszelle, bei der der photoempfindliche Halbleiterkörper ein an ein p-leitendes Gebiet angrenzendes η-leitendes Gebiet enthält, er-Anmelder:
N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)
Vertreter:
Dipl.-Ing. E. E. Walther, Patentanwalt,
2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7
Als Erfinder benannt:
Dr. Hermann George Grimmeiss, 5100 Aachen
Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 12. Februar 1964 (64 01187)
streckt sich die Spektralempfindlichkeit des photoempfindlichen Halbleiterkörpers manchmal auch
ao über einen kleinen Wellenlängenbereich, der Energien entspricht, die kleiner als die Breite des verbotenen Bandes sind, und an den Wellenlängenbereich grenzt, der Energien entspricht, die größer als die Breite des verbotenen Bandes sind. Im η-leitenden Gebiet sind nämlich nahe beim Leitungsband liegende Donatorniveaus vorhanden, während praktisch je Donatorniveau infolge thermischer Energie ein Elektron im Leitungsband vorhanden ist. Manchmal ist es möglich, ein Elektron optisch, d. h.
durch auffallende Strahlung, aus dem Valenzband in ein Donatorniveau zu bringen, während, weil das Donatorniveau nahe beim Valenzband liegt, das Elektron leicht thermisch vom Donatorniveau in das Leitungsband gebracht werden kann. Im p-leitenden Gebiet sind nahe beim Valenzband liegende Akzeptorniveaus vorhanden, die infolge thermischer Energie praktisch alle mit einem Elektron besetzt sind. Manchmal kann man optisch ein Elektron von einem Akzeptorniveau in das Leitungsband bringen, während das Akzeptorniveau durch thermische Energie wieder mit einem Elektron aus dem Valenzband besetzt wird. Bei einigen bekannten Vorrichtungen bedeutet diese Möglichkeit, Elektronen in zwei Übergangsstufen über ein Donator- oder Akzeptorniveau aus dem Valenzband in das Leitungsband zu bringen, wobei eine der Übergangsstufen optisch und die andere thermisch ist, eine kleine Erweiterung der spektralen Empfindlichkeit zu größeren Wellenlängen hin, die Energien kleiner als der Breite des verbotenen Bandes entsprechen.
Es ist nachgewiesen worden, daß es möglich ist, die Spektralempfindlichkeit des photoempfindlichen
809 590/355
Halbleiterkörpers über einen größeren Bereich von Wellenlängen, die Energien entsprechen, die kleiner als die Breite des verbotenen Bandes sind, dadurch auszudehnen, daß in den Halbleiterkörper eine Dotierungssubstanz eingebaut wird, die ein tiefliegendes Energieniveau im verbotenen Band zur Folge hat, wobei ein thermischer Übergang eines Elektrons aus dem Valenzband zu diesem Energieniveau oder aus diesem Energieniveau in das Leitungsband schwer stattfinden kann. Hierbei können Elektronen optisch in zwei Übergangsstufen über das im verbotenen Band vorhandene tiefliegende Energieniveau aus dem Valenzband in das Leitungsband gebracht werden. Der photoempfindliche Halbleiterkörper ist dabei auch für Strahlung empfindlich, deren Wellenlängen Energien entsprechen, die kleiner als die Breite des verbotenen Bandes und mindestens gleich der zum Herbeiführen der größeren Übergangsstufe erforderlichen Energie sind. Diese Strahlung vermag nämlich auch die kleinere Übergangsstufe herbeizuführen. Auf diese Weise ist eine erhebliche Erweiterung des Spektralempfindlichkeit des photoempfindlichen Halbleiterkörpers erreicht.
So ist ein Verfahren zur Beeinflussung des photoelektrischen Widerstandes von Halbleiter-Leuchtstoffen bekannt (deutsche Patentschrift 863 535), bei dem Elektronenübergänge in wenigstens zwei Stufen auftreten, wobei die anregende Strahlung der größten Stufe entspricht.
eine nachzuweisende Strahlung durch eine Hilf sstrahlung wesentlich (z. B. auf das Dreifache) erhöht werden kann.
Unter »einer Übergangsstufe entsprechender Strahlung« ist folgendes zu verstehen: Strahlung, die der größeren der zwei Übergangsstufen entspricht, hat eine Quantenenergie, die kleiner als die Breite des verbotenen Bandes und mindestens gleich der zum Herbeiführen der größeren Übergangsstufe erforderlichen Energie ist. Strahlung, die der kleineren Übergangsstufe entspricht, hat eine Quantenenergie, die kleiner als die für die größere Übergangsstufe erforderliche Energie und mindestens gleich der zum Herbeiführen der kleineren Übergangsstufe erforderlichen Energie ist, und kann somit nur die kleinere Übergangsstufe herbeiführen.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Empfindlichkeit des photoempfindlichen Halbleiterkörpers für Strahlung mit Wellenlängen die Energien entsprechen, die kleiner als die Breite des verbotenen Bandes, aber groß genug zum Herbeiführen der größeren Übergangsstufe sind, stark dadurch verbessert werden kann, daß der Körper gleichzeitig mit Strahlung bestrahlt wird, die nur die kleinere Übergangsstufe herbeiführen kann. Bei Versuchen wurde auf diese Weise bereits eine dreimal größere Empfindlichkeit erreicht. Umgekehrt kann der photoempfindliche Halbleiterkörper, der an sich nicht empfindlich für Strahlung ist, die nur die kleinere
Wird bei einer solchen Vorrichtung noch zusatz- 30 Übergangsstufe herbeiführen kann, für diese Strahlich Strahlung zugeführt, die ebenfalls eine Quanten- lung dadurch empfindlich gemacht werden, daß er
auch mit Strahlung bestrahlt wird, die der größeren
35
energie hat, die wenigstens der größten Stufe entspricht, so wird die Leitfähigkeit verstärkt, da die zusätzliche Strahlung dieselbe Wirkung hat wie die erste sichtbare Strahlung. Die Anwendung einer solchen zusätzlichen, gleich wirkenden Strahlung ist jedoch nicht sinnvoll.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde,
1. die Empfindlichkeit des photoempfindlichen Halbleiterkörpers für Strahlung mit Wellenlängen, die Energien entsprechen, die kleiner als die Breite des verbotenen Bandes sind, zu steigern und
2. die Spektralempfindlichkeit des photoempfindlichen Halbleiterkörpers über einen größeren Bereich von Wellenlängen" zu erstrecken, die Energien entsprechen, die kleiner sind als die Breite des verbotenen Bandes.
Diese Aufgabe wird bei einer Strahlungsnachweisvorrichtung mit einem photoempfindlichen Halbleiterkörper, dem sowohl eine anregende Strahlung als auch eine nachzuweisende Strahlung zugeführt wird, wobei Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband gebracht werden, dadurch gelöst, daß die Elektronen aus dem Valenzband über eine erste Übergangsstufe auf ein zwischen dem Valenz- und dem Leitungsband liegendes Energieniveau durch diejenige der beiden Strahlungen, welche im wesent-Übergangsstufe entspricht.
Vorzugsweise enthält die Vorrichtung eine Strahlungsquelle, durch die dem photoempfindlichen Halbleiterkörper eines der optischen Signale zugeführt wird, während das andere optische Signal nachgewiesen wird. Die Strahlungsquelle kann eine Injektions-Rekombinations-Strahlungsquelle sein. Die Injektions-Rekombinations-Strahlungsquelle und der photoempfindliche Halbleiterkörper können zweckmäßig einen gemeinsamen Halbleiterkörper haben. Dies ermöglicht eine sehr gedrängte Bauart. Es sei bemerkt, daß der gemeinsame Halbleiterkörper an der Stelle der Injektions-Rekombinations-Strahlungsquelle aus einem anderen Halbleitermaterial bestehen kann als an der Stelle des photoempfindlichen Halbleiterkörpers.
Eine wichtige Weiterbildung der Strahlungsnachweisvorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle den photoempfindlichen Halbleiterkörper praktisch stetig mit Strahlung "bestrahlt, von der wenigstens ein wesentlicher Teil der größeren der zwei Übergangsstufen 55
45
entspricht, während das nachzuweisende optische Signal wenigstens zu einem wesentlichen Teil aus Strahlung besteht, die der kleineren der zwei Ubergangsstufen entspricht. Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt, daß der photoempfindliche Halbleiterlichen der Quantenenergie der ersten Übergangs- 60 körper durch Bestrahlung mit Strahlung, die die stufe entspricht, gebracht werden und daß die Elek- größere Übergangstufe herbeiführen kann, geeignet tronen über eine zweite Übergangsstufe von dem zum Nachweisen von Strahlung, die nur die kleinere zwischenliegenden Energieniveau in das Leitungs- Übergangsstufe herbeiführen kann, gemacht wird, band durch die andere der beiden Strahlungen, deren r--r- Die Strahlungsquelle wird hierbei im Prinzip als Quantenenergie im wesentlichen der zweiten Ener- 65 Hilfsstrahlungsquelle benutzt, und es ergibt sich so giestufe entspricht, gebracht werden. ein Strahlungsdetektor, der nicht nur eine Spektral-
Damit werden die Vorteile erzielt, daß die Emp-j empfindlichkeit für Strahlung mit Wellenlängen, die findlichkeit der Strahlungsnachweisvorrichtung fürj Energien entsprechen, die größer als die Breite des
verbotenen Bandes sind, sondern auch eine Spektralempfindlichkeit für Strahlung mit Wellenlängen hat, die Energien entsprechen, die kleiner als die Breite des verbotenen Bandes und mindestens gleich der für die kleinere Übergangsstufe erforderlichen Energie sind. Der photoempfindliche Halbleiterkörper kann auf diese Weise z. B. eine Spektralempfindlichkeit aufweisen, die vom sichtbaren Licht bis zur Ultrarotstrahlung mit einer Wellenlänge von etwa 2 μ reicht.
Eine andere wichtige Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle den photoempfindlichen Halbleiterkörper praktisch stetig mit einer Strahlung bestrahlt, von der wenigstens ein wesentlicher Teil der kleineren der zwei Übergangsstufen entspricht, während das nachzuweisende optische Signal wenigstens zu einem wesentlichen Teil aus einer Strahlung besteht, die der größeren der zwei Übergangsstufen entspricht. Hierbei wird die Tatsache benutzt, daß die Empfindlichkeit des photoempfindlichen Halbleiterkörpers für Strahlung, die die größere Ubergangsstufe herbeiführen kann und Wellenlängen hat, die Energien entsprechen, die kleiner als die Breite des verbotenen Bandes sind, durch Bestrahlung mit Strahlung, die nur die kleinere Übergangsstufe herbeiführen kann, sich erheblich steigern läßt.
Bei einem Strahlungsdetektor gemäß der Erfindung können Elektronen optisch vom Valenzband über das zwischenliegende Energieniveaus zum Leitungsband gebracht werden. Hierbei ergeben sich freie Ladungsträger in Form von Elektronen im Leitungsband und in Form von Löchern im Valenzband. Hierdurch kann der photoempfindliche Halbleiterkörper vorteilhaft als eine Photospannungsquelle ausgebildet sein, und eine weitere wichtige Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der photoempfindliche Halbleiterkörper einen pnübergang enthält. Hierbei tritt weiter der wichtige Vorteil auf, daß die nachzuweisende Strahlung, die nur die größere Übergangsstufe oder nur die kleinere Übergangsstufe herbeiführen kann, in einem einen pn-übergang enthaltenden photoempfindlichen Halbleiterkörper nachgewiesen wird, bei dem die Breite des verbotenen Bandes größer als die Quantenenergien ist, die den Wellenlängen der nachzuweisenden Strahlung entsprechen. Bei bekannten Vorrichtungen könnte man im allgemeinen zum Nachweis der gleichen Strahlung mit Hilfe eines einen pn-übergang enthaltenden photoempfindlichen Halbleiterkörpers einen Halbleiterkörper verwenden, bei dem die Breite des verbotenen Bandes höchstens gleich den Quantenenergien ist, die den Wellenlängen der nachzuweisenden Strahlung entsprechen, wodurch die nachzuweisende Strahlung fähig ist, Elektronen unmittelbar aus dem Valenzband in das Leitungsband zu bringen. Da die zu erhaltende Photospannung an den Elektroden eines einen pn-übergang enthaltenden Halbleiterkörpers mit zunehmender Breite des verbotenen Bandes zunimmt, ist bei einer Vorrichtung nach der Erfindung beim Nachweis der erwähnten Strahlung eine größere Photospannung erzielbar. Soll der photoempfindliche Halbleiterkörper mit einer Vorspannung betrieben werden, die den pn-übergang in der Rückwärtsrichtung vorspannt, so können, da die maximale Vorspannung in der Rückwärtsrichtung gleichfalls mit zunehmender Breite des verbotenen Bandes zunimmt, bei einem Detektor gemäß der Erfindung eine größere Vorspannung angelegt und größere Leistungen entnommen werden.
Der Abstand vom Zwischenniveau bis zum Valenzband und der Abstand vom Zwischenniveau bis zum Leitungsband sind vorzugsweise so groß, daß bei der Betriebstemperatur keine Elektronen thermisch aus dem Valenzband zum Zwischenniveau oder vom Zwischenniveau in das Leitungsband gebracht werden, und wenigstens so groß, daß bei der Betriebstemperatur die Zahl der Elektronen, die infolge thermischer Energie zum oder aus dem Zwischenniveau gebracht werden, so gering ist, daß dies keinen wesentlichen störenden Einfluß auf den Nachweis der erwünschten Strahlung hat.
Wird für die Betriebstemperatur Zimmertemperatur eingehalten, so beträgt der Abstand vom Zwischenniveau bis zum Valenzband und der Abstand vom Zwischenniveau bis zum Leitungsband vorzugsweise mindestens 0,1 eV.
Besonders günstige Ergebnisse wurden mit einem photoempfindlichen Halbleiterkörper aus Galliumphosphid erreicht, das wenigstens an der Stelle, an der die Strahlung der optischen Signale im wesentlichen absorbiert wird, mit Zink und Sauerstoff dotiert ist.
Wenn dabei eine Strahlung nachgewiesen werden soll, die nur die kleinere Übergangsstufe herbeizuführen vermag, kann die Strahlungsquelle vorteilhaft aus einer Injektions-Rekombinations-Strahlungsquelle mit einem Halbleiterkörper bestehen, der gleichfalls aus Galliumphosphid besteht, das wenigstens in der Umgebung des pn-Uberganges mit Zink und Sauerstoff dotiert ist und z. B. mit dem photoempfindlichen Halbleiterkörper eine Einheit bilden kann.
Unter dem Ausdruck »wenigstens in der Umgebung des pn-Uberganges« wird hier auch verstanden »wenigstens auf einer Seite des pn-Überganges«.
Soll eine Strahlung nachgewiesen werden, von der ein wesentlicher Teil der größeren Übergangsstufe entspricht, so kann die Strahlungsquelle vorteilhaft eine Injektions-Rekombinations-Strahlungsquelle mit einem Halbleiterkörper aus einem der Halbleitermaterialien Galliumarsenid und Indiumphosphid sein.
Weiter kann vorteilhaft ein photoempfindlicher Halbleiterkörper aus Aluminiumphosphid Verwendung finden. In nicht absichtlich dotierten Aluminiumphosphidkristallen mit einer Breite des verbotenen Bandes von etwa 2,42 eV ist ein günstig liegendes Zwischenniveau in einem Abstand von etwa 0,37 eV vom Valenzband nachgewiesen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Ausführungsbeispiele und der Zeichnung näher erläutert.
F i g. 1 zeigt schematisch und teilweise im Schnitt eine Strahlungsnachweisvorrichtung nach der Erfindung;
F i g. 2 zeigt ein Energiebändermodell eines photoempfindlichen Halbleiterkörpers, wie er in der Vorrichtung nach F i g. 1 verwendet wird;
F i g. 3 ist eine graphische Darstellung der Spektralempfindlichkeit eines Strahlungsdetektors nach der Erfindung;
Fig. 4 und 5 zeigen schematisch und im Querschnitt weitere Ausführungsformen eines Strahlungsdetektors nach der Erfindung.
Die Strahlungsnachweisvorrichtung nach F i g. 1 enthält einen Strahlungsdetektor mit einem photoempfindlichen Halbleiterkörper 1, dem die nachzuweisende Strahlung 13 zugeführt wird. Der photoempfindliche Halbleiterkörper 1 enthält ein verbotenes Band, in dem ein zwischenliegendes Energieniveau vorhanden ist, so daß Elektronen optisch in zwei Übergangsstufen über das zwischenliegende Energieniveau aus dem Valenzband in das Leitungs-
den. Die p-leitenden Galliumphosphidkristalle können vorsichtig mechanisch aus dem Gallium entfernt werden, wonach Galliumreste durch Sieden in Salzsäure (3O°/oig) von den Kristallen entfernt wer-5 den können.
Der Zinnkontakt 6 mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm ist dadurch herstellbar, daß Zinn bei einer Temperatur von etwa 400 bis 700° C während einer Zeit, die vorzugsweise kürzer als 1 Sekunde ist,
band gebracht werden können. Zwei optische Signale io aufgeschmolzen wird. Der Anschlußkontakt 8, der 12 und 13 werden dem photoempfindlichen Halb- gleichfalls einen Durchmesser von etwa 0,5 mm hat,
ist dadurch herstellbar, daß unter den gleichen Umständen Gold, das etwa 4 Gewichtsprozent Zink enthält, aufgeschmolzen wird. Die Kontakte 6 und 8
sentlicher Teil der größeren Übergangsstufe entspricht. Das optische Signal 13 bildet das nachzuweisende Signal.
von einer beliebigen Strahlungsquelle 3, die gegebenenfalls weit vom photoempfindlichen Halbleiterkörper 1 entfernt sein kann.
Bei einer wichtigen Ausführungsform bestrahlt z. B. die Strahlungsquelle 2 den photoempfindlichen Halbleiterkörper 1 praktisch stetig mit der Strahlung 12, die der größeren Übergangsstufe (1,8 eV) entspricht, während die Strahlung 13, von der wenig-
leiterkörper zugeführt. Eins dieser optischen Signale
besteht aus einer Strahlung, von der wenigstens ein
wesentlicher Teil der kleineren Übergangsstufe entspricht, während das andere optische Signal aus 15 können auf eine in der Halbleitertechnik übliche einer Strahlung besteht, von der wenigstens ein we- Weise mit Zuleitungen 9 und 10 versehen werden.
Die Vorrichtung nach F i g. 1 enthält eine Strahlungsquelle 2, mit der das optische Signal 12 dem photoempfindliehen Halbleiterkörper zugeführt wer-Der photoempfindliche Halbleiterkörper 1 besteht 20 den kann.
z. B, aus Galliumphosphid, das mit Zink und Sauer- Das nachzuweisende optische Signal 13 stammt
stoff dotiert ist. Ein anderes geeignetes Halbleitermaterial ist z. B. Aluminiurnphosphid.
Es stellt sich heraus, daß mit Zink und Sauerstoff
dotiertes Galliumphosphid ein verbotenes Band III 25
mit einer Breite von etwa 2,25 eV hat, in dem in
einem Abstand von etwa 0,45 eV vom Valenzband II
ein zwischenliegendes Energieniveau 30 (Fig. 2) vorhanden ist. Die für die kleinere Übergangsstufe erforderliche Energie beträgt somit mindestens etwa 30 stens zeitweilig ein wesentlicher Teil aus einer Strah-0,45 eV, und die zum Herbeiführen der größeren lung besteht, die der kleineren Übergangsstufe Übergangsstufe erforderliche Energie beträgt somit (0,45 eV) entspricht und die von der Strahlungsmindestens 1,8 eV. Eine der kleineren Übergangs- quelle 3 herrührt, nachgewiesen wird. Die Strahlungsstufe entsprechende Strahlung hat in diesem Fall quelle 2 dient dabei als Hilfsstrahlungsquelle, die den mithin eine Quantenenergie, die im Bereich zwischen 35 photoempfindlichen Halbleiterkörper 1 für die Strahetwa 0,45 und etwa 1,8 eV liegt, während eine der lung 13 empfindlich macht, die nur die kleinere Übergrößeren Übergangsstufe entsprechende Strahlung gangsstufe herbeiführen kann. Die Strahlungsquelle 2 eine Quantenenergie hat, die im Bereich zwischen und der photoempfindliche Halbleiterkörper 1 biletwa 1,8 und etwa 2,25 eV liegt. den zusammen einen Strahlungsdetektor für die
Es sei bemerkt, daß das Zwischenniveau im ver- 40 Strahlung 13. Die Wellenlänge der Strahlung 12 bebotenen Band III des zu verwendenden photoemp- trägt z. B. etwa 7000 A, was einer Quantenenergie findlichen Halbleiterkörpers vorzugsweise in einem von etwa 1,8 eV entspricht, während die nachzu-Abstand von mindestens 0,1 eV vom Valenzband II weisende Strahlung 13 z. B. im wesentlichen eine und auch vom Leitungsband I liegt, weil es dann bei Wellenlänge von etwa 1,2 μ hat, die etwa 1 eV entZimmertemperatur wenige oder keine störenden 45 spricht. Die nachzuweisende Strahlung 13 kann im thermisch herbeigeführten Übergänge von Elek- vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie erwähnt, eine tronen vom Valenzband zum Zwischenniveau oder Wellenlänge aufweisen, die Energien entspricht, die vom Zwischenniveau zum Leitungsband gibt. Der im Bereich zwischen etwa 0,45 und etwa 1,8 eV mit Zink und Sauerstoff dotierte p-leitende Gallium- liegen, aber im Zusammenhang mit der Empfindlichphosphidkörper 1 enthält einen pn-übergang 5, der 50 keit des photoempfindlichen Halbleiterkörpers ist die durch Auflegieren eines Zinnkontaktes 6 erhalten Vorrichtung besonders geeignet zum Nachweisen ist, wobei das η-leitende rekristallisierte Gebiet 7
entstanden ist. Der Galliumphosphidkörper ist weiter
mit einem praktisch ohmschen Anschlußkontakts
versehen. 55
Der mit den Kontakten 6 und 8 versehene Galliumphosphidkörper 1 ist auf die nachfolgende Weise herstellbar:
1 g Galliumphosphid wird zusammen mit 5 g Gallium, das etwa 0,1 Gewichtsprozent Zink und etwa 60 lenlänge der auffallenden Strahlung dargestellt. Die 0,2 Gewichtsprozent Sauerstoff enthält, in eine Kurve 30 zeigt die Spektralempfindlichkeit des GaI-Quarzampulle eingeschmolzen, die dann etwa liumphosphidkörpers 1, wenn keine Hilfsstrahlungs-2 Stunden auf etwa 1200° C erhitzt wird. Dann wird quelle Verwendung findet. Der Galliumphosphiddas Ganze in etwa 4 Stunden auf Zimmertemperatur körper 1 ist somit unter anderem für eine Strahlung abgekühlt und der Inhalt aus der Ampulle entfernt. 65 empfindlich, deren Wellenlängen Energien entspre-Es stellt sich heraus, daß dieser Inhalt aus Gallium chen, die kleiner als die Breite des verbotenen besteht, in dem sich Galliumphosphidkristalle mit Bandes III (2,25 eV) sind, mit einem Höchstwert bei den Abmessungen von etwa 3 X 3 X 0,2 mm befin- etwa 1,8 eV (7000 A). Diese Strahlung ist imstande,
von Strahlung mit einer Wellenlänge, die Energien entspricht, die im Bereich zwischen etwa 0,7 und etwa 1,5 eV liegen.
In F i g. 3 ist der Kurzschlußstrom i im äußeren Kreis 14 zwischen den Elektroden 9 und 10 des photoempfindlichen Halbleiterkörpers 1 logarithmisch (Basis 10) und in beliebigen Einheiten in Abhängigkeit von der in Elektronenvolt umgerechneten WeI-
die größere Ubergangsstufe (1,8 eV; s. F i g. 2) und auch die kleinere Ubergangsstufe, bei der tief aus dem Valenzband II Elektronen zum Zwischenniveau 30 (s. den Pfeil 31 in F i g. 2) gebracht werden, herbeizuführen.
Findet eine Hilfsstrahlungsquelle 2 (s. Fi g. 1) Verwendung, die den Galliumphosphidkörper 1 praktisch stetig mit einer Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 7000 A, die die größere Übergangsstufe herbeizuführen vermag, bestrahlt, so wird die Spektralempfindlichkeit des Galliumphosphidkörpers 1 durch die Kurve 31 und den Teil AC der Kurve30 in Fig. 3 dargestellt. Der Galliumphosphidkörper 1 ist dabei auch für Strahlung empfindlich, die nur die kleinere Ubergangsstufe herbeizuführen vermag.
Es sei bemerkt, daß die von der Hilfsstrahlungsquelle 2 emittierte Strahlung von 7000 A bereits einen Photostrom im äußeren Kurzschlußkreis 14 zwischen den Elektroden 9 und 10 (F i g. 1) liefert, wie auch aus der Kurve 30 hervorgeht. Dieser Kurzschlußstrom kann mit Hilfe einer Gegenspannung, die dadurch erzielt wird, daß in den äußeren Kurzschlußkreis 14 zwischen den Elektroden 9 und 10 eine Spannungsquelle 15 eingefügt wird, ausgeglichen as werden, wodurch infolge der Hilfsstrahlungsquelle 2 kein Strom im äußeren Kreis 14 fließt. Man kann dann die Spektralempfindlichkeit des Galliumphosphidkörpers 1 auf eine übliche Weise messen, wobei sich die Kurve 31 zusammen mit dem Teil AC der Kurve 30 ergibt. Auch läßt sich auf diese Weise eine Strahlung 13 mit einer beliebigen Wellenlänge, die im Bereich der Spektralempfindlichkeit des photoempfindlichen Körpers 1 liegt, nachweisen.
Man hat somit einen Strahlungsdetektor mit einer Spektralempfindlichkeit erhalten, die sich vom kurzwelligen sichtbaren Licht (Blau) bis zur Ultrarotstrahlung mit Wellenlängen von etwa 2 μ erstreckt. Wird z. B. Ultrarotstrahlung 13 nachgewiesen, die nur die kleinere Ubergangsstufe (0,45 eV) herbeizuführen vermag, so tritt der wichtige Vorteil auf, daß diese Strahlung in einem einen pn-übergang enthaltenden photoempfindlichen Halbleiterkörper 1 nachgewiesen wird, der eine Breite des verbotenen Bandes (für Gallliumphosphid etwa 2,25 eV) hat, die viel größer als die Energie ist, die der Wellenlänge der nachzuweisenden Strahlung entspricht. Hierdurch läßt sich zwischen den Elektroden 9 und 10 eine größere Photospannung erzielen, als wenn ein Halbleiterkörper 1 Verwendung findet, der eine Breite des verbotenen Bandes aufweist, die kleiner als die der Wellenlänge der nachzuweisenden Strahlung entsprechende Energie ist, weil die erhaltbare Photospannung praktisch der Breite des verbotenen Bandes proportional ist. Weiter können, wenn an die Elektroden 9 und 10 eine Vorspannung angelegt werden soll, die den pn-ÜbergangS in der Rückwärtsrichtung vorspannt, größere Vorspannungen verwendet und infolgedessen größere Leistungen entnommen werden, je größer die Breite des verbotenen Bandes im photoempfindlichen Halbleiterkörper 1 ist. Eine größere Breite des verbotenen Bandes hat weiter eine geringere Temperaturempfindlichkeit zur Folge. Deshalb kann der beschriebene Strahlungsdetektor auch beim Nachweis von Ultrarotstrahlung unbedenklich bei Zimmertemperatur betrieben werden.
Die Hilfsstrahlungsquelle 2 kann jede beliebige Strahlungsquelle sein, die eine Strahlung mit den erwünschten Wellenlängen, die Energien entsprechen, die mindestens gleich der für die größere Übergangsstufe erforderlichen Energie (1,8 eV) und kleiner als die Breite des verbotenen Bandes (2,25 eV) ist, emittieren kann, z. B. eine Strahlung mit einer Wellenlänge von 7000 A. Die Strahlungsquelle 2 kann z. B. eine Wolframbogenlampe sein, die mit einem Monochromator, z. B. einem Interferenzfilter, kombiniert ist.
Die Strahlungsquelle 2 ist vorzugsweise mit dem photoempfindlichen Halbleiterkörper zu einer baulichen Einheit vereinigt, während Mittel vorgesehen sind, um die nachzuweisenden optischen Signale 13 dem photoempfindlichen Halbleiterkörper zuzuführen. Diese Mittel können z. B. aus einem Fenster 21 bestehen, das in einer gemeinsamen Hülle angebracht ist, die schematisch durch die Punktstrichlinie 20 in Fig. 1 dargestellt ist. Durch das Fenster21 hindurch können die nachzuweisenden optischen Signale 13 auf den photoempfindlichen Halbleiterkörper fallen. Die bauliche Kombination der Strahlungsquelle 2 und des photoempfindlichen Halbleiterkörpers 1 bildet so den Strahlungsdetektor der Vorrichtung nach Fig. 1.
Mit großem Vorteil kann die Strahlungsquelle 2 eine pn-Rekombinationsstrahlungsquelle mit einem einen pn-übergang enthaltenden Halbleiterkörper aus Galliumphosphid sein, der wenigstens in der Umgebung des pn-Überganges mit Zink und Sauerstoff dotiert ist und mit dem photoempfindlichen Halbleiterkörper 1 einheitlich sein kann. In F i g. 4 ist ein derartiges Gebilde dargestellt. Der Strahlungsdetektor nach F i g. 4 entspricht größtenteils dem mit Elektroden versehenen photoempfindlichen Halbleiterkörper 1 nach Fig. 1, und entsprechende Teile sind in den F i g. 1 und 4 denn auch mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Der pbotoempfindliche Halbleiterkörper 1 nach F i g. 4 enthält einen zweiten pn-übergang 25, der durch Aufschmelzen eines zweiten Zinnkontaktes 23 unter den gleichen Umständen, unter denen auch der Zinnkontakt 6 aufgeschmolzen ist, erhalten ist, wobei das zweite rekristallisierte η-leitende Gebiet 24 entstanden ist. Der Zinnkontakt 23 ist mit einer Zuleitung 26 versehen und ist vorzugsweise kleiner als der Kontakt 6.
Durch Anlegung einer Spannung zwischen den Zuleitungen 26 und 10 kann man einen Strom in der Vorwärtsrichtung durch den pn-Ubergang 25 schikken. Hierbei entsteht in der Umgebung dieses pn-Überganges 25 durch Rekombination von Löchern und Elektronen eine Strahlung 27 mit einer Wellenlänge von etwa 7000A. Diese Strahlung kann die Umgebung des pn-Überganges 5 erreichen, um dort absorbiert zu werden. Der Photostrom und/oder die Photospannung wird über die Leiter 9 und 10 abgenommen. Der pn-übergang 5 kann z. B. in der Rückwärtsrichtung vorgespannt sein. Die Strahlung 12 in F i g. 1 entspricht der Strahlung 27 der F i g. 4, die im Galliumphosphidkörper 1 selber erzeugt ist, wodurch die Gefahr störender Reflexionen an der Oberfläche des Halbleiterkörpers 1 verringert wird. Die nachzuweisende Ultrarotstrahlung ist auch hier mit der Bezugsziffer 13 bezeichnet.
Es sei bemerkt, daß es nicht notwendig ist, daß die nachzuweisende Strahlung 13 die Umgebung des photoempfindlichen pn-Überganges 5 unmittelbar erreicht. In der Praxis hat es sich herausgestellt, daß die Strahlung 13, wenn sie die Umgebung des photo-
809 590/355
die der Wellenlänge der nachzuweisenden Strahlung entspricht, wobei die vorstehend in dieser Beziehung beschriebenen Vorteile wieder auftreten.
Es sei bemerkt, daß eine Bestrahlung des photo-5 empfindlichen Halbleiterkörpers 1 mit einer Strahlung 12, die an sich nur die kleinere Übergangsstufe herbeiführen kann, keinen Anlaß zu einem Photostrom oder/und einer Photospannung gibt.
Im äußeren Kreis 14 kann ein Instrument 16
empfindlichen pn-Überganges 5 nicht unmittelbar erreichen kann, infolge innerer Reflexionen im Körper 1 die Umgebung des pn-Überganges 5 größtenteils erreicht.
Bei den Ausführungsbeispielen, die in bezug auf
die F i g. 1 und 4 erläutert wurden, sind die pn-Übergänge 5 und 25 durch Aufschmelzen der Kontakte 6
bzw. 23 hergestellt. Es ist jedoch auch möglich,
einen oder beide pn-Übergänge mit Hilfe an sich in
der Halbleitertechnik üblicher Diffusions- und/oder io liegen, das ein elektrisches und/oder optisches Signal Epitaxialverfahren herzustellen. Fig. 5 zeigt im nur bei einem Photostrom im äußeren Kreis 14 Prinzip und schematisch eine Ausführungsform mit liefert, der beispielsweise das Zweifache des Photozwei durch Diffusion hergestellten pn-Übergängen 42 stromes beträgt, der durch Bestrahlung mit Strahlung und 43. 13, die z. B. eine Wellenlänge von 7000 A hat, er-
Der Halbleiterkörper 1 enthält zwei diffundierte 15 halten wird. In diesem Fall gibt das Instrument 16
Zonen 44 und 45, die mit den Anschlußkontakten nur ein Signal, wenn gleichzeitig eine Strahlung 12,
46 und 47 mit den Zuleitungen 48 bzw. 49 versehen die nur die kleinere Übergangsstufe herbeiführen
sind. Die zwischenliegende Zone 57 mit einem Lei- kann, auf den photoempfindlichen Körper 1 fällt. So
tungstyp, der demjenigen der Zonen 45 und 44 ent- ergibt sich eine Koinzidenzschaltung, bei der nur bei gegengesetzt ist, ist mit einem Anschlußkontakt 50 20 gleichzeitiger Belichtung des photoempfindlichen
mit einer Zuleitung 51 versehen. Der pn-übergang Halbleiterkörpers 1 durch beide Strahlungsquellen 2
42 ist z. B. in der Vorwärtsrichtung vorgespannt, wo- und 3 ein Signal erzeugt wird,
durch die Rekombinationsstrahlung 53, die der Strah- Die Hilfsstrahlungsquelle 2 und der photoempfind-
Iung27 in Fig. 4 und der Strahlung 12 in Fig. 1 liehe Halbleiterkörper 1 bilden auch in diesem Fall
entspricht, erhalten wird. Die Strahlung 53 kann in 25 zusammen einen Strahlungsdetektor für die Strah-
der Umgebung des pn-Überganges 43 absorbiert lung 13 und sind vorzugsweise zu einer konstruktiven werden, wo auch die nachzuweisende Strahlung 13
absorbiert werden kann.
Wie vorstehend erläutert, stellt die Kurve 30 in
F i g. 3 die Spektralempfindlichkeit des Galliumphos- 30
phidkörpers 1 (Fig. 1) dar, wenn keine Hilfsstrahlungsquelle Verwendung findet. Wird jetzt eine Hilfsstrahlungsquelle 2 verwendet, die eine Strahlung 12
emittiert, die nur die kleinere Übergangsstufe herbeiführen kann, z. B. eine Ultrarotstrahlung mit einer 35 Rekombinations-Strahlungsquelle sein, z. B. mit Wellenlänge von etwa 1,2 μ, so nimmt über- einem einen pn-übergang enthaltenden Halbleiterraschenderweise die Empfindlichkeit des Gallium- körper aus Galliumarsenid, das ein verbotenes Band phosphidkörpers für die nachzuweisende Strahlung mit einer Breite von etwa 1,36 eV hat und in dem 13, die die größere Übergangsstufe herbeiführen bei Zimmertemperatur eine Rekombinationsstrahkann, zu. Der Teil BD der Kurve 30 muß dabei 40 lung mit einer Wellenlänge von etwa 9100 A erzieldurch die Kurve 32 ersetzt werden. Die Empfind- bar ist. Bei einem η-leitenden Galliumarsenidkörper lichkeit für diese Strahlung 13, z. B. mit einer WeI- kann z. B. durch Aufschmelzen von Indium, das lenlänge von etwa 7000 A, kann auf diese Weise etwa 3 Gewichtsprozent Zink enthält, bei etwa leicht um einen Faktor 2 zunehmen (es tritt z. B. ein 500 bis 700° C ein pn-übergang hergestellt werden, zweimal größerer Kurzschlußstrom im äußeren Kreis 45 während ein praktisch ohmscher Anschlußkontakt 14 der Fig. 1 auf), während bei im Zusammenhang durch Aufschmelzen von Zinn bei der gleichen Temmit der Erfindung durchgeführten Versuchen oft eine peratur erhalten werden kann. Der pn-übergang dreimal größere Empfindlichkeit nachgewiesen läßt sich z. B. auch durch Diffusion von Zink bei wurde. Vielleicht rinden sich Halbleitermaterialien, etwa 900° C in den η-leitenden Galliumarsenidkörper mit denen noch günstigere Ergebnisse erzielbar sind. 50 herstellen. Der Halbleiterkörper der Strahlungs-B ei einer weiteren wichtigen Ausgestaltung der quelle 2 kann auch aus Indiumphosphid bestehen, Strahlungsnachweisvorrichtung nach der Erfindung das eine Breite des verbotenen Bandes von etwa 1,3 bestrahlt deshalb die Strahlungsquelle2 (Fig. 1) den bis 1,4 eV hat, wobei eine Rekombinationsstrahlung photoempfindlichen Halbleiterkörper 1 praktisch mit ungefähr der gleichen Wellenlänge wie im Falle stetig mit Strahlung 12, von der wenigstens ein we- 55 eines Halbleiterkörpers aus Galliumarsenid erzeugsentlicher Teil der kleineren der zwei Übergangs- bar ist.
stufen entspricht, während das nachzuweisende Der Halbleiterkörper aus Galliumarsenid oder Inoptische Signal 13 wenigstens zu einem wesentlichen diumphosphid kann mit dem photoempfindlichen Teil aus Strahlung besteht, die der größeren der zwei Halbleiterkörper 1 aus Galliumphosphid eine Einheit Ubergangsstufen entspricht. Der mit den Kontakten 6 60 bilden, er kann beispielsweise auf eine in der Haibund 8 versehene photoempfindliche Halbleiter- leitertechnik übliche Weise epitaxial auf dem photokörper 1 kann aus den Materialien bestehen, die empfindlichen Halbleiterkörper 1 angebracht sein, beim vorstehend an Hand der F i g. 1 beschriebenen Es dürfte einleuchten, daß die Erfindung nicht Ausführungsbeispiel erwähnt worden sind. auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele be-Die Strahlung 13 (mit einer Wellenlänge von z. B. 65 schränkt ist und daß für den Fachmann im Rahmen
Einheit zusammengebaut. Die Strahlungsquelle 3 ist eine beliebige Strahlungsquelle, deren emittierte Strahlung 13 nachgewiesen werden soll.
Dei Strahlungsquelle 2 kann z. B. wieder aus einer Wolframbogenlampe bestehen, die mit einem Monochromator, z. B. einem Interferenzfilter, kombiniert ist.
Die Strahlungsquelle 2 kann auch eine Injektions-
etwa 7000 A) wird in einem photoempfindlichen Halbleiterkörper 1 nachgewiesen, bei dem die Breite des verbotenen Bandes größer als die Energie ist,
der Erfindung viele Änderungen möglich sind. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen enthält der photoempfindliche Halbleiterkörper z. B. im ver-
botenen Band ein zwischenliegendes Energieniveau, das, wenn der Halbleiterkörper nicht bestrahlt wird, nicht mit Elektronen besetzt ist, wobei Elektronen optisch aus dem Valenzband zum zwischenliegenden Energieniveau und dann, ebenfalls optisch, von diesem zwischenliegenden Energieniveau in das Leitungsband gebracht werden können. Alles zusammengenommen werden somit Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband gebracht, wodurch der photoempfindliche Halbleiterkörper als Photospannungszelle ausgebildet sein kann. Es ist jedoch auch möglich, einen photoempfindlichen Halbleiterkörper zu verwenden, der ein zwischenliegendes Energieniveau im verbotenen Band hat, das aber mit Elektronen besetzt ist. In diesem Fall können Elektronen optisch vom zwischenliegenden Energieniveau in das Leitungsband und dann auch Elektronen aus dem Valenzband zum zwischenliegenden Energieniveau gebracht werden. Alles zusammengenommen ist auch in diesem Fall das Ergebnis, daß Elektronen in zwei Übergangsstufen über das zwischenliegende Energieniveau aus dem Valenzband in das Leitungsband gebracht werden. Weiter ist es möglich, daß der photoempfindliche Halbleiterkörper nur örtlich mit einer Dotierungssubstanz dotiert ist, die das zwischenliegende Energieniveau induziert, so daß eine Strahlung, die eine der beiden Übergangsstufen herbeizuführen vermag, aber eine Wellenlänge hat, die einer Energie entspricht, die kleiner als die Breite des verbotenen Bandes ist, nur an bestimmten erwünschten Stellen absorbiert werden kann. Ferner ist es nicht notwendig, daß der photoempfindliche Halbleiterkörper einen pn-übergang enthält, und der photoempfindliche Halbleiterkörper kann beispielsweise auch als eine Photowiderstandszelle ausgebildet sein. Eine Oberfläche eines zu bestrahlenden Halbleiterkörpers, ζ. B. des Halbleiterkörpers 1 der Fig. 1, kann mit einer in der Optik üblichen Antireflexschicht versehen sein.
40

Claims (12)

Patentansprüche:
1. Strahlungsnachweisvorrichtung mit einem photoempfindlichen Halbleiterkörper, dem sowohl eine anregende Strahlung als auch eine nachzuweisende Strahlung zugeführt wird, wobei Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronen aus dem Valenzband über eine erste Ubergangsstufe auf ein zwisehen dem Valenz- und dem Leitungsband liegendes Energieniveau durch diejenige der beiden Strahlungen, welche im wesentlichen der Quantenenergie der ersten Übergangsstufe entspricht, gebracht werden und daß die Elektronen über eine zweite Übergangsstufe von dem zwischenliegenden Energieniveau in das Leitungsband durch die andere der beiden Strahlungen, deren Quantenenergie im wesentlichen der zweiten Energiestufe entspricht, gebracht werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Strahlungsquelle enthält, durch die eines der optischen Signale dem photoempfindlichen Halbleiterkörper zugeführt wird, während das andere optische Signal nachgewiesen wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle eine Injektions-Rekombinations-Strahlungsquelle ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektions-Rekombinations-Strahlungsquelle und der photoempfindliche Halbleiterkörper einen Teil eines gemeinsamen Halbleiterkörpers bilden.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der photoempfindliche Halbleiterkörper einen pn-übergang enthält.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle den photoempfindlichen Halbleiterkörper praktisch stetig bestrahlt mit einer Strahlung, von der wenigstens ein wesentlicher Teil der größeren der zwei Ubergangsstufen entspricht, während das nachzuweisende optische Signal wenigstens zu einem wesentlichen Teil aus einer Strahlung besteht, die der kleineren der zwei Übergangsstufen entspricht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle den photoempfindlichen Halbleiterkörper praktisch stetig mit einer Strahlung bestrahlt, von der wenigstens ein wesentlicher Teil der kleineren der zwei Übergangsstufen entspricht, während das nachzuweisende optische Signal wenigstens zu einem wesentlichen Teil aus einer Strahlung besteht, die der größeren der zwei Übergangsstufen entspricht.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des zwischenliegenden Energieniveaus vom Valenzband und vom Leitungsband wenigstens 0,1 eV beträgt.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der photoempfindliche Halbleiterkörper aus Galliumphosphid besteht, das wenigstens an der Stelle, an der die Strahlung der optischen Signale im wesentlichen absorbiert wird, mit Zink und Sauerstoff dotiert ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle eine Injektions-Rekombinations-Strahlungsquelle mit einem einen pn-übergang enthaltenden Halbleiterkörper aus Galliumphosphid ist, das wenigstens in der Umgebung des pn-Überganges mit Zink und Sauerstoff dotiert ist.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle eine Injektions-Rekombinations-Strahlungsquelle mit einem Halbleiterkörper aus einem der Halbleitermaterialien Galliumarsenid und Indiumphosphid ist.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der photoempfindliche Halbleiterkörper aus Aluminiumphosphid besteht.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 863 535.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 590/355 8.68 Q Bundesdruckerei Berlin
DEN26190A 1964-02-12 1965-02-09 Strahlungsnachweisvorrichtung Pending DE1275215B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL646401187A NL144092B (nl) 1964-02-12 1964-02-12 Inrichting voor het detecteren van straling.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1275215B true DE1275215B (de) 1968-08-14

Family

ID=19789260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEN26190A Pending DE1275215B (de) 1964-02-12 1965-02-09 Strahlungsnachweisvorrichtung

Country Status (8)

Country Link
JP (1) JPS4748038B1 (de)
AT (1) AT256181B (de)
BE (1) BE659704A (de)
DE (1) DE1275215B (de)
ES (1) ES309185A1 (de)
FR (1) FR1428644A (de)
GB (1) GB1087274A (de)
NL (1) NL144092B (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201703196D0 (en) * 2017-02-28 2017-04-12 Univ Of Sussex X-ray and gammay-ray photodiode

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE863535C (de) * 1940-08-25 1953-01-19 Patra Patent Treuhand Verfahren zur Beeinflussung des photoelektrischen Widerstandes von Halbleiter-Leuchtstoffen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE863535C (de) * 1940-08-25 1953-01-19 Patra Patent Treuhand Verfahren zur Beeinflussung des photoelektrischen Widerstandes von Halbleiter-Leuchtstoffen

Also Published As

Publication number Publication date
NL144092B (nl) 1974-11-15
FR1428644A (fr) 1966-02-18
JPS4748038B1 (de) 1972-12-04
GB1087274A (en) 1967-10-18
BE659704A (de) 1965-08-12
NL6401187A (de) 1965-08-13
ES309185A1 (es) 1965-05-16
AT256181B (de) 1967-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007012475B4 (de) Schneller Photoleiter und Verfahren zur Herstellung und Antenne mit Photoleiter
DE891580C (de) Lichtelektrische Halbleitereinrichtungen
DE1298209B (de) Photoelektrische Halbleiterdiode
DE2408079C2 (de) Lichtschaltbarer Thyristor
DE10304831A1 (de) Retina-Implantat zum Stimulieren einer Retina in Abhängigkeit von einfallendem Licht
DE1464315B2 (de) Schaltungsanordnung mit einem strahlungsempfindlichen halbleiterschaltelement
DE1137147B (de) Einrichtung zur Wiedergabe von Bildern mit einer Elektrolumineszenzschicht und einer Fotoleiterschicht
DE2951916A1 (de) Lichtsteuerbarer thyristor
DE1285623C2 (de) Elektrolumineszenzdiode
DE2837762C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Triacs
DE2329697A1 (de) Lichtemittierende halbleiteranordnung
DE1275215B (de) Strahlungsnachweisvorrichtung
DE1217000B (de) Photodiode
DE2911011A1 (de) Elektrolumineszente und lichterkennende dioden sowie verfahren zur herstellung dieser dioden
EP0577623A1 (de) Thyristor mit einstellbarer kippspannung und verfahren zu seiner herstellung
DE1295613B (de) Halbleiter-Speicherelektrodenanordnung mit einer Halbleiterschicht und Fernseh-Aufnahmeroehre mit einer solchen Speicherelektrode
DE1277457B (de) Strahlungsnachweisgeraet
DE1439543B2 (de) Festkoerperbildwandler
DE2628474C3 (de) Aufnahmeeinrichtrung mit Bildwandlertarget für eine Aufnahmeröhre
DE1108344B (de) Sperrschichtphotozelle
DE1639359A1 (de) Optischer Halbleitersender
DE69017898T2 (de) Photoemitter.
DE1078250B (de) Photoleitungs-Elektrolumineszenz-Festkoerper-Bildwandler
DE2738152A1 (de) Festkoerperbauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE1231353B (de) Elektrolumineszente Halbleiterdiode und Verfahren zu ihrer Herstellung