DE1789046C

DE1789046C - Radiation detector with a semi-conductor body with a photothermomagnetic effect

Info

Publication number: DE1789046C
Authority: DE
Inventors: Bernt Dr 8520 Erlangen Paul
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1972-09-07

Description

liegt. Der Strahlungsdetektor hat ferner den Vorteil, die Einschlüsse mit dem Indiumantimonid ein Eutekdaß er bei Zimmertemperatur betrieben werden kann. tikum bilden. Bei gerichteter Kristallisation oder beim Im Hinblick auf die Erzeugung eines großen Zonenschmelzen von Indiumantimonid mit 1,8 ue-Temperaturgradienten im Halbleiterkristall ist es wichtsprozent Nickelantimonid bildet sich ein soicnes vorteilhaft, wenn die zum Empfang der zu registrieren- 5 Eutektikum, in dem sich das Nickelantimonid in den Strahlung bestimmte Oberfläche des Halbleiter- Form von parallel zueinander ausgerichteten iNadein kristalle möglichst stark erwärmt wird. Es ist daher ausscheidet, die etwa 10 bis 100 μ, vorzugsweise etwa von Vorteil, wenn die auf diese Oberfläche aufgebrachte 30 μ, lang sind und einen Durchmesser von etwa υ,3 μ SiO-Schicht bereits einen wesentlichen Teil der ein- besitzen. Der seitliche Abstand zwischen den einzelnen dringenden Strahlung absorbiert. Die SiO-Schichi io Nadeln beträgt etwa 3,5 μ. Die Absorptionskonstante soll daher vorzugsweise eine Dicke haben, die minde- dieses Materials liegt im Wellenbereich zwischen 8 uno stens so groß ist wie die Eindringtiefe der Strahlung im 12 μ bei etwa 200 cm-¹. Der Nernst-httinghausen-Wellenlängenbereich des Absorptionsmaximums dieser Koeffizient dieses Materials ist etwa um den faiaor Schicht. Die Eindringtiefe ist definiert als reziproke 20 höher als der Nernst-Ettinghausen-Koemzient von Absorptionskonstante. Bei einer Schichtdicke von s 5 eigenleitendem Indiumantimonid ohne Nadeln. der Eindringtiefe der Strahlung werden etwa 63°/₀ Ferner eignen sich als Halbleiterknstalle tür denlocated. The radiation detector also has the advantage that the inclusions with the indium antimonide are a sign that it can be operated at room temperature. form tikum. With directional crystallization or with a view to the production of a large zone melting of indium antimonide with 1.8 ue temperature gradient in the semiconductor crystal, it is weight percent nickel antimonide forms a soicnes advantageous if the to register the reception of the 5 eutectic in which the nickel antimonide is In the radiation certain surface of the semiconductor form of parallel aligned iNadein crystals is heated as much as possible. It is therefore ruled out that the approximately 10 to 100 μ, preferably approximately advantageous, if the 30 μ applied to this surface are long and a diameter of approximately 0.3 μ SiO layer already have a substantial part of the one. The lateral distance between each urgent radiation is absorbed. The SiO-Schichi io needles is about 3.5 μ. The absorption constant should therefore preferably have a thickness that is at least as great as the depth of penetration of the radiation in the 12μ at about 200 cm- ¹ . The Nernst-httinghausen-wavelength range of the absorption maximum of this coefficient of this material is approximately around the faiaor layer. The penetration depth is defined as the reciprocal 20 higher than the Nernst-Ettinghausen coemcent of the absorption constant. With a layer thickness of s 5 intrinsically conductive indium antimonide without needles. the penetration depth of the radiation is about 63 ° / ₀

der eindringenden Strahlung in der Schicht absorbiert. Strahlungsempfänger Indiumantimonidknstaiie mn Durch Vergrößerung der Schichtdicke kann eine noch Einschlüssen aus Manganantimonid oder hisenaniistärkere Absorption erreicht werden. So werden bei monid, bei denen wiederum ein Eutektikum aus dem einer Schichtdicke von der doppelten Eindringtiefe *<> Indiumantimonid und den Einschlüssen vorliegt, im der Strahlung bereits 86,5 ⁰Z₀ der eindringenden einzelnen sind derartige Halbleiterkrisialle und verStrahlung in der Schicht absorbiert. Da die Absorp- fahren zu ihrer Herstellung in einem Aufsatz in der tionskonstante der Schicht jedoch im einzelnen von - Zeitschrift »The Journal of Physics and t-hemistry oi der Wellenlänge der Strahlung und der Zusammen- Solids«. Bd. 26 (1965), S. 2021 bis 2028, beschrieben, setzung der Schicht abhängt, läßt sich kein für alle »5 An Hand einiger Figuren und Beispiele soll die Wellenlängen und Schichtzusamm-insetzungen gültiger Erfindung noch näher erläutert werden. ...the penetrating radiation is absorbed in the layer. Radiation receiver Indium Antimonidknstaiie mn By increasing the thickness of the layer, inclusions of manganese antimonide or even greater absorption can be achieved. In the case of monid, for which a eutectic consisting of a layer thickness twice the penetration depth * <> indium antimonide and the inclusions is present, in the radiation already 86.5 ⁰ Z _{0 of} the penetrating individual, such semiconductor crises and radiation are absorbed in the layer. Since the absorbers for their production in an article in the constant of the layer, however, in detail from - the journal "The Journal of Physics and hemistry oi the wavelength of radiation and the composite solids". Vol. 26 (1965), pp. 2021 to 2028, depends on the position of the layer, nothing can be explained in more detail for all of the invention using a few figures and examples. ...

Zahlenwert für die Eindringtiefe angeben. F i g. 1 zeigt schematisch ein AusfuhrungsbeispieiSpecify a numerical value for the penetration depth. F i g. 1 shows schematically an exemplary embodiment

Mit einer I μ dicken SiO₂-Schicht wird die Eindring- für den erfindungsgemäßen Strahlungsdetektor; tie^fe im Wellenlängenbereich von 8 bis 9,6 μ über- F i g. 2 zeigt die spektrale Empfindlichkeit einesWith an I μ thick SiO ₂ layer, the penetration for the radiation detector according to the invention; tie ^f e in the wavelength range 8 to 9.6 μ exceeds F i g. 2 shows the spectral sensitivity of a

schritten, mit einer 1 μ dicken SiO-Schicht im Wellen- 3» erfindungsgemäßen Strahlungsdetektors im vergieicn längenbereich von 9 bis 10,6 μ. Die SiOx-Schicht zu der spektralen Empfindlichkeit eines Mrahlungssollte deshalb vorzugsweise mindestens 1 μ dick sein. detektors ohne SiO-Schicht;steps, with a 1 μ thick SiO layer in the wave 3 »radiation detector according to the invention in the vergieicn length range from 9 to 10.6 μ. The SiOx layer should have the spectral sensitivity of radiation therefore preferably at least 1 μ thick. detector without SiO layer;

Die Dicke der SiO-Schicht sollte jedoch auch F i g. 3 zeigt schematisch ein weiteres Ausfuhrungs-However, the thickness of the SiO layer should also be shown in FIG. 3 shows schematically another embodiment

nicht zu groß sein, da eine zu dicke Schicht eine beispiel für den erfindungsgemäßen StrahlungsdeteKtor. verhältnismäßig hohe Wärmekapazität hat und daher 35 Bei dem in F i g. 1 dargestellten StrahlungsdeteKtor zu viel Wärme a-fnimmt, bevor die Temperatur an der besteht der Halbleiterkanal 1 aus Indiumantimonid zum Empfang der zu registrierenden Strahlung be- in welches nadeiförmige Einschlüsse* aus NicKeistimmten Oberfläche des Halbleiterkristalls erhöht antimonid eingebettet sind. Der Halbleiterknstaii ist wird. Die Empfindlichkeit des Strahlungsdetektors derart angeordnet, daß die Einschlüsse 2 im wesentkann dadurch wieder herabgesetzt werden. Uni diesen 4o liehen parallel zur Richtung der zu registrierenden Effekt zu vermeiden, soll die Dicke der SiO-Schicht Strahlung 3 und senkrecht zur Richtung des Magnethöchstens ein Zehntel der Dicke des Halbleiterkristalls feldes B ausgerichtet sind, in dem sich der Halbleiterbetragen. Unter Dicke des Halbleiterkristalls ist dabei kristall i befindet. Er kann insbesondere zwischen den die Ausdehnung des Kristalls in Richtung der ein- Polschuhen eines Permanentmagneten angeordnet sein, fallenden Strahlung zu verstehen. 45 Die Seitenflächen 4 des Halbleiterknstalls 1 sind mitnot be too large, since a layer that is too thick is an example of the radiation detector according to the invention. has a relatively high heat capacity and therefore 35 In the case of the FIG. 1, the radiation detector shown in FIG. 1 absorbs too much heat before the temperature at which the semiconductor channel 1 consists of indium antimonide to receive the radiation to be registered, in which needle-shaped inclusions * from the surface of the semiconductor crystal are embedded with increased antimonide. The semiconductor art is will. The sensitivity of the radiation detector is arranged in such a way that the inclusions 2 can essentially be reduced again as a result. To avoid this 4o borrowed parallel to the direction of the effect to be registered, the thickness of the SiO layer radiation 3 and perpendicular to the direction of the magnet should be at most a tenth of the thickness of the semiconductor crystal field B in which the semiconductor is located. In this case, crystal i is located under the thickness of the semiconductor crystal. It can in particular be arranged between the radiation falling over the expansion of the crystal in the direction of the one pole pieces of a permanent magnet. 45 The side surfaces 4 of the semiconductor plastic 1 are with

Da das Absorptionsmaximum der SiO-Schicht je Elektroden 5 und 6 versehen, an denen die aut urund nach dem Sauerstoffgehalt bei etwas veischiedenen des photothermomagnetischen Effektes auttretenue Wellenlängen liegt, kann durch spezielle Wahl der elektrische Spannung bzw. ein entsprechender btrom Zusammensetzung der SiO-Schicht der Wellenlängen- abgenommen und einem geeigneten Meßinstrument /, bereich der maximalen Absorption etwas verschoben 5o beispielsweise einem Oszillographen, zugeführt werden werden. Bei einer SiO-Schicht liegt das Absorptions- kann. Auf der zum Empfang der Strahlung 3 bestimmmaximum beispielsweise bei einer Wellenlänge von ten Oberfläche des Halbleiterkristai.s I ist eine aiuetwa 10 μ, bei einer SiOj-Schicht bei einer Wellenlänge Schicht 8 vorgesehen. Diese Schicht kann vorteiinatt von etwa 9 μ. Im Bereich des Absorptionsmaximums im Hochvakuum auf die gereinigte übernacne oes der SiO _r-Schicht ist die Empfindlichkeit des Strahlungs- 55 Halbleiterkristalls aufgedampft werden. detektors besonders hoch. Sie ist jedoch ohne Rück- Die Dicke d des Halbleiterkristall» 1 soll so grollSince the absorption maximum of the SiO layer is provided for each electrode 5 and 6, at which the wavelengths that occur naturally and according to the oxygen content at somewhat different photothermomagnetic effects can be achieved through a special selection of the electrical voltage or a corresponding flow of the composition of the SiO layer Wavelength taken off and fed to a suitable measuring instrument /, range of the maximum absorption slightly shifted 5o, for example an oscilloscope. In the case of an SiO layer, the absorption can lies. On the maximum determined for receiving the radiation 3, for example at a wavelength of th surface of the semiconductor crystal I, an aiu about 10 μ is provided, and for an SiOj layer, layer 8 is provided at a wavelength. This layer can have an advantage of about 9 μ. In the area of the absorption maximum in a high vacuum on the cleaned overacne oes of the SiO _r layer, the sensitivity of the radiation semiconductor crystal is vapor-deposited. detector particularly high. The thickness d of the semiconductor crystal »1 is said to be so great

sieht auf die spezielle Zusammensetzung der Schicht sein, daß die von der SiO-Schicht noch durchgelassene im gesamten Wellenlängenbereich zwischen 8 und 12 μ Strahlung im wesentlichen innerhalb des "amieiiereegenüber einem Strahlungsdetektor ohne SiO_x- körpers absorbiert wird. Ein Indiumantimon.d-Halb-Schicht erhöht ^6o leiterkörper mit Nickelantimonid-Nadeln mit einerThe special composition of the layer depends on the fact that the radiation that is still transmitted by the SiO layer in the entire wavelength range between 8 and 12 μ is _{absorbed essentially within the "amieiiereegen" compared to a radiation detector without SiO x} - body. Layer increased ^{6o conductor} body with nickel antimonide needles with a

Um ein besonders breites Absorptionsmaximum Dicke d von 0,01 cm, einer Breite b von 0.05 cm und und damit eine sehr hohe Empfindlichkeit über einen einer Länge / von 0,6 cm, der in einem Magnetieiu a breiten Wellenlängenbereich zu erhalten, kann die von etwa 9 KilogauD betrieben wurde und bei dem SiO-Schicht vorteilhaft so ausgebildet sein, daß der die Dicke der SiO-Schicht etwa 2,5 μ betrug, hat sich Sauerstoffgehalt über die Schichtdicke variiert. 6₅ beispielsweise als Strahlungsdetektor im Wellenlangen-To a particularly broad absorption maximum thickness d of 0.01 cm, a width b of 0.05 cm and and thus a very high sensitivity over a length / of 0.6 cm, to obtain in a Magnetieiu a wide wavelength range, the by about 9 kilogauD was operated and in the case of the SiO layer advantageously being designed in such a way that the thickness of the SiO layer was about 2.5 μ, the oxygen content varied over the layer thickness. 6 _5, for example, as a radiation detector in the wavelength

AIs besonders vorteilhaft für den Strahlungs- bereich zwischen 8 und 12 μ als sehr geeignet erwiesen, empfänger haben sich Indiumantimonidknstaiie mit Die im Halbleiterkristall durch den photo hermo-As particularly advantageous for the radiation range between 8 and 12 μ, it has been shown to be very suitable, Recipients have indium antimonide synthesis with the in the semiconductor crystal through the photo hermo-

Einschlüssen aus Nickelantimonid erwiesen, bei denen magnetischen Effekt erzeugte elektrische heiusta.KeInclusions from nickel antimonide proved, in which magnetic effect produced electrical heiusta.Ke

ist bei konstanter Bestrahlungsstärke noch vom Die Halbleiterkristalle waren jeweils etwa 0,01 cmis still from at constant irradiance. The semiconductor crystals were about 0.01 cm each

Magnetfeld, von der Dicke des Halbleiterkristalls dick. Die Dicke der SiO-Schichl betrug 2 bis 2,5 u.Magnetic field, thick from the thickness of the semiconductor crystal. The thickness of the SiO layer was 2 to 2.5 u.

und von der Wellenlänge und der Modulations- Die angegebenen Werte wurden in einem Magnetfeldand on the wavelength and the modulation The values given were in a magnetic field

frequenz der Strahlung abhängig. Vorzugsweise werden von 9 Kilogauß gemessen.frequency of radiation dependent. Preferably 9 kilogauss are measured.

beim erfindungsgemäßen Strahlungsdetektor Magnet- 5 In F i g. 3 ist ein Halbleiterkristall Il für einen felder von etwa 7 bis 10 Kilogauß und Kristalle einer Strahlungsdetektor dargestellt, auf dessen zum Emp-Dicke von etwa 0,01 cm verwendet. fang der Strahlung bestimmte Oberfläche zunächst eine \ Die Kurve α in F i g. 2 zeigt die Empfindlichkeit SiO₂-Schicht 12 und auf diese eine SiO-Schicht 13 j von Strahlungsdetektoren mit Indiumantimonidkri- aufgebracht ist. Der Sauerstoffgehalt ist hier also über \ stallen mit Nickelantimonideinschlüssen und einer io die Dicke der SiO_x-Schicht variiert. Die nadeiförmigen j Dicke von etwa 0,01 cm in einem Magnetfeld von Einschlüsse sind mit 14, die aufgedampften Kontakte j 9 Kilogauß bei Zimmertemperatur (298° K). An der mit 15 bezeichnet. Der Halbleiterkristall 11 kann '■ Ordinate ist die Empfindlichkeit ε in mV · cm/W, an beispielsweise wiederum 0,01 cm dick sein. Die | der Abszisse die Wellenlänge λ der einfallende:! SiO₂-Schicht 12 und die SiO-Schicht 13 können vorteil- | Strahlung in μ aufgetragen, ε ist der Quotient aus der 15 haft jeweils etwa 1 bis 2 μ dick sein. Zum Aufbringen j zwischen den Kontakten 5 und 6 des Halbleiter- der SiOj-Schicht kann beispielsweise SiO in einer kristalls wirksamen elektrischen Feldstärke und der sauerstoffhaltigen Atmosphäre auf die gereinigte Bestrahlungsstärke. Die Bestrahlungsstärke (Dirnen- Oberfläche des Halbleiterkristalls aufgedampft werden, sion W · cm"²) ist definiert als Quotient aus der auf oder es kann zunächst im Vakuum eine SiO-Schicht den Halbleiterkristall auftreffenden Strahlungsleistung ao aufgedampft werden, die anschließend zu SiO₂ oxydiert und der die Strahlung empfangenden Fläche des wird. Auf diese SiO,-Schicht kann dann im Hoch-Halbleiterkristalls. Zum Vergleich ist in F i g. 2 als vakuum die SiO-Schicht aufgedampft werden.
Kurve b die Empfindlichkeit ε eines Strahlungsdetek- Zum Betrieb des erfindungsgemäßen Strahlungstors mit einem gleichartigen Halbleiterkristall ohne detektors ist noch folgendes zu bemerken. Bei Strah-SiO-Schicht dargestellt. Die Figur läßt deutlich 25 lungstemperaturmessungen von Objekten mit niedrigen erkennen, daß die Empfindlichkeit des Strahlungs- Temperaturen liegen die auf den Halbleiterkristall detektors im Wellenlängenbereich zwischen 8 und 12 μ auftreffenden Strahlungsleistungen häufig im Mikrodurch die SiO-Schicht wesentlich erhöht wird. Die watlbereich und darunter. Die vom Detektor abge-Absorption in der SiO-Schicht bewirkt sogar noch im gebene Leerlaufspannung liegt dann im Nanovolt-Bereich größerer Wellenlängen eine Erhöhung der 30 bereich. Zur Spannungsmessung bei diesen Größen-Empfindlichkeit des Strahlungsdetektors. Die Strah- Ordnungen ist ein Zerhackerbetrieb vorteilhaft. Dabei lung, mit welcher die Kurven α und b ermittelt wurden, kann die zu registrierende Strahlung beispielsweise war mit einer Frequenz von 13 Hz moduliert. Sie durch Zahnrad-, Drehspiegel- oder Stimmgabelzerwurde zu diesem Zweck durch eine Drehblende hacker zerhackt werden. Der Detektor liefert dann ein zerhackt. · 35 Wechselspannungssignal, das beispielsweise einem Um die Empfindlichkeitssteigerung durch die auf- Resonanzverstärker zugeführt werden kann. Ein gebrachte SiO-Schicht weiter zu verdeutlichen, ist in solcher Resonanzverstärker kann z. B. durch Hinterder folgenden Tabelle die bei einer Bestrahlungsstärke einanderschalten eines Eingangstransformators, eines von 1 W · cm"² und einer Wellenlänge von 10 μ Breitbandverstärkers mit rauscharmer Eingangsstufe, zwischen den Kontakten des Halbleiterkristalls auf- 4° eines phasengesteuerten Gleichrichters und eines tretende Leerlaufspannung Ul für Halbleiterkristalle Zeitkonstantengliedes realisiert werden,
mit unterschiedlicher zum Empfang der Strahlung Bei der Messung von Laser-Strahlung steht dagegen bestimmter Fläche F jeweils ohne und mit SiO-Schicht häufig eine hinreichende Strahlungsleistung zur Verangegeben, fügung, so daß der Strahlungsdetektor beispielsweisein the radiation detector according to the invention magnetic 5 In F i g. 3 shows a semiconductor crystal II for a field of about 7 to 10 kilogauss and crystals of a radiation detector, used on its emp thickness of about 0.01 cm. fang of the radiation certain surface first a \ The curve α in F i g. 2 shows the sensitivity of the SiO ₂ layer 12 and on this an SiO layer 13 j of radiation detectors with indium antimonide crystal is applied. The oxygen content is thus over \ stall with nickel antimonide inclusions and the thickness of the SiO _x layer varies. The needle-shaped j thickness of about 0.01 cm in a magnetic field of inclusions is 14, the vapor-deposited contacts j 9 kilogauss at room temperature (298 ° K). At the designated with 15. The semiconductor crystal 11 can '■ ordinate is the sensitivity in mV ε · cm / W, be cm thick at 0.01 for example, again. The | the abscissa is the wavelength λ the incident :! SiO ₂ layer 12 and the SiO layer 13 can advantageously | Radiation plotted in μ, ε is the quotient of the 15, each about 1 to 2 μ thick. In order to apply j between the contacts 5 and 6 of the semiconductor layer of the SiOj layer, for example SiO in a crystal-active electric field strength and the oxygen-containing atmosphere to the cleaned irradiance. The irradiance (the surface of the semiconductor crystal is vapor-deposited, sion W · cm " ² ) is defined as the quotient of the radiation power ao hitting the semiconductor crystal in a vacuum or a SiO layer which is then oxidized and _{then oxidized to SiO 2} The surface that receives the radiation can then be applied to this SiO, layer in the high-semiconductor crystal. For comparison, the SiO layer in FIG. 2 is vapor-deposited as a vacuum.
Curve b shows the sensitivity ε of a radiation detector. The following should also be noted for operating the radiation gate according to the invention with a semiconductor crystal of the same type without a detector. Shown with Strah SiO layer. The figure clearly shows that the sensitivity of the radiation temperatures are the radiation powers that hit the semiconductor crystal detector in the wavelength range between 8 and 12 μ are often significantly increased in the micro by the SiO layer. The wading area and below. The absorption in the SiO layer removed by the detector causes an increase in the range even in the given open circuit voltage, which is then in the nanovolt range of larger wavelengths. For voltage measurement with this size sensitivity of the radiation detector. The jet orders a chopper operation is advantageous. In the process, with which the curves α and b were determined, the radiation to be registered can, for example, be modulated with a frequency of 13 Hz. They are chopped up by gear, rotating mirror or tuning fork chopper for this purpose by a rotating aperture. The detector then delivers a chopped. · 35 AC voltage signal, which can be fed, for example, to an increase in sensitivity through the on-resonance amplifier. A brought SiO layer to further clarify, is in such a resonance amplifier can, for. B. by Behind the following table the switching of an input transformer, one of 1 W cm " ² and a wavelength of 10 μ broadband amplifier with low-noise input stage, between the contacts of the semiconductor crystal, between the contacts of the semiconductor crystal - 4 ° of a phase-controlled rectifier and an open circuit voltage Ul time constant element can be realized for semiconductor crystals,
with different for receiving the radiation. When measuring laser radiation, on the other hand, a certain area F is often given a sufficient radiation power, both with and without an SiO layer, so that the radiation detector, for example

45 unmittelbar an den Eingang eines Oszillographenverstärkers angeschlossen werden kann.45 directly to the input of an oscilloscope amplifier can be connected.

Die Zeitkonstante des Strahlungsdetektors ist für einen thermischen Detektor extrem klein. Sie beträgt bei einer Dicke des Halbleiterkristalls von 0,01 cmThe time constant of the radiation detector is extremely small for a thermal detector. It amounts to with a thickness of the semiconductor crystal of 0.01 cm

So im Wellenlängenbereich zwischen 8 und 12 μ etwa 100 Mikrosekunden.For example in the wavelength range between 8 and 12 μ 100 microseconds.

FF. UU
ohne SiO-Schichtwithout SiO layer LL.
mit SiO-Schichtwith SiO layer 0,7 · 10 mm²
0,5 · 6 mm²
0,5 · 0,5 mm² 0.7 x 10 mm ²
0.5 x 6 mm ²
0.5 x 0.5 mm ² 1,4 mV
0,84 mV
0,07 mV1.4 mV
0.84 mV
0.07 mV 2,6 mV
1,6 mV
0,13 mV2.6 mV
1.6 mV
0.13 mV

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

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gegenüber Strahlung empfindlich sind, deren Wellen-Patentansprüche: länge im langwelligen Bereich jenseits der Absorptionskante des Halbleitermaterials liegt, wurde in derare sensitive to radiation whose wave patent claims: length is in the long-wave range beyond the absorption edge of the semiconductor material, was in the

!.Strahlungsdetektor mit einem Halbleiterkörper deutschen Patentanmeldung P 1614 570.3 vorgemit photothermomagnetischem Effekt und Mitteln 5 schlagen, solche Halbleiterphotoelemente als Empfänzum Erzeugen eines Magnetfeldes in diesem ger für Strahlung mit Wellenlängen aus dem jenseits Halbleiterkörper, wobei der Halbleiterkörper aus " der Absorptionskante des Halbleitermaterials des einem zweiphasig aufgebauten Halbleiterkristall Halbleiterphotoelements liegenden langwelligen Bebesteht, in dessen aus Indiumantimonid bestehende reich zu verwenden.! .Radiation detector with a semiconductor body German patent application P 1614 570.3 vorgemit photothermomagnetic effect and means 5 beat, such semiconductor photo elements as a Empfänzum generating a magnetic field in this ger for radiation with wavelengths from the beyond Semiconductor body, wherein the semiconductor body consists of "the absorption edge of the semiconductor material of the a two-phase semiconductor crystal semiconductor photocouple lying long-wave exist, in its consisting of indium antimonide rich to use.

semiconducting phase needle-like, essentially io This sensitivity to radiation with

parallel zueinander ausgerichtete Einschlüsse einer Wellenlängen im langwelligen Bereich jenseits derInclusions aligned parallel to one another of a wavelength in the long-wave range beyond

zweiten, besser leitenden, metallischen Phase Absorptionskante des Halbleitermaterials ist daraufsecond, more conductive, metallic phase absorption edge of the semiconductor material is on it

are embedded that are essentially parallel to that at wavelengths in this

Richtung der zu registrierenden Strahlung und langwelligen Bereich an die Stelle des photoelektro-Direction of the radiation to be registered and long-wave range at the point of the photoelectro-

a photothermomagnetic effect perpendicular to the direction of the magnetic field

richtet sind, dadurch gekennzeichnet. Effekt tritt. Dieser beruht darauf, daß sich unter derare directed, marked. Effect occurs. This is based on the fact that under the

daß auf der zum Empfang der Strahlung bestimm- Einwirkung der Strahlung im Halbleiterkörper inthat on the effect of the radiation in the semiconductor body determined to receive the radiation in

ten Oberfläche des Halbleiterkörpers eine Schicht Richtung der Strahlung ein Temperaturgradient aus-th surface of the semiconductor body a layer direction of the radiation a temperature gradient

(8) aus SiO_x mit 1 < χ < 2 vorgesehen ist. bildet, der zusammen mit dem auf den Halbleiterkörper(8) made of SiO _x with 1 < χ < 2 is provided. forms, which together with the on the semiconductor body

2. Radiation receiver according to claim 1, da- ao acting magnetic field to a Nernst-Ettingshausdurch characterized in that the SiO ^ layer min- voltage leads to the semiconductor body. The temperature is at least 1 μ thick. gradient arises from the fact that in the radiation

3. Strahlungsempfänger nach Anspruch 1 oder 2, ausgesetzten Halbleiterkörper durch Strahiungsabdadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt sorption Wärme erzeugt wird, die mit zunehmender der SiOi-Schicht über die Schichtdicke variiert. 25 Entfernung von der der Strahlung ausgesetzten Ober-3. Radiation receiver according to claim 1 or 2, exposed semiconductor body characterized by radiation absorption in that the oxygen content sorption heat is generated with increasing of the SiOi layer varies over the layer thickness. 25 Distance from the surface exposed to radiation

4. Strahlungsempfänger nach einem der An- fläche des Halbleiterkörpers abnimmt. Die im Halbsprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leiterkörper erzeugte Nernst-Ettingshausen-Spannung Dicke der SiOx-Schicht höchstens ein Zehntel der ist proportional zur Größe des Temperaturgradienten Dicke des Halbleiterkristalls beträgt. und damit auch proportional zur absorbierten Strah-4. Radiation receiver decreases after one of the surface of the semiconductor body. The half-proverbs 1 to 3, characterized in that the conductor body generated Nernst-Ettingshausen voltage The thickness of the SiOx layer is no more than a tenth that is proportional to the size of the temperature gradient Thickness of the semiconductor crystal. and thus also proportional to the absorbed radiation

5. Radiation receiver according to one of the instructions. Such a radiation detector, whose Proverbs 1 to 4, characterized in that the semiconductor bodies made of indium antimonide with needle inclusions in the semiconductor crystal consist of nickel anti-like inclusions of a second, more conductive, monid and with the indium antimonide metallic phase, is for registering form a eutectic. Radiation with wavelengths of 8 μ and more, which are im

35 langwelligen Bereich jenseits der bei etwa 7,2 μ35 long-wave range beyond that at about 7.2 μ

liegenden Absorptionskante des Indiumantimonidslying absorption edge of the indium antimonide

liegen, bereits gut geeignet. Aufgabe der Erfindung ist es, die Empfindlichkeitlie, already well suited. The object of the invention is the sensitivity

Die Erfindung betrifft einen Strahlungsdetektor mit eines solchen Strahlungsdetektors im Wellenlängeneinem Halbleiterkörper mit photothermomagnetischem 40 bereich zwischen etwa 8 und 12 μ weiter zu erhöhen. Effekt und Mitteln zum Erzeugen eines Magnetfeldes Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß aufThe invention relates to a radiation detector with such a radiation detector in the wavelength of a semiconductor body with a photothermomagnetic range between approximately 8 and 12 µ. Effect and means for generating a magnetic field. According to the invention, this object is achieved on

in diesem Halbleiterkörper, wobei der Halbleiter- der zum Empfang der Strahlung bestimmten Oberkörper aus einem zweiphasig aufgebauten Halbleiter- fläche des Halbleiterkörpers des Strahlungsdetektors kristall besteht, in dessen aus Indiumantimonid eine Schicht aus SiO_x mit 1 < ν < 2 vorgesehen, bestehende halbleitende Phase nadelartige, im wesent- 45 Dadurch wird erreicht, daß ein Teil der einfallenden liehen parallel zueinander ausgerichtete Einschlüsse Strahlung bereits in der SiOi-Schicht absorbiert wird, einer zweiten, besser leitenden, metallischen Phase so daß bei gleicher Intensität der einfallenden Strahlung eingebettet sind, die im wesentlichen parallel zur die Temperatur an der Oberfläche des Halbleiter-Richtung der zu registrierenden Strahlung und senk- kristalle höher und der Temperaturgradient in dem recht zur Richtung des Magnetfeldes ausgerichtet sind. 50 Halbleiterkristall größer wird als bei einem Halbleiter-In this semiconductor body, the semiconductor upper body intended to receive the radiation consists of a two-phase semiconductor surface of the semiconductor body of the radiation detector crystal, in whose indium antimonide a layer of SiO _x with 1 <ν <2 is provided, consisting of a needle-like phase This essentially means that some of the incidental, borrowed, parallel-aligned inclusions radiation are already absorbed in the SiOi layer, a second, more conductive, metallic phase so that, with the same intensity of the incident radiation, they are embedded in the essentially parallel to the temperature at the surface of the semiconductor direction of the radiation to be registered and vertical crystals higher and the temperature gradient in which are aligned right to the direction of the magnetic field. 50 semiconductor crystal is larger than a semiconductor

The German patent 1 214 807 shows a semi-crystal without a SiOx layer. The larger temperature conductor photo element with photoelectromagnetic ef- gradient causes a larger Nernst-Ettingshausen defect known, its semiconductor body with electrical voltage on the semiconductor crystal. The sensitivity better conductive areas is provided, which is essentially increased by the radiation detector, borrowed perpendicular to the direction of the photo- 55 The wavelength range between 8 and 12 μ is electromagnetic effect unil technically of particular importance, since the radiation with it also essentially perpendicular to that of the COj laser, the most energetic known laser, generating the photoelectromagnetic effect, which has a wavelength of 10.6 μ, are aligned in this required magnetic field. The area is. The radiation detector is therefore particularly suitable for a second, 60 special as a detector for the radiation of this more conductive phase and is essentially suitable for lasers. Furthermore, the radiation parallel is suitable to be aligned with the incident radiation. detector excellent as a detector of the same

Surprisingly, it was found that the thermal radiation of such semiconductor photo elements, which is in the higher color temperature and which is emitted by objects of higher wavelengths, is not through the absorption edge 65, the surface temperatures between, for example, the semiconductor material. ! J ν of Halbleitermuterials -20 | possess -100 ° C. As such objects, the more conductive areas are limited, in particular living organisms in question, but also their body temperature in this temperature range