DE1789047C - Photoresistor for radiation with a wavelength greater than 8 my - Google Patents
Photoresistor for radiation with a wavelength greater than 8 myInfo
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Description
30 kristall erwärmt, so daß seine Leitfähigkeit erhöht wird. Diese Leitfähigkeitserhöhung kann zur Regi strierung der Strahlung ausgenutzt werden.30 crystal heated, so that its conductivity is increased. This increase in conductivity can lead to Regi radiation can be exploited.
Der Wellenlängenbereich zwischen 8 und 11 μ istThe wavelength range is between 8 and 11 μ
technisch von besonderer Bedeutung, da die Strahlungtechnically of particular importance because the radiation
35 des CO„-Lasers, des energiereichsten bekannten Lasers, die" eine Wellenlänge \<v 10,6 μ besitzt, in diesem Bereich liegt. Der Strahlungsempfänger ist daher35 of the CO "laser, the most energetic known laser, which" has a wavelength \ <v 10.6 μ, lies in this range. The radiation receiver is therefore
Gegenstand des Hauptpatents 1 614 535 ist ein insbesondere als Detektor für die Strahlung diesesThe subject of the main patent 1 614 535 is, in particular, a detector for the radiation of this
Fotowiderstand aus einem Halbleitermaterial (Indi- Lasers geeignet. Ferner eignet sich der Strahlungs-Photoresistor made of a semiconductor material (Indi-Lasers suitable. Furthermore, the radiation
umantimonid), das zueinander parallel ausgerichtete, 40 empfänger hervorragend als Detektor der im gleichenumantimonid), the mutually parallel aligned, receiver 40 excellent as the detector in the same
nadelartige Einschlüsse aus einer zweiten, elektrisch Welleniängenbereteh liegenden Wärmestahlung nied-needle-like inclusions from a second, electrically wavelength-higher heat radiation low
besser leitenden, metallisch absorbierenden kristal- iiger Farbtemperatur, die von Objekten ausgestrahltbetter conductive, metallic absorbing crystalline color temperature emitted by objects
linen Phase (Nickelantimonid) enthält, und de£sen wird, die Oberflächtn'emperaturen zwischen etwaLinen phase (nickel antimonide) contains, and which is sen, the surface temperatures between about
Einschlüsse für den Nachweis von Strahlen mit einer - 20° C und 4 100° C besitzen. Als solche ObjekteHave inclusions for the detection of rays with a - 20 ° C and 4 100 ° C. As such objects
Willenlänge größer als 8 μ einen Abstand vonein- 45 kommen insbesondere leben Je Organismen in Frage,Will length greater than 8 μ a distance of 45 come in particular live Depending on organisms in question,
ander haben, der gleich oder kleiner als die Vakuum- deren Körpertemperatur in diesem Temperaturbereichothers that are equal to or less than the vacuum - their body temperature in this temperature range
wellenlänge der zu empfangenden Strahlung ist. Hegt.is the wavelength of the radiation to be received. Cherishes.
Durch die in die halbleitende Phase eingebetteten Damit die Dicke des Halbleiterkristalls möglichst Einschlüsse wird bei diesem Fotowiderstand erreicht, klein gehalten werden kann, soll die SiOx-Schicht daß der Halbleiterkristall auch Strahlung einer WeI- 50 vorzugsweise so dick sein, daß ein erheblicher Teil lenlänge absorbiert, für die Indiumantimonid ohne der eindringenden Strahlung in der Schicht absorbiert Einschlüsse auf Grund der Lage der Absorptions- wird. Die SiO^-Schicht soll daher vorzugsweise minkante bei 7,2 μ bereits durchlässig und daher nicht destens 2 μ dick sein. Diese Schichtdicke entspricht mehr empfindlich ist. Die Einschlüsse müssen im bei einer SiO„-Schicht im Wellenlängenbereich von wesentlichen senkrecht zu dem im Halbleiterkristall 55 etwa 8 bis 9,6 μ, bei einer SiO-Schicht im Wellenfließenden Strom stehen, da bei parallel zur Strom- längenbereich von etwa 9 bis 11 μ mindestens richtung verlaufenden Einschlüssen wegen der kurz- der doppelten Eindringtiefe der Strahlung in die schließenden Wirkung dieser Einschlüsse der Dunkel- jeweilige Schicht. Die Eindringtiefe ist definier'., widerstand des Halbleiterkristalls zu stark herab- als reziproke Absorptionskonstante. Bei einer gesetzt würde. Ein Strahlungsempfänger mit einem 60 Schichtdicke von der doppelten Eindringtiefe der solchen Fotowiderstand hat den Vorteil, daß er auch Strahlung werden etwa 86,5 °/o der eingedrungenen bei Zimmertemperatur betrieben werden kann. Strahlung in der Schicht absorbiert. Auch außerhalb Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen der genannten Wellenlängenbereiche reicht eine solchen Fotowiderstand so zu verbessern, daß trotz Schichtdicke von mindestens 2 μ aus, um einen wesentverringerter Dicke des Halbleiterkristalls eine hohe 65 liehen Anteil der eindringenden Strahlung zu absor-Empfindlichkeit des Strahlungsempfängers im WeI- bieren.Embedded in the semiconducting phase, so that the thickness of the semiconductor crystal as possible inclusions is achieved with this photoresistor, can be kept small, the SiO x layer should be so thick that the semiconductor crystal also radiation of a whiteness is preferably so thick that a considerable part of the length absorbed, for the indium antimonide without the penetrating radiation in the layer is absorbed inclusions due to the location of the absorption. The SiO ^ layer should therefore preferably already be permeable at 7.2 μ and therefore not at least 2 μ thick. This layer thickness corresponds to is more sensitive. In the case of an SiO2 layer, the inclusions must be in the wavelength range essentially perpendicular to that in the semiconductor crystal 55, approximately 8 to 9.6 μ μ inclusions running at least in the direction because of the short twice the penetration depth of the radiation in the closing effect of these inclusions of the dark respective layer. The penetration depth is defined, the resistance of the semiconductor crystal too much - as a reciprocal absorption constant. If one would be set. A radiation receiver with a layer thickness of twice the penetration depth of such a photoresistor has the advantage that it can also be operated at room temperature with about 86.5% of the penetrated radiation. Radiation absorbed in the layer. Also outside of the invention, the object is to improve one of the mentioned wavelength ranges, such a photoresistor is sufficient that, despite the layer thickness of at least 2 μ, a high proportion of the penetrating radiation is sufficient for the radiation receiver to absorb a significantly reduced thickness of the semiconductor crystal in weaving.
lenlängenbereich zwischen etwa 8 und 11 μ erreicht Da das Absorptionsmaximum der SiO^-Schicht jelength range between about 8 and 11 μ reached Since the absorption maximum of the SiO ^ layer depending
wird. nach dem Sauerstoffgehalt bei etwas verschiedenenwill. according to the oxygen content at something different
Ι 789Ι 789
Wellenlängen liegt, kann durch spezielle Wahl der Zusammensetzung der SiO^-Schicht der Wellenlän-• »reich der maximalen Absorption etwas ver- Kn werden. Bei einer SiO-Schicht liegt das irniionsmaximum beispielsweise bei einer Wellenlänge von etwa 10 μ, bei einer SiCX-Schicht bei einer ^Wellenlänge vun etwa 9 μ. Im "Bereich des Absorptionsmaximums der SiOx-Schicht ist die Empfinclltt-hkeit des Strahlungsempfängers besonders hoch Sie ist jedoch ohne Rücksicht auf die spezielle Zusammensetzung der Schicht im gesamten WelleninßcMbereich zwischen 8 und 11 μ ausreichend groß. Om ein besonders breites Absorpüonsmaximum nd damit eine sehr hohe Empfindlichkeit über einen breit.-ιcn Wcllenlängenbereich zu erhalten, kann die SiO Schicht vorteilhaft so ausgebildet sein, daß der Sau- ι iiilfgehalt über die Schichtdicke variiert.Wavelength is, the composition, the SiO ^ layer of wavelengths • "rich of maximum absorption something comparable K n by special election. In the case of an SiO layer, the irniion maximum is, for example, at a wavelength of approximately 10 μ, in the case of a SiCX layer it is at a wavelength of approximately 9 μ. The sensitivity of the radiation receiver is particularly high in the area of the absorption maximum of the SiO x layer. However, regardless of the special composition of the layer, it is sufficiently large in the entire wave size range between 8 and 11 μ to obtain high sensitivity over a breit.-ι cn Wcllenlängenbereich, the SiO layer may advantageously be designed so that the sow ι iiilfgehalt varies across the layer thickness.
,V, besonders vorteilhaft für den Strahlungsempfä,Hvr haben sich Indiumantimomdkristalle mit Eins'chi ^n aus Nickelantimonid erwiesen, bei denen die iυ chlüsse mit dem Indium timonid ein Eutektiki,,. bilden. Bei gerichteter Kristallisation oder beiiV Zonenschmelzen von Indiumantimonid mit 1 8 Gewichtsprozent Nickelantimonid bildet sich ein söksirs Eutektikum, in dem sich das Nickelantimonid in t'orni von parallel zueinander ausgerichteten N-.-i.-ln ausscheidet, die etwa 10 bis 100 μ, vorzugsw.Ve etwa 30 μ, lang sind, und einen Durchmesser von etwa 0,5 μ besitzen. Der seitliche Abstand zwisc> ->n den einzelnen Nadeln betragt etwa 3,5 u., V, Indium antimony crystals with inserts made of nickel antimonide, in which the connections with the indium timonide produce an eutectic, have proven to be particularly advantageous for radiation sensitivity. form. With directional crystallization or with zone melting of indium antimonide with 18 percent by weight nickel antimonide, a söksirs eutectic is formed in which the nickel antimonide separates in t'orni of parallel N -.- i.-ln, which is about 10 to 100 μ, preferably w .Ve about 30μ, long, and about 0.5μ in diameter. The lateral distance between the individual needles is about 3.5 u.
Terner eignen sich als Halbleiterkörper für den Str ihlungsempfänger Indiumantimomdkristalle mit Einschlüssen aus Manganantimonid, bei denen wiederum ein Eutektikum aus dem Halbleitergrundmaterial und den Einschlüssen vorliegt. Beim gench teien Kustallisieren oder beim Zonenschmelzen von Indiumantimonid mit etwa 6,5 Gewichtsprozent Manganantimonid bildet sich ein solches Eutektikum, m dem sich das Manganantimonid in Form von im wesentlichen parallel zueinander ausgerichteten Nad»ln ausscheidet. Die Nadeln sind etwa 10 bis 100 μ lang haben einen Durchmesser von etwa 1 μ und einen seitlichen Abstand von etwa 3,5 μ.Terner are suitable as semiconductor bodies for the Radiation receiver indium antimony crystals with inclusions of manganese antimonide, which in turn a eutectic consisting of the semiconductor base material and the inclusions is present. With gench parts or during zone melting of Such a eutectic is formed by indium antimonide with about 6.5 percent by weight of manganese antimonide, m the manganese antimonide in the form of needles aligned essentially parallel to one another ruled out. The needles are about 10 to 100 μ long have a diameter of about 1 μ and a lateral distance of about 3.5 μ.
Tm einzelnen sind derartige HalbleiterUr.stalle und Verfahren zu ihre- Herstellung in einem Aufsatz in de"Schrift »The Journal of Physics and Chemistry of Solids«, Band 26 (1965), S. 2021 bis 2028, be-SC DiebEinschlüsse können im Halbleiterkristall vo'-Tm individual are such HalbleiterUr.stalle and processes for your- production in an essay in de "writing" The Journal of Physics and Chemistry of Solids ", Volume 26 (1965), pp 2021-2028, SC loading the b inclusions in the semiconductor crystal
' teilhaft in Richtung der zu ^fangenden StrahlungPartly in the direction of the radiation to be captured
oder senkrecht zur Richtung der zu empfangenden Kontakte können beisg'sw^se ^fz^^ Kon*akt? vorgesehen sem Au ^ Halbkiter.or perpendicular to the direction of the contacts to be received can beis g ' sw ^ se ^ f z ^^ Kon * act ? envisaged sem Au ^ half kiters .
der Strahlung bestimmten UD-rn hen Diese the radiation certain UD-rn hen these
kristall* 1 »st eine,e^°;f™ Hochvakuum auf die ^hicht kann vorteitoit "Lrbleiterknstalls aufgegereinigte Oberflache aescrystal * 1 »st a , e ^ °; f ™ high vacuum to ^ hicht can ADVANTAGES toi t "Lrbleiterknstalls been cleaned surface aes
dampft werden ... -t beispielsweise etwabe steamed ... - t for example
Der Halbte.terknstaU 1 *t P^ ^ χ The Halbte.terknstaU 1 * t P ^ ^ χ
?'001 ^m ^VhSt ist ewa 2 μ dick, in ihr wird xo lang. Die SiO-SchichM t ^a μ ^ ^.^? ' 001 ^ m ^ VhSt is about 2 μ thick, in it becomes xo long. The SiO-SchichM t ^ a μ ^ ^. ^
daher ^^-'^^.^fab ο biert. Ein weiterer Teil dnngenden St ahlung abs> lM sdbst absor.hence ^^ - '^^. ^ fab ο biert. Another part of thin steel abs > lM sdbst absor .
der Strahlung wird im « j kdl des eigcnleiten-the radiation is in the «j kdl of the
biert Da dlc 5P^ ^^Nickelantimonideinschlus-1S den I^iumant.momds mit N ^ ^ Rich.biert Da dlc 5 P ^ ^^ nickel antimonide inclu- 1S den I ^ iumant.momds with N ^ ^ rich .
sen ^. Zirnm^emf r«ur u cm)_, betragt sen ^. Zirnm ^ emf r «ur u cm) _, amounts
ur. & der El**££^5sttll ein V en Dunkclwide· stand hat dieser Halbleitcrkristaiiur. & the El ** ££ ^ 5sttll a V en Dunkclwide · stand has this semiconductor crystal
vc"et^^ 7·°η einem oleichartifcen Halbleiterkristall ao Damit '" £Jen\ * ,lwa g,°ich großer Teil der ohne S.O-Sch.ch e^ el absQ g rbicrl ^ müßte d.eeindring^„f^von etwa 0.01 cm haben. Die vc " et ^^ 7 · ° η a ol e icharti fc en semiconductor crystal ao So that '" £ J en \ *, lwa g , ° i large part of the without SO-Sch.ch e ^ el absQ g rbicrl ^ would have to d. have penetration ^ "f ^ of about 0.01 cm. the
st Kn]lfj™L ^c von Indiumantimonid mit AbsorptionskonstaniJ-^i Uch bei st Kn] l fj ™ L ^ c ^ i of indium antimonide with AbsorptionskonstaniJ- at Uch
a5 Nicke »^^^^ /etwa 200 cm-, ^»jJ^^^Singtief = von 0,005 cm ergibt, so daß «fh eme £ 1™J bei der etwa 86.S »/.der D«Ä^i absorbifirt werden, ist dann e.nd' -^ntoiS uahl B leiterknslan t,ieser Dickea 5 nod »^^^^ / about 200 cm-, ^» jJ ^^^ Singtief = of 0.005 cm results, so that «f h eme £ 1 ™ J at about 86.S» /. the D «Ä absorbifirt be ^ i, is then e.nd '- ^ ntoiS uahl B leiterknslan t, ie thickness ser
3° 0,01 cm. Urn^Du e dnen Dunkelwiderstand3 ° 0.01 cm. Urn ^ You arose the Dark Resistance
und e nerBrut ^"υ· j h müßte der Halbleiter vor> ejjv .0Ohm zu err ^ ^ and a brood ^ " υ · j h the semiconductor would have to err ^ ^ before> ejjv .0Ohm
kristall etwa siO-Schicht versehenen HaIb-crystal about SiO -layer provided with half-
Langt dte. m.t einer ^^ ^ ^ Langt dte. with one ^^ ^ ^
35 ^™\S, J^ durch diesen G.ößenvergle.ch sehr zielte Vorteil35 ^ ™ \ S , J ^ by this G. Greatensvergle.ch very targeted advantage
deutl.cn. k ; „ des erfindungsgemäßen Strah-clearly cn. k ; "Of the beam according to the invention
Der Ha ^e kr auch vorteilhaft maander-The Ha ^ e kr also beneficial meander-
^Pg s ,^ in Dadurch wird erreicht daß <o form g ausgab^ det se^^ ^^ Pg s , ^ in This way we d achieved that <o form g output ^ det se ^^ ^
die stramu g ν hä,tmsmäßig kleinen, be spiels kn alls^auf «η ^^ rt ,«, undthe STRAMU g ν huh, tmsmä ß ig small, game be kn alls ^ on "η ^^ rt," and
J «st^q Dunkelwiderstand des HalbleiterJ 'st ^ q dunks lwiderstand the semiconductor
dennoch ei, In Fig. 2 ist em solcher Straf45 ^nstalls n e f r a Z'e'r mit einem mäanderförm.gen HaIbungjempfi nge^J^ dargestellt,Der Ha.ble.ter ^tt Indiumantimonid «i^dasnevertheless egg , in Fig . 2 em is such Straf45 nstalls ^ n e f r a Z 'e' with a length r mäanderförm.gen HaIbungjempfi ^ J ^ Darges tellt, The Ha.ble.ter ^ tt indium antimonide "i ^ the
50 rech zur Richtung und ^ g 50 right to the direction and ^ g
fl eßen ^ ^ d A d n Endenfl eßen ^ ^ d A dn ends
und Beispiele so,, dieand examples like that ,, the
SS^^^Se ,ein Aus-SS ^^^ Se, an ex
füSungsbelpiel für einen Strahlungsempfänger ge-füSungsbelpiel for a radiation receiver
^dSf Ä. 1 dargestellten Strahlungsempfänger begeht der'Halbleiterkristall 1 aus Indium-^ dSf Ä. 1 shown radiation receiver commits the 'semiconductor crystal 1 of indium
spielsweise aus Kupfer bestehende Draht s 4 vorge sehen, die mit einem niedrig schmelzenden Lot mi dem Halbleiterkristall verlotet sind. An Stelle dieser O erflache^^ ^ auf dies, eineFor example, existing copper wire s 4 see easily, which are soldered to the semiconductor crystal with a low-melting solder mi. Instead of this O erflache ^^ ^ o f this, a
17 aufgebracht Jr I^Jß-^Ät.,17 applied Jr I ^ Jß- ^ Ät.,
J J' ^^lsweise0,00l cm dick undO,O5 cmJ J '^^ by 0.001 cm thick and 0.05 cm
aur aufgeklebt sein kann.can only be glued on.
d.e^r Jn fJer Sio2-Schicht kann beispiels-de ^ r J n fJer Si o 2 -layer can for example
weise SiO in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre auf die gereinigte Oberfläche des Halbleiterkristalls aufgedampft werden oder es kann zunächst im Vakuum eine SiO-Schicht aufgedampft werden. die anschließend zu SiO2 oxydiert wird. Auf diese SiO2-Schicht kann dann im Hochvakuum die SiO-Schicht aufgedampft werden.SiO can be vapor-deposited onto the cleaned surface of the semiconductor crystal in an oxygen-containing atmosphere, or an SiO layer can first be vapor-deposited in a vacuum. which is then oxidized to SiO 2. The SiO layer can then be vapor-deposited onto this SiO 2 layer in a high vacuum.
Bei Verkleinerung der Breite und Erhöhung der Länge des Halbleiterkristalles können auch höhere Dunkelwiderständc erreicht werden.When reducing the width and increasing the length of the semiconductor crystal, higher Dark resistance can be achieved.
Claims (4)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19681789047 DE1789047C (en) | 1968-09-27 | Photoresistor for radiation with a wavelength greater than 8 my |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19681789047 DE1789047C (en) | 1968-09-27 | Photoresistor for radiation with a wavelength greater than 8 my |
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DE1789047A1 DE1789047A1 (en) | 1972-04-06 |
DE1789047B2 DE1789047B2 (en) | 1972-11-23 |
DE1789047C true DE1789047C (en) | 1973-06-20 |
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