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Die Erfindung betrifft das Gebiet der Halbleiterbauelemente.
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Die Konstruktionserfordernisse für Flugkörperabwehr- und
Raumüberwachungssysteme haben das Erfordernis für
Erfassungs- und Bilderstellungssysteme geschaffen, die dazu in
der Lage sind, im langwelligen Infrarotbereich (LWIR) zu
arbeiten. Diese Systeme legen Parametern wie der Auflösung,
dem Gesichtsfeld, der Betriebstemperatur, der
Ansprechgeschwindigkeit, der Empfindlichkeit, der Kalibriereinfachheit
und der Strahlungsbeständigkeit kritische
Leistungsbeschränkungen auf. Insbesondere hat das Erfordernis zum Verbessern
der Auflösung und des Gesichtsfeldes den Wunsch nach Arrays
hoher Dichte und großer Fläche von LWIR-Detektoren
geschaffen. Bei den großen Datenmengen, die von solchen Arrays
erzeugt werden, ist Brennebenen-Signalverarbeitung
erforderlich, um sowohl Szenenerkennung zu ermöglichen als auch die
Datenverbindungserfordernisse zu verringern. Bauelemente auf
Siliziumbasis erscheinen gut geeignet, um diese
Erfordernisse zu erfüllen, da die Großintegrations(LSI = Large Scale
Integration)-Techniken, die in großem Umfang für diese
Technologie entwickelt wurden, mit
Störstellensilizium-Detektortechnologie zum Herstellen monolithischer und hybrider
Brennpunktebenen kombiniert werden können.
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Die vorstehend genannten Systeme müssen jedoch dazu in der
Lage sein, während nuklearer Ereignisse und während der
Nachwirkungen solcher Ereignisse zu arbeiten. Unter diesen
Bedingungen können durch Kernstrahlung hervorgerufene
Ionisierimpulse (Signalspitzen) im Detektorausgangssignal zu
einer zusätzlichen Störsignalkomponente führen, die die
Fähigkeit eines solchen Systems verringert, schwache Ziele zu
erkennen,
und zur Belastung der Zuverlässigkeit beim
Interpretieren des Ausgangssignals aus der Brennpunktebene beiträgt.
So kann die Verwendbarkeit eines Erfassungs- und
Bilderstellungssystems dadurch erhöht werden, daß die Empfindlichkeit
des Systems auf Kernstrahlung verringert wird.
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Obwohl derartige durch Strahlung hervorgerufene Störsignale
durch Verringern der Detektordicke verringert werden können,
kann die Dicke eines herkömmlichen störstellenleitenden
Siliziumdetektors nicht ausreichend verringert werden, ohne
daß das Leistungsvermögen des Detektors geopfert wird, was
zu nichthinnehmbaren Dunkelstromwerten, verstärktem
optischen Übersprechen und einer Verschlechterung bei niedrigen
Hintergrundpegeln durch Ansprechanomalien führt. Detektoren
mit gesperrtem Störstellenband, wie sie in US-A-4,568,960
beschrieben sind, stellen eine wirkungsvolle Lösung für das
Problem eines Betriebs in einer Umgebung mit Kernstrahlung
dar. Die Struktur dieser Detektoren zeigt eine innenwohnende
Überlegenheit hinsichtlich der Beständigkeit gegen
Kernstrahlung, und sie zeigen verringertes optisches
Übersprechen zwischen benachbarten Detektoren bei Arrays mit engem
Abstand. Ferner wurde gezeigt, daß gesperrte
Störbanddetektoren frei von solchen Arten vorschriftswidrigen Verhaltens
sind, wie Speichereffekten, Impulsformänderung,
nichtlinearem Ansprechverhalten, durch Kernstrahlung hervorgerufenen
Änderungen des Ansprechverhaltens usw., wie sie bei
herkömmlichen störstellenleitenden, photoleitenden
Siliziumdetektoren beobachtet werden. Der sich ergebende überragende
Frequenzgang und die Kalibrierstabilität sind wesentliche
Aktivposten beim Optimieren des Leistungsvermögens eines
Sensorsystems.
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Zusätzlich zur Verwendung in einem Detektor wäre es jedoch
auch von Vorteil, wenn das Konzept der Störbandleitung auch
für andere Bauelemente verwendbar wäre. Z.B. könnten aktive
Schaltungselemente mit diesem Konzept viele Anwendungen
finden. Derartige Schaltungselemente können dazu verwendet
werden, Multiplexer, Vorverstärker und viele andere aktive
Vorrichtungen herzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine allgemeine Aufgabe dieser Erfindung, eine neue
und verbesserte Familie von Halbleiterbauelementen auf
Grundlage des Konzepts der Störbandleitung anzugeben.
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Ein erfindungsgemäßer Transistor ist für Betrieb bei
Temperaturen geschaffen, bei denen die thermische Erzeugung
freier Ladungsträger vernachlässigbar ist. Der Transistor weist
einen halbleitenden Kollektor mit einer Konzentration an
Fremdstoffen von einem ersten Leitungstyp, die dafür
ausreicht, um zu metallischer Leitfähigkeit zu führen, und einen
halbleitenden Emitterbereich mit einer ähnlichen
Fremdstoffkonzentration auf, während die Basis eine Konzentration an
Fremdstoffen vom ersten Leitungstyp enthält, die dafür
ausreicht, ein Störenergieband zu schaffen, und eine
Konzentration vom zweiten Leitungstyp, die weniger als die Hälfte der
Konzentration der Fremdstoffe vom ersten Leitungstyp ist.
Ein erster Sperrbereich ist zwischen die Basis und den
Kollektor eingefügt, während ein zweiter Sperrbereich die Basis
und den Emitter voneinander trennt.
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Die Fremdstoffe vom ersten Typ können Donatoren oder
Akzeptoren sein, und ohmsche Kontakte können an die Basis, den
Emitter und den Kollektor angefügt sein.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Zusätzliche Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden in der untenstehenden, detaillierten Beschreibung
diskutiert, die sich auf die Zeichnungen bezieht, in denen:
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Fig. 1 Energieniveaudiagramme für drei verschiedene Werte
einer Fremdstoffkonzentration in einem n-halbleitenden
Material zeigt;
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Fig. 2 ein Querschnitt ist, der eine Flächediode
veranschaulicht;
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Fig. 3 ein Energiebanddiagramm für die Flächendiode bei
Vorspannung in Durchlaßrichtung ist;
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Fig. 4 eine Kurve ist, die graphisch die Verteilung des
elektrischen Felds in der Flächendiode bei Vorspannung in
Durchlaßrichtung zeigt;
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Fig. 5 ein Energiebanddiagramm für die Flächendiode bei
Vorspannung in Sperrichtung ist;
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Fig. 6 eine Kurve für die Verteilung des elektrischen Feldes
in der Flächendiode bei Vorspannung in Sperrichtung ist;
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Fig. 7 eine Kurve ist, die die Strom/Spannung-Charakteristik
einer n-Diode in Durchlaß- und Sperrichtung zeigt;
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Fig. 8 ein Querschnitt durch einen n-Transistor ist, der
erfindungsgemäß aufgebaut ist;
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Fig. 9 das Energiebanddiagramm und die Verteilung des
elektrischen Feldes für einen n-Transistor zeigt;
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Fig. 10 ein Querschnitt eines p-Transistors ist;
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Fig. 11 ein Querschnitt eines n-Phototransistors ist; und
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Fig. 12 eine Draufsicht auf den in Fig. 11 dargestellten
Phototransistor ist.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Wegen des neuartigen Lösungswegs der Erfindung im Vergleich
zum Stand der Technik, wird es nützlich sein, dieser
Beschreibung eine allgemeine Diskussion betreffend die
Leitungsarten voranzustellen, die in einem störstellenleitenden
Halbleitermaterial auftreten können. Die Erläuterung
konzentriert sich auf ein n-Material (Material, das vorwiegend als
Donator wirkende Fremdstoffe oder Defekte enthält), jedoch
erkennt der Fachmann, daß eine ähnliche Untersuchung auf ein
p-Material (das überwiegend als Akzeptoren wirkende
Fremdstoffe oder Defekte enthält) anwendbar ist.
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Es sei ein halbleitendes Material betrachtet, das eine
Donatorkonzentration ND und eine Akzeptorkonzentration NA < ND
aufweist, die bei ausreichend niedriger Temperatur, bei der
die thermische Erzeugung freier Ladungsträger
vernachlässigbar ist, im thermischen Gleichgewicht stehen.
Energieniveaudiagramme für die drei möglichen Donatorkonzentrationen bei
dieser Situation sind in Fig. 1 veranschaulicht. Bei
niedriger Donatorkonzentration herrscht der in Fig. 1(a)
dargestellte Zustand vor. Hierbei erzeugen die Donatoren und
Akzeptoren Niveaus in der verbotenen Energielücke zwischen dem
Valenzband und dem Leitungsband. Bei der angegebenen
niedrigen Temperatur sind alle Ladungsträger auf
Störstellenniveaus ausgefroren. Es ist wohlbekannt, daß in diesem Zustand
alle Akzeptoren negativ geladen sind (weswegen sie als A&supmin;-
Ladungen bezeichnet sind) und daß die Konzentration ND&spplus;
ionisierte Donatoren (D&spplus;-Ladungen) der Akzeptorkonzentration
NA entspricht. Die Konzentration NDº neutraler Donatoren
(Dº) ist dann wie folgt gegeben:
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NDº = ND-NA (1).
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Die Möglichkeit, daß ein Donator zwei Elektronen bindet (als
D&supmin;-Niveaus eingezeichnet) ist der Vollständigkeit halber in
Fig. 1 aufgenommen, obwohl derartige Zustände für die
Erfindung nicht erforderlich sind.
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Bei dieser niedrigen Donatorkonzentration sind die Donatoren
ausreichend weit voneinander beabstandet, daß ein Tunneln
von Elektronen zwischen Donatororten ausgeschlossen ist. Bei
dieser niedrigen Temperatur kann das Material als Isolator
angesehen werden, obwohl im Material durch in das
Leitungsband injizierte Elektronen oder durch in das Valenzband
injizierte Löcher ein Strom geführt werden kann. Ein
derartiges Material wird zweckdienlicherweise als i-Material
bezeichnet (für die Erfindung ist es in diesem
Niedrigkonzentrationsbereich nicht erforderlich, zwischen n- und p-Typ zu
unterscheiden).
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Fig. 1(b) veranschaulicht den Fall einer mittleren
Donatorkonzentration. Hier hat der Abstand zwischen Fremdstoffen
ausreichend dafür abgenommen, daß Elektronen auf den
Donatoren schnell von besetzten auf unbesetzte Donatorstellen
tunneln oder "springen" können. Tatsächlich verschmelzen die
Donatorniveaus zu einem "Störband", das energetisch vom
Leitungsband (und dem durch D&supmin;-Zustände gebildeten Band)
getrennt ist. Der Begriff "Störband" bezieht sich auf eine
Ansammlung von Energieniveaus, die innerhalb einer verbotenen
Energielücke oder einer Bandlücke eines Halbleitermaterials
vorhanden sind. Bei der mittleren Konzentration kann
Ladungstransport im Material zwischen diesen Energieniveaus
stattfinden, ohne daß es erforderlich ist, die Ladungsträger
in das Valenz- oder Leitungsband des Materials anzuregen.
Das Störband muß nicht notwendigerweise aus tatsächlichen
"bandähnlichen" oder ausgedehnten Energiezuständen bestehen,
sondern es kann aus Zuständen bestehen, die an Fremdstoffen
oder Störstellen innerhalb des Materials lokalisiert sind.
Im letzteren Fall kann Ladungstransport durch eine Spring-
oder Tunnelbewegung zwischen den Fremdstoff- oder
Störstellenorten erfolgen. Da die Anzahl freier Zustände
(D&spplus;-Ladungen) im Störband der Anzahl kompensierender Akzeptoren
entspricht, müssen zwei Situationen unterschieden werden.
Wenn 1/2 ND < NA < ND, ist das Störband weniger als halb
voll, und die Ladungsträger im Störband können als (negativ
geladene) Elektronen angesehen werden. Wenn NA < 1/2 ND ist,
sind die Ladungsträger im Störband jedoch positiv geladene,
freie Zustände oder bewegliche D&spplus;-Ladungen. Ein Material,
bei dem ND im mittleren Konzentrationsbereich liegt, und bei
dem NA < 1/2 ND ist, kann als D-Material bezeichnet werden.
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Wie es in Fig. 1(c) dargestellt ist, führt eine ausreichend
hohe Donatorkonzentration zu "metallischer" oder entarteter
spezifischer elektrischer Leitfähigkeit. Hierbei hat sich
das Störband energetisch verbreitert und überlappt mit dem
Leitungs- und/oder dem D&supmin;-Band. In dieser Situation können
die Ladungsträger in gewissem Sinn als negative Elektronen
über dem Ferminiveau und als positive freie Zustände unter
dem Ferminiveau angesehen werden. Ein Material mit einer
Donatorkonzentration, die ausreichend hoch dafür ist, daß es
diese "metallische" Leitfähigkeit zeigt, wird als
n&spplus;-Material bezeichnet.
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Wie oben angegeben, kann eine ähnliche Untersuchung für ein
p-Material ausgeführt werden, wobei das Störband von
Akzeptorniveaus herrührt. In diesem Fall wird ein Material, bei
dem NA im mittleren Konzentrationsbereich liegt und ND < 1/2
NA ist, als A-Material bezeichnet. Bei einem A-Material wird
die Rolle beweglicher D&spplus;-Ladungen von (negativ geladenen)
A&supmin;-Ladungen eingenommen. Ferner wird ein p-Material, das
eine Akzeptorkonzentration aufweist, die ausreichend hoch
dafür ist, daß es metallische Leitfähigkeit zeigt, als
p&spplus;-Material
bezeichnet.
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Die Struktur einer n-Flächendiode ist in Fig. 2 im
Querschnitt dargestellt. Eine n&spplus;-Schicht 10 ist mit einer
ausreichenden Menge an Donatorfremdstoffen dotiert, um
metallische Leitfähigkeit zu zeigen, während eine D-Schicht 12 mit
einer Konzentration an Donatorfremdstoffen dotiert ist, die
dafür ausreicht, ein Störenergieband zu erzeugen. Darüber
hinaus wird die Konzentration von Akzeptorfremdstoffen in
der Schicht 12 auf weniger als der Hälfte der
Donatorkonzentration gehalten.
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Diese Schichten werden durch eine dünne i-Sperrschicht 14
voneinander getrennt, in der im wesentlichen kein
Ladungstransport durch das Störband erfolgen kann. Diese
Eigenschaften der Schichten 10, 12 und 14 beziehen sich natürlich
auf den Betrieb des Bauelements bei einer Temperatur, die
ausreichend niedrig dafür ist, daß thermische Erzeugung
freier Ladungsträger vernachlässigbar ist. Ohmsche Kontakte
16 und 18 sind an den Schichten 10 und 12 angebracht, um die
Diode mit einer elektrischen Schaltung zu verbinden. Dem
Fachmann ist es erkennbar, daß ein entsprechendes
p-Bauelement mit einer p&spplus;-Schicht und einer A-Schicht hergestellt
werden kann, die von einer dünnen Sperrschicht voneinander
getrennt werden.
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Der Betrieb der n-Flächendiode von Fig. 2 kann in
Zusammenhang mit den Diagrammen der Fig. 3-6 erläutert werden.
Fig. 3 ist ein vereinfachtes Energiebanddiagramm, das den
Zustand der Diode bei Anlegen eines vorspannenden Potentials
in Durchlaßrichtung repräsentiert (negatives Potential auf
der n&spplus;-Seite), wobei Fig. 4 die Verteilung des elektrischen
Feldes innerhalb der Diode bei Vorspannung in
Durchlaßrichtung zeigt, während die Fig. 5 und 6 das Energiebanddiagramm
und das elektrische Feld für ein vorspannendes Potential in
Sperrichtung zeigen. Bei diesen Diagrammen ist angenommen,
daß ohmsche Kontakte für das n&spplus;- und das D-Material in
Bereichen mit niedriger Feldstärke ausreichend weit vom
Übergang entfernt vorhanden sind. Die schraffierten Bereiche 20
und 22 repräsentieren mit Elektronen aufgefüllte Zustände im
n&spplus;- bzw. D-Bereich, die bewegliche D&spplus;-Ladungsträger und
Ladungsträger 24 enthalten. Es sind auch Elektronen 26 und ein
neutraler Donator 28 dargestellt.
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Im Zustand der Vorspannung in Durchlaßrichtung erscheint der
größte Teil der angelegten Vorspannung an der dünnen
Sperrschicht 14, da sowohl die n&spplus;-Schicht 10 als auch die D-
Schicht leitend sind. Dies führt zu einem starken
elektrischen Feld in der Sperrschicht in einer solchen Richtung,
daß die Elektronen 26, die leicht vom n&spplus;-Bereich in die
Sperrschicht injiziert werden, in den D-Bereich driften.
Dort rekombinieren die Elektronen mit beweglichen
D&spplus;-Ladungen 24 im Bereich des schwachen Feldes (oder sie werden
u. U. am ohmschen Kontakt gesammelt). Der niedrige Widerstand
der Diode in Durchlaßrichtung rührt von der Leichtigkeit
her, mit der Elektroneninjektion erfolgen kann, was zu einem
großen Elektronenstrom durch den Übergang führt.
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Der hohe Widerstand der Diode in Sperrichtung tritt auf, da
die positiven D&spplus;-Ladungen 24 im n&spplus;-Material nicht in die
Sperrschicht injiziert werden können, da dort kein Störband
existiert, und da keine freie Elektronen im D-Material
vorhanden sind, die in die Sperrschicht injiziert werden
könnten. Daher fließt kein Strom durch den Übergang. Zusätzlich
ist das D-Material nahe der i-D-Grenzfläche an D&spplus;-Ladungen
verarmt, wie dies in der älteren Anmeldung erläutert ist
(Reihenfolge-Nr. 199,881; wie am 23. Oktober 1980
eingereicht, deren Lehre durch Bezugnahme eingeschlossen wird).
Da die den kompensierenden Akzeptoren zugehörige negative
Ladung unbeweglich ist, nimmt das Feld den in Fig. 6
dargestellten
Verlauf ein.
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Die Strom/Spannung-Charakteristik einer n-Diode für die
Durchlaß- und die Sperrichtung sind in Fig. 7 dargestellt.
Diese Daten wurden für ein Bauelement auf Siliziumbasis
erhalten, das mit Arsen dotiert war; die Messung erfolgte bei
8 K. Der Strom in Sperrichtung betrug weniger als 10&supmin;¹³ A,
bis zu einem Durchbruch nahe einer angelegten Vorspannung
von -3 V, während der Strom in Vorwärtsrichtung bei +1 V
ungefähr 3,5 · 10&supmin;¹¹ A betrug. Der Durchbruch bei Vorspannung
in Sperrichtung tritt wahrscheinlich dann auf, wenn sich der
Verarmungsbereich bis zum elektrischen Kontakt mit dem
D-Material erstreckt.
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Flächendioden können erfindungsgemäß so kombiniert werden,
daß sie Transistoren bilden, weitgehend auf dieselbe Weise,
wie herkömmliche pn-Dioden kombiniert werden können, um
bipolare npn- und pnp-Transistoren zu bilden. Die Struktur
eines solchen n-Transistors ist in Fig. 8 im Querschnitt
dargestellt. Eine D-Basis 30 ist mit einer ausreichenden
Konzentration an Donatorfremdstoffen dotiert, um ein
Störenergieband zu erzeugen, wobei die Konzentration von
Akzeptorfremdstoffen auf weniger als der Hälfte der
Donatorkonzentration gehalten ist. Ein n&spplus;-Kollektor 32 ist so dotiert,
daß er metallische Leitfähigkeit aufweist, und ein
n&spplus;-Emitter 34 ist ähnlich für metallische Leitfähigkeit dotiert.
Ein erster Sperrbereich 36 ist zwischen der Basis und dem
Kollektor angeordnet, während ein zweiter Sperrbereich 38
zwischen der Basis und dem Emitter vorliegt. Diese
i-Sperrbereiche weisen geringe Fremdstoffkonzentration auf, so daß
im wesentlichen kein Ladungstransport durch den
Störstellenleitungsmechanismus erfolgen kann. Ohmsche Kontakte 40, 42
und 44 sind für die Basis, den Kollektor und den Emitter
vorhanden. Beim Betrieb wird der Transistor eingeschaltet,
wenn der Emitter/Basis-Übergang in Durchlaßrichtung
vorgespannt
wird und der Basis/Kollektor-Übergang in Sperrichtung
vorgespannt wird. Ein Vorspannen des Emitter/Basis-Übergangs
in Sperrichtung schaltet den Transistor aus, wie dies bei
herkömmlichen bipolaren Transistoren der Fall ist.
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Ein angenähertes Banddiagramm und die Verteilung des
elektrischen Feldes für den Transistors von Fig. 8 sind in Fig.
9 dargestellt. Wegen der Vorspannung des
Emitter/Basis-Übergangs in Durchlaßrichtung werden Elektronen 26 vom Emitter
in die Basis injiziert. Nachdem die Elektronen den dünnen,
näherungsweise feldfreien Bereich der Basis durchquert
haben, der durch die an den Basis/Kollektor-Übergang angelegte
Vorspannung in Sperrichtung nicht verarmt ist, werden sie
erneut durch das Feld im Verarmungsbereich zum Kollektor hin
getrieben. Die Breite des näherungsweise feldfreien Bereichs
kann durch Einstellen der Vorspannung des Basis/Kollektor-
Übergangs gesteuert werden. Ein entsprechender p-Transistor
ist in Fig. 10 dargestellt, wobei die Elemente denjenigen
des Transistors von Fig. 8 ähnlich sind, mit der Ausnahme,
daß die Basis 46 aus A-Material ist, der Emitter 48 aus p&spplus;-
Material ist und der Kollektor 50 aus p&spplus;-Material ist.
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Die Gleichungen, die die verschiedenen Ströme im n-Detektor
beschreiben, entsprechen denjenigen für einen herkömmlichen
Bipolartransistor, d. h.:
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IE=IEn+IED 2)
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IC=βIEn+Ico=βγIE+Ico=αIE+Ico 3)
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IB=(1-α) IE-Ico 4)
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Hierbei ist IEN der Strom durch den Emitter/Basis-Übergang
aufgrund injizierter Elektronen, IED ist der (mögliche)
Leckstrom von D&spplus;-Ladungen aus der Basis in den Emitter, und
Ico
ist der Leckstrom des Basis/Kollektor-Übergangs in
Sperrichtung. Der Parameter β repräsentiert die
Wahrscheinlichkeit, daß ein injiziertes Elektron den Verarmungsbereich
erreicht (den Transportwirkungsgrad), γ = IEn/IE ist der
Emitterinjektionswirkungsgrad, und α = βγ ist der
Stromverstärkungsfaktor. Wegen der Sperrschicht gilt IED « IEn, so
daß γ 1 ist. Der Transportwirkungsgrad β kann durch VCB
eingestellt werden, und er kann nahe 1 eingestellt werden,
so daß ein Stromverstärkungsfaktor α nahe 1 erzielt werden
kann. Diese Parameter entsprechen denjenigen, wie sie zum
Beschreiben herkömmlicher Bipolartransporten verwendet
werden.
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Die Fig. 11 und 12 veranschaulichen als Querschnitt bzw.
Draufsicht ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung
aufgebauten Phototransistors. Ein n&spplus;-Emittersubstrat 52 ist
dafür ausreichend dotiert, daß es metallische Leitfähigkeit
aufweist. Eine erste Sperrschicht 54 ist mit einer solchen
Menge an Fremdstoffen auf dem Emitter abgeschieden, daß im
wesentlichen kein Ladungstransport durch ein Störband
auftreten kann. Eine D-Basisschicht 56 ist auf der ersten
Sperrschicht abgeschieden. Eine zweite Sperrschicht 58 ist
auf der Basis abgeschieden, und ein n&spplus;-Kollektorbereich 60
ist mit einer solchen Menge an Fremdstoffen in die zweite
Sperrschicht implantiert, die dafür ausreicht, daß er
metallische Leitfähigkeit zeigt. Die Basisschicht 56 absorbiert
bei der Wellenlänge der zu erfassenden Strahlung, während
der Kollektorbereich und die zweite Sperrschicht
lichtdurchlässig sind. Strahlung, die von der Oberseite des
Bauelementes her einfällt, läuft durch den lichtdurchlässigen
Kontaktkollektor 60 und die Sperrschicht 58 und wird in der
Basis 56 absorbiert, wo sie ein Paar einer beweglichen
D&spplus;-Ladung und eines Elektrons erzeugt. Das Elektron wird direkt
eingefangen, während das Vorhandensein der D&spplus;-Ladung in der
Basis das Feld am Emitter/Basis-Übergang erhöht, was eine
Injektion zusätzlicher Elektronen bewirkt. Da jedes
besondere, injizierte Elektron nur eine kleine Wahrscheinlichkeit
für eine Rekombination mit der durch die Strahlung
hervorgerufenen D&spplus;-Ladung hat, können für jede erzeugte D&spplus;-Ladung
viele Elektronen injiziert werden, und es fließt ein großer
Strom im Emitterkreis. Dieses Bauelement weist demgemäß hohe
Verstärkung auf. Obwohl dieser Phototransistor mit
potentialfreiem Basiskontakt arbeiten könnte, ist ein
Basiskontakt vorhanden, um eine Steuerung des Dunkelstroms zu
erlauben. Wie es dem Fachmann erkennbar ist, kann ein derartiger
Phototransistor auch bei Vertauschung von Emitter und
Kollektor arbeiten, vorausgesetzt, daß geeignete Kanalstopper
vorhanden sind.
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Obwohl einige typische Ausführungsbeispiele der Erfindung
vorstehend veranschaulicht und diskutiert wurden, sind dem
Fachmann zweifelsfreie Modifizierungen und zusätzliche
Ausführungsbeispiele der Erfindung erkennbar. Verschiedene
Änderungen können z. B. hinsichtlich der Konfigurationen, der
Abmessungen und Anordnungen der Komponenten vorgenommen
werden, ohne daß der Schutzbereich der Erfindung verlassen
wird. Ferner können äquivalente Elemente für die hier
veranschaulichten und beschriebenen verwendet werden, Teile oder
Verbindungen können umgekehrt oder in anderer Weise
vertauscht werden, und bestimmte Merkmale der Erfindung können
unabhängig von der Verwendung anderer Merkmale verwendet
werden. Demgemäß sollen die hier dargebotenen Beispiele, die
dem Fachmann dargeboten werden, um ihm zu zeigen, wie die
Vorteile dieser Erfindung verwendbar sind, nur als
veranschaulichend und nicht als ausschließend angesehen werden,
wobei die beigefügten Ansprüche eher den vollen
Schutzbereich der Erfindung anzeigen.