Opublikowano- 30.IX.1967 53628 KI. 21 g, 29/01 MKP HOlC #f UKD Twórca wynalazku: dr Henryk Pykacz Wlasciciel patentu: Politechnika Wroclawska, Wroclaw (Polska) Detektor fotoprzewodzacy Przedmiotem wynalazku jest detektor fotoprze¬ wodzacy czuly na promieniowanie widzialne i pod¬ czerwone, stosowany zwlaszcza w urzadzeniach elektronicznych.Dotychczas znane detektory fotoprzewodzace bu¬ dowane sa z materialu fotoprzewodzacego, elektrod oraz z podloza izolacyjnego w zaleznosci od typu detektora. Jedynie czesc padajacego na nich pro¬ mieniowania jesit wykorzystywana, poniewaz tra¬ cone sa promienie odbite oraz te, które przeszly przez fotoprzewodnik i nie zostaly zaabsorbowane.Czulosc i wykrywalnosc detektorów fotoprzewo¬ dzacych zwieksza sie w rózny sposób. Jeden ze sposobów polega na umieszczeniu fotoprzewodnika w specjalnej komorze odbijajacej, zwanej równiez komora calkujaca lub wneka odbijajaca. Wada tego sposobu zwiekszania czulosci detektorów fotoprze- wodzacych jest to, ze istnieje koniecznosc budowa¬ nia odpowiedniej komory, a ponadto sprawnosc ta¬ kiej komory jest mala na skutek wielokrotnych odbic od scian i przewodów.Inny sposób polega na nadaniu fotoprzewodniko- wi takiego ksztaltu aby zachodzil efekt calkowite¬ go wewnetrznego odbicia. Wada tego sposobu jest to, ze nie nadaje sie do zastosowania do fotoprze- wodników w postaci cienkiej warstwy. W przypad¬ ku zastosowania fotoprzewodnika w postaci mono¬ krysztalu wystepuja trudnosci przy szlifowaniu je¬ go powierzchni. Dalsze sposoby zwiekszania czu¬ losci i wykrywalnosci, to nakladanie warstwy prze- 15 20 25 30 ciwodiblaskowej, stosowanie filtrów, ukladów prze¬ szukujacych oraz oslon w celu zmniejszenia pola widzenia detektora.Celem wynalazku jest konstrukcja detektora fo¬ toprzewodzacego czulego na promieniowanie wi¬ dzialne i podczerwone, a zwlaszcza odznaczajacego sie duza wykrywalnoscia tego promieniowania.Cel ten zostal osiagniety przez konstrukcyjne rozwiazanie detektora fotoprzewodzacego polega¬ jace na tym, ze na podloze detektora naniesione jest z jednej strony dowolnie uksztaltowane zwier¬ ciadlo w postaci warstwy odbijajacej promienie, natomiast z drugiej strony naniesiona jest warstwa fotoprzewodnika o optymalnej grubosci z umiesz¬ czonymi na niej elektrodami.Zasadnicza korzyscia techniczna wynikajaca ze stosowania detektora fotoprzewodzacego wedlug wynalazku jest to, ze w zaleznosci od materialu podloza i zwierciadla uzyskuje sie prawie 100% zwiekszenie czulosci detektora. Ponadto rozwiaza¬ nie wedlug wynalazku jest prostrze i tansze w po¬ równaniu z urzadzeniem w którym stosuje sie ko¬ more odbijajaca.Korzysc ze stosowania zwierciadla jest szczegól¬ nie istotna przy zastosowaniu do fotoprzewodników o optymalnej grubosci lub o grubosci mniejszej od optymalnej. Najczesciej panuje poglad, ze maksy¬ malna czulosc detektora ma miejsce gdy absorpcja promieniowania wynosi 100%. Jak sie okazuje, czu¬ losc i wykrywalnosc detektora fotoprzewodzacego 5362853628 jest maksymalna przy pewnej optymalnej grubosci fotoprzewodnika.Stwierdzono bowiem, ze czulosc detektora ma¬ leje gdy grubosc fotoprzewodnika wzrasta powyzej tej wartosci optymalnej. Optymalna grubosc foto¬ przewodnika jest to taka grubosc, przy której ilo¬ czyn wspólczynnika absorpcji „a" i grubosci „d" równy jest w przyblizeniu jednosci ad = 1.Tak wiec zbyt gruba warstwa fotoprzewodnika, którego absorpcja w zakresie czulosci widmowej .wynoif lOO^/o, nie jest zbyt czula. Istotna zaleznosc miedzy czuloscia fotoprzewodnika a absorpcja istnieje równiez miedzy czuloscia a gruboscia czy tez oporem fotoprzewodnika. Najwieksza czulosc uzyskuje sie gdy opór fotoprzewodnika dla przy¬ padku PbIS na kwadrat powierzchni wynosi 1 — 1,5 MQ.Czulosc fotoprzewodnika o oporze 0,1 MQ jest ponad 10 razy mniejsza od czulosci fotoprzewodni¬ ka o oporze 1 MQ. Fotoprzewodniki o oporze 1 MD lub nieco powyzej tej wartosci posiadaja maksymalna czulosc i wykrywalnosc i sa produko¬ wane z zachowaniem warunku optymalnej grubosci i absorpcji.Wynalazek blizej zostanie objasniony na przy¬ kladzie wykonania przedstawionym na rysunku.Cienka warstwa fotoprzewodnika 1 z PbS o gru¬ bosci 0,5 /urn (na której umieszczono elektrody 4), jest naniesiona chemicznie z jednej strony na pod¬ loze izolacyjne 2 z miki. Z drugiej strony podloza izolacyjnego 2 jest naniesione przez napylenie W prózni zwierciadlo 3 w postaci warstwy srebra 15 30 o grubosci okolo 1 ^m. Efektywne dzialanie detek¬ tora fotoprzewodzacego uzyskuje przez stosowanie podloza izolacyjnego 2 o mozliwie malym wspól¬ czynniku absorpcji promieniowania i zwierciadla 3 o duzym wspólczynniku odbicia.Taka budowa detektora fotoprzewodzacego za¬ pewnia, ze promienie, które przeszly przez foto- przewodnik 1 i nie zostaly zaabsorbowane zostaja odbite od zwierciadla 3 i skierowane z powrotem na fotoprzewodnik 1. Dzieki temu efektywna dlu¬ gosc drogi promieniowania zwieksza sie dwukrot¬ nie a tym samym grubosc warstwy fotoprzewodni¬ ka 1 moze byc zmniejszona dwukrotnie w stosunku do fotoprzewodnika bez zwierciadla. Rozwiazanie detektora wedlug wynalazku nadaje sie równiez do fotoprzewodników w postaci monokrysztalu do¬ mieszkowanego. PL