RU1823931C - Phototransistor - Google Patents

Phototransistor

Info

Publication number
RU1823931C
RU1823931C SU904868347A SU4868347A RU1823931C RU 1823931 C RU1823931 C RU 1823931C SU 904868347 A SU904868347 A SU 904868347A SU 4868347 A SU4868347 A SU 4868347A RU 1823931 C RU1823931 C RU 1823931C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unop
source
region
reference voltage
drain
Prior art date
Application number
SU904868347A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Николаевич Сведе-Швец
Анатолий Александрович Авдеенко
Александр Викторович КАЛИНИН
Павел Павлович Нефидов
Евгений Игоревич Пак
Игорь Васильевич Поляков
Original Assignee
В.Н. Сведе-Швец, А.А. Авдеенко, А.В. Калинин, П.П. Нефидов, Е.И. Пак и И.В. Пол ков
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 В.Н. Сведе-Швец, А.А. Авдеенко, А.В. Калинин, П.П. Нефидов, Е.И. Пак и И.В. Пол ков filed Critical В.Н. Сведе-Швец, А.А. Авдеенко, А.В. Калинин, П.П. Нефидов, Е.И. Пак и И.В. Пол ков
Priority to SU904868347A priority Critical patent/RU1823931C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1823931C publication Critical patent/RU1823931C/en

Links

Landscapes

  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

Использование: полупроводникова  микрофотоэлектроника, регистраци  видимого оптического излучени . Сущность изобретени : фототранзистор выполнен в тонком полупроводниковом слое на изолированной подложке и содержит ласти стока и истока с контактами к ним, р-область канала, над которой расположен изолированный слоем диэлектрика управл ющий электрод, соединенный с источником опорного напр жени . Область канала изолирована от других цепей кроме истока и стока. Опорное напр жение источника удовлетвор ет условию U0n - Unop (0,05- 0,5)Unop, где Unop - пороговое напр жение полевого электрода транзистора. 1 ил.Usage: semiconductor microphotoelectronics, registration of visible optical radiation. SUMMARY OF THE INVENTION: The phototransistor is made in a thin semiconductor layer on an insulated substrate and contains drain and source areas with contacts to them, the p-region of the channel, above which there is a control electrode insulated by a dielectric layer connected to a reference voltage source. The channel area is isolated from other circuits except the source and drain. The reference voltage of the source satisfies the condition U0n - Unop (0.05-0.5) Unop, where Unop is the threshold voltage of the transistor field electrode. 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к области опто- электроники, в частности к устройствам оптической обработки информации и может быть использовано дл  построени  устройств регистрации и обработки оптических сигналов.The invention relates to the field of optoelectronics, in particular to optical information processing devices, and can be used to construct devices for recording and processing optical signals.

Целью насто щего изобретени   вл етс  устранение указанных недостатков и обеспечение повышени  фоточувствительности . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в фототранзисторе, включающем выполненные в тонком слое полупроводника на изолированной подложке п -области истока и стока с контактами, р-область канала, над которой расположен изолированный слоем диэлектрика полевой электрод, соединенный с источником напр жени , область канала изолирована от других областей, кроме областей стека и истока, а опорное напр жение источника Don. удовлетвор ет условию:An object of the present invention is to remedy these drawbacks and provide an increase in photosensitivity. The goal is achieved in that in the phototransistor, which includes a p-region of the source and drain with contacts made in a thin semiconductor layer on an insulated substrate, the p-region of the channel, over which there is a field electrode insulated by a dielectric layer connected to the voltage source, the channel region is insulated from areas other than areas of the stack and source, and the reference voltage of the source is Don. satisfies the condition:

Don - Unop - (0.05-0,5)UnoP. где Unop - пороговое напр жение полевого электрода транзистора.Don - Unop - (0.05-0.5) UnoP. where Unop is the threshold voltage of the field electrode of the transistor.

Совокупность отличительных признаков , а именно то, что область канала изолирована от других областей, кроме областей стока и истока, а опорное напр жение источника Uon. удовлетвор ет условию: Uon. - Unop (0,05-0,5)Unop позвол ет повысить фоточувствительность фототранзистора.The set of distinguishing features, namely, that the channel region is isolated from other areas except the drain and source regions, and the reference voltage of the source is Uon. satisfies the condition: Uon. - Unop (0.05-0.5) Unop improves the photosensitivity of the phototransistor.

При проверке патентной документации не было обнаружено аналогов с указанной совокупностью отличительных признаков, что позвол ет сделать вывод о наличии существенных отличий за вл емого устройства от ранее известных.When checking the patent documentation, no analogues were found with the indicated set of distinctive features, which allows us to conclude that there are significant differences between the claimed device and the previously known ones.

На чертеже показана структура предлагаемого устройства. Фототранзистор содержит изолирующую подложку 1, на которой сформирован участок кремни  р-типа 2 с двум  област ми 3 и 4, с п -областью соединены 2 электрода 5 и 6 соответственно . Управл ющий электрод 7 расположен над р-областью 2 и изолирован от нее диэлектрическим слоем. Устройство работает следующим образом.The drawing shows the structure of the proposed device. The phototransistor contains an insulating substrate 1 on which a region of p-type silicon 2 is formed with two regions 3 and 4, 2 electrodes 5 and 6 are connected to the p-region, respectively. The control electrode 7 is located above the p-region 2 and is isolated from it by a dielectric layer. The device operates as follows.

соwith

сwith

0000

рR

оabout

0000

fefe

На управл ющий электрод 7, расположенный на диэлектрическом слое 8 подаетс  опорное напр жение величиной равное Uon Unop + AU, где Unop - пороговое напр жение МОП транзистора, сформированного област ми п+, р, п+, 3.2 и 4 соответ- ственно и электродом 7, а Л U - напр жение, равное примерно (0,05- 0,5)Unop. При этом транзистор приоткрыт и через него протекает незначительный темновой ток пор дка единиц-дес тков мкАA reference voltage equal to Uon Unop + AU is applied to the control electrode 7 located on the dielectric layer 8, where Unop is the threshold voltage of the MOS transistor formed by the regions n +, p, n +, 3.2 and 4, respectively, and the electrode 7, and Л U is the voltage equal to approximately (0.05-0.5) Unop. In this case, the transistor is ajar and an insignificant dark current flows through it, on the order of several tens of μA

ii

пропорциональный величине (U0n-Unop)proportional to (U0n-Unop)

(1).(1).

Под воздействием квантов светового потока, подаваемого, например, через подложку 1, выполненную прозрачной, на р-об- ласть 2, вчней происходит генераци  электронно-дырочных пар, при этом дырки скапливаютс  в области р 2 и своим зар дом измен ют пороговое напр жение транзистора в сторону его понижени .Under the influence of quanta of the light flux supplied, for example, through a transparent substrate 1 to the p-region 2, electron-hole pairs are generated primarily, while the holes accumulate in the region p 2 and change the threshold voltage with their charge transistor downward.

Изменение порогового напр жени  пропорционально накопленному зар ду, который, в свою очередь, пропорционален интенсивности светового потока. При этом из-за изолированности р-области 2 от всех остальных электродов и внешних цепей емкость ее очень мала и даже незначительный зар д, вызванный слабым световым потоком , приводит к значительному изменению порогового напр жени . Это, в свою очередь , приводит к резкому увеличению тока через транзистор в соответствии с (1), т.е. фоточувствительность такой структуры очень высока . The change in the threshold voltage is proportional to the accumulated charge, which, in turn, is proportional to the intensity of the light flux. Moreover, due to the isolation of the p-region 2 from all other electrodes and external circuits, its capacitance is very small and even a small charge caused by a weak light flux leads to a significant change in the threshold voltage. This, in turn, leads to a sharp increase in the current through the transistor in accordance with (1), i.e. the photosensitivity of such a structure is very high.

Конкретный прибор в соответствии с предлагаемым устройством был выполнен на сапфировой подложке толщиной 400-500 мкм. Полупроводниковые области гЛ р, п+ выполнены в слое кремни  толщиной 0,6 мкм. Управл ющий электрод сделан из поликристаллического кремни  толщинойA specific device in accordance with the proposed device was made on a sapphire substrate with a thickness of 400-500 microns. The semiconductor regions GL r, n + are made in a silicon layer 0.6 μm thick. The control electrode is made of polycrystalline silicon with a thickness of

400-600 А.400-600 A.

10 При темповом,токе через структуру 1-2 мкА, световой ток достигал 5-8 мкА и более при мощности света пор дка дес тков нано- ватт, что превышает световой ток такого же фотодиода на объемном кремнии и в не15 сколько тыс ч раз превосходит фототек диода , выполненного в том же тонком слое кремни  на сапфировой подложке.10 At a ramped current through the structure of 1-2 μA, the light current reached 5-8 μA or more at a light power of the order of tens of nanowatts, which exceeds the light current of the same photodiode on bulk silicon and exceeds by several thousand times times photodetector of a diode made in the same thin layer of silicon on a sapphire substrate.

Claims (1)

Формула изобретени The claims 20 Фототранзистор, включающий выполненные в тонком слое полупроводника на изолированной подложке п+-области истока и стока с контактами, р-область канала, над которой расположен изолированный слоем20 Phototransistor, including a p + region of the source and drain with contacts made in a thin semiconductor layer on an insulated substrate, the p-region of the channel above which the insulated layer is located 25 диэлектрика полевой электрод, соединенный с источником опорного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  фоточувствительности, область канала изолирована от других областей,25 dielectric field electrode connected to a reference voltage source, characterized in that, in order to increase photosensitivity, the channel area is isolated from other areas, 30 кроме областей стока и истока, а опорное напр жение источника Uon удовлетвор ет условию30 except the drain and source regions, and the reference voltage of the source Uon satisfies the condition Uon - Unop (0,05-0,5)UnoP, где Unop - пороговое напр жение полевогоUon - Unop (0.05-0.5) UnoP, where Unop is the threshold voltage of the field 35 электрода транзистора.35 transistor electrodes.
SU904868347A 1990-07-31 1990-07-31 Phototransistor RU1823931C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904868347A RU1823931C (en) 1990-07-31 1990-07-31 Phototransistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904868347A RU1823931C (en) 1990-07-31 1990-07-31 Phototransistor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1823931C true RU1823931C (en) 1993-06-23

Family

ID=21537242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904868347A RU1823931C (en) 1990-07-31 1990-07-31 Phototransistor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1823931C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2488193C1 (en) * 2009-06-26 2013-07-20 Шарп Кабусики Кайся Phototransistor and display unit equipped with it

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
- Полупроводниковые фотоприемники. Под ред. В.И. Стафеева. - М.: 1984, с. 17. Техника оптической св зи. Под ред. У. Тсанга. - М.: 1988 - с. 499-505. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2488193C1 (en) * 2009-06-26 2013-07-20 Шарп Кабусики Кайся Phototransistor and display unit equipped with it

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10217781B2 (en) One transistor active pixel sensor with tunnel FET
KR890004476B1 (en) Semiconductor optical detection device
EP0042218A1 (en) Semiconductor image sensor and a method of operating the same
US20100245809A1 (en) Deep submicron and nano cmos single photon photodetector pixel with event based circuits for readout data-rate reduction communication system
US6001667A (en) Method of manufacturing a semiconductor detector for detecting light and radiation
Fry et al. Fixed-pattern noise in photomatrices
US4360732A (en) Infrared charge transfer device (CTD) system
US4549088A (en) Original reading device
KR960002100B1 (en) Charge coupled device type image sensor
US20020008217A1 (en) Solid imaging device and method for manufacturing the same
CA1123064A (en) Optically coupled field effect transistor switch
RU1823931C (en) Phototransistor
US4616249A (en) Solid state image pick-up element of static induction transistor type
WO1993020588A1 (en) Detector circuit with a semiconductor diode operating as a detector and with an amplifier circuit integrated with the diode
JPS59108462A (en) Solid-state image pickup element having electrostatic induction transistor
EP0118568A1 (en) Semiconductor image pickup device
US6864555B2 (en) Photo detector methods to reduce the disabling effects of displacement current in opto-couplers
EP0038697B1 (en) Semiconductor image sensor
US4266237A (en) Semiconductor apparatus
US3986195A (en) Light responsive field effect transistor having a pair of gate regions
US6545711B1 (en) Photo diode pixel sensor array having a guard ring
JPH0147051B2 (en)
JPS6057234B2 (en) Charge-coupled semiconductor photodiode
JPH0216777A (en) Semiconductor optical detector device
JPS6215925A (en) Semiconductor relay circuit