SU660508A1

SU660508A1 - Поверхностно-барьерный фотоприемник

Info

Publication number: SU660508A1
Application number: SU772464107A
Authority: SU
Inventors: А. Беркелиев; Ю.А. Гольдберг; Д. Мелебаев; Б.В. Царенков
Original assignee: Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе
Priority date: 1977-03-21
Filing date: 1977-03-21
Publication date: 1987-11-23

Abstract

К ПОВЕРХНОСТНО-БАРЬЕРНЫЙ ФОТОПРИЕМНИК, на основе полупроводникового материала переменного состава, отличающийс тем, что, с целью повьшени его КПД, он выполнен на основе непр мозонного материа" ла с монотонно измен ющимс значением . минимальной энергии пр мых оптических переходов в направлении, перпендикул рном плоскости барьерного кон- . такта,при этом это изменение по крайнеймере на пор док превышает изменение ширины запрещенной зоны материала.2.Фотоприемнйк по п.1, о 'т л и - чающийс тем, что, с целью повышени его квантовой эффективности, материал имеет наибольшее значение минимальной энергии пр мых оптических переходов у барьерного контакта.3.Фотоприемник по п.1, о т л и - чающийс тем, что, с целью получени селективной фоточувствительности, -материал имеет наименьшее значение минимальной энергии пр №1Х оптических переходов у барьерного контакта.4.Фотоприемник по п,п.2,3, о т - л и ч а ю щ и и с тем,' что он выполнен на основе твердого раствора GQ^.jAl^P, где х=052 у контакта из золота.i

Description

Изобретение относитс к полупроодниковым приборам с поверхностным барьером.

Известны поверхностно-барьерные фотоприемники на основе полупроводника с посто нной шириной запрещенной зоны .

Недостатком таких фотоприемников вл ютс недостаточно большое быстро- ю действие, так как разделению носителей зар да предшествует диффузи и низка квантова зффективность.

Наиболее близким техническим решением вл етс поверхностно-барьерный 15 фотоприемник на основе полупроводникового материала переменного состава. Этот прибор выполнен на полупроводнике с плавно измен ющейс шириной за:прещенной зоны, причем наибольшуюши ину запрещенной зоны имеет область, расположенна вблизи выпр мл ющего контакта. Эта конструкци имеет существенный недостаток: малый коэффициент полезного действи . Это св зан с тем, что в кристалле с переменной шириной запрещенной зоны существует электрическое поле, сдвигающее носители зар да в сторону узкозонной час ти, т.е. от барьерного контакта. Это уменьшает коэффициент разделени носителей зар да и, таким образом, сни жает КПД. Цель изобретени повьшгение КПД. Поставленна цель достигаетс тем что фотоприемник выполнен на основе непр мозонного материала с монотонно измен ющимс значением минимальной энергии пр мых оптических переходов в направлении перпендикул рном плрскости барьерного контакта, при этом, это изменение по крайней мере на пор док превьш1ает изменение ширины запрещенной зоны материала. е целью повьш1ени квантовой эффек тивности фотоприемника материал имеет наибольшее значение минимальной энергии пр мых оптических переходов и барьерного контакта. С целью получени селективной фоточувствительности , материал имеет наименьшее значение минимальной энер гии пр мых оптических переходов у барьерного контакта. Фотоприемник может быть выполнен на основе твердого раствора Go.,AlxP где ,2 у контакта из золота. На одно{ стороне пластины расположен

полупрозрачный барьерный контакт, а на другой - омический.

При освещении такого прибора светом через полупрозрачный слой металла , создающего барьерный контакт, в полупроводнике образуютс носители зар да, которые раздел ютс полем потенциального барьера. Если кристалл имеет плавно уменьшающуюс в направлении от барьерного контакта минимальную энергию пр мых оптических переходов , то .коэффициент поглощени света в такой структуре будет во много раз большим, чем в обычной структуре , и практически весь свет будет поглощатьс вблизи барьерного контакта , т.е. в слое объемного зар да.

В то же врем ширина запрещенной . зоны структуры практически посто нна и поэтому не происходит сдвига неравновесных носителей от барьерного контакта. В результате значительно повышаетс квантова эффективность, т.е. эффективность преобразовани сетовой энергии в электрическую. Если барьерный контакт расположен на той части полупроводника, где минимальна энерги пр мых оптических переходов имеет самое малое значение, а свет падает как и раньше, с противоположной стороны пластины, то фотоприемник будет селективным. С длинноволновой стороны он будет ограничен значением минимальной энергии пр мых оптических переходов вблизи барьерного контакта, а с коротковолновой стороны - значением этой энергии на рассто нии V7 - LIJ от барьерного контакта (у - ширина сло объемного зар да; LJ, - диффузионна длина- неосновных носителей зар да). Более коротковолновый свет поглощаетс и создает носители зар да в.той области, откуда они не могут дойти до барьерного контакта . Фоточувствительность в такой структуре будет высокой, поскольку она определ етс процессом генерации электронно-дырочных пар в полупроводнике , а не эмиссией электронов из металла . Ширина запрещенной зоны в этой системе Ga,AlxP практически не зависит от содержани А1 и составл ет 2,3-2,4 эВ. В это же врем мимимальна энерги пр мых оптических переходов при увеличении содержани А1 в этой системе увеличиваетс от 2,8 эВ (GaP) до 5 эВ (А1Р).

36605084

Дл создани фотоприемников выра- Квантова эффективность фотоприемщиваетс твердый раствор .Al Pника составл ет около 0,4 электронна подложке из GaP. Его состав на по-фотон.

верхности соответствует ,2, в ре- В результате использовани предлозультате чего минимальна энерги женной конструкции быстродействие

пр мых оптических переходов на поверх-приборов не измен етс и одновременно

ности составл ет 3,3 эВ и уменьшает-увеличиваетс их фоточувствительность, с ,8 эВ на границе слой - подложка . На этой поверхности изготавли- Таким образом, использование предваетс полупрозрачный слой Аи, обра- fOложенной конструкции позвол ет унезующий барьерный контакт, а на под-личить фоточувствительность приборов

ложке - омический контакт..без ухудшени других-их параметров.

Claims

1. ПОВЕРХНОСТНО-БАРЬЕРНЫЙ ФОТОПРИЕМНИК, на основе полупроводникового материала переменного состава, отличающийся тем, что, с целью повышения его КПД, он выполнен на основе непрямозонного материала с монотонно изменяющимся значением . минимальной энергии прямых оптических переходов в направлении, перпендикулярном плоскости барьерного кон- . такта,при этом это изменение по крайней мере на порядок превышает изменение ширины запрещенной зоны материала.

2. Фотоприемнйк по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения его квантовой эффективности, материал имеет наибольшее значение минимальной энергии прямых оптических переходов у барьерного контакта.

3. Фотоприемник по п.1, о т л и чающийся тем, что, с целью получения селективной фоточувствительности, материал имеет наименьшее значение минимальной энергии прямых оптических переходов у барьерного контакта.

4. Фотоприемник по п.п.2,3, о т - о ли чающийся тем,® что он вы· полнен на основе твердого раствора Ga_b<Al_xP, где х=0,2 у контакта из золота.