SU915683A1 - ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ в электрический сигнал на основе структуры - Google Patents

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ в электрический сигнал на основе структуры Download PDF

Info

Publication number
SU915683A1
SU915683A1 SU802995104A SU2995104A SU915683A1 SU 915683 A1 SU915683 A1 SU 915683A1 SU 802995104 A SU802995104 A SU 802995104A SU 2995104 A SU2995104 A SU 2995104A SU 915683 A1 SU915683 A1 SU 915683A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
layer
wide
gap
semiconductor
dielectric layer
Prior art date
Application number
SU802995104A
Other languages
English (en)
Inventor
N I Mironov
A F Plotnikov
Yu M Popov
V V Slavutinskij
V A Tolokonnikov
V E Shubin
Original Assignee
Fizicheskoj I Im P N Lebedeva
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 Fizicheskoj I Im P N Lebedeva filed Critical Fizicheskoj I Im P N Lebedeva
Priority to SU802995104A priority Critical patent/SU915683A1/ru
Priority to GB8130947A priority patent/GB2087645B/en
Priority to JP16938581A priority patent/JPS57103372A/ja
Priority to IT41672/81A priority patent/IT1168456B/it
Priority to DE19813141956 priority patent/DE3141956A1/de
Priority to FR8119988A priority patent/FR2493046B1/fr
Application granted granted Critical
Publication of SU915683A1 publication Critical patent/SU915683A1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/109—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PN heterojunction type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/112—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor
    • H01L31/113—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

Изобретение относится к области полупроводниковых приборов, регистрирующих оптические сигналы и изображения и может быть использовано в оптоэлектронике. '
Известны преобразователи электромагнитного излучения в электрический сигнал на основе гетеропереходов—£1-2-. -.....
Эти преобразователи не позволяют регистрировать оптические изобраэде^Ыя.
•Наиболее близким- техническим решением является, преобразователь оптичрснрго йзлуч'ения в электрический сигнал на основе структуры, содержащей два полупроводниковых слоя с различными ширинами запрещенных зон С22.
На поверхность широкозонного полупроводника этого преобразователя наносится полупрозрачный металлический слой. При попадании регистрируемого излучения на преобразователь происходит преобразование оптического изображения в потенциальный рельеф, создаваемый в слое широкозонного полупроводника за счет перезарядки его центров захвата фотоносителями.
К недостаткам данного устройства следует отнести технологические трудности, которые возникают при нанесении тонкого 1 мкм) · широкозонного слоя, который должен быть сплошным. Отсутствие сплошности у широкозонного слоя приводит к закорачиванию металлического электрода на узкозонную подложку, что не позволяет считывать записанную информацию, так как видеосигнал в этом случае полностью шунтируется.
В конечном счете это цедет к снижению процента выхода годных приборов. Кроме того, эффективность попадания фотоносителей на центры захвата широкозонного слоя, а следовательно, и чувствительность такого преобразователя ограничены в связи с тем, что значительная часть носителей возбужденных, светом в зоны разрешенных энергий широкозонного слоя покидает его, так и не попав на центры захвата.
Целью изобретения является повышение чувствительности при одновременном увеличении процента выхода годных приборов.
Поставленная цель достигается тем, что в предложенном преобразователе электромагнитного излучения в электрический сигнал на основе структуры, содержащей два полупроводниковых слоя с различными ширинами запрещенных зон, по крайней мере, с одной из сторон слоя широкозонного полупроводника расположен диэлектрический слой толщиной 5010000 А, сопротивление которого не менее 107 Ом в направлении, перпендикулярном плоскости структуры. Слои диэлектрика, создавая барьер для носителей, попавших в зоны разрешенных энергий широкозонного слоя, препятствуют выходу носителей из широкозонного слоя, тем самым увеличивают вероятность их захвата, что приводит к увеличению чувствительности прибора. Кроме того, наличие диэлектрического слоя компенсирует отсутствие сплошности у слоя широкозонного полупроводника и тем самым увеличивает процент выхода работоспособных приборов.
На фиг.1-3 показаны зонные диаграммы трех типов предлагаемого преобразователя . *
Преобразователь содержит полупрозрачный металлический сл’ой 1, слой широкозонного полупроводника 2, диэлектрический слой 3 и слой узкозонного полупроводника 4.
. В случае, показанном на фиг.1, , диэлектрический слой 3 расположен между слоями узкозонного 4 и широкозонного 2 полупроводника. Под действием регистрируемого излучения происходит фотоэмиссия электронов из металла Г в широкозонный полупроводник 2, где они эффективно захватываются на центры захвата, поскольку диэлектрический слой 3 препятствует их выходу в узкозонный полупроводник 4. Этот случай реализуется на таких структурах,как 3ί35.0^ -ЯпЗе-металл, Ое-ЗтО-ЦпЗе-металл. Для этих структур длинноволновая граница по записи оптической информации определяется величиной потенциальных барьеров для носителей тока на.границе раздела металл Ζη5ε и составляет ^1,2 мкм.
На фиг.2 показан случай, когда диэлектрический слой 3 расположен между металлическим слоем 1 и слоем широкозонного полупроводника 2. В
I
з 915683 4
этом случае для перезарядки центров захвата используется фотоэмиссия электронов из' узкозонного полупроводника 4 в широкозонный 2. Этот случай реализуется в системе ЛпЗЪ анодный окисел - 3ΐ0 - металл. Для нее длинноволновая граница по' записи лежит вблизи 1 мкм.
Аналогично работают описанные выше варианты преобразователя и в случае использования фотоэмиссии дырок (из металла 1 в первом случае и из узкозонного полупроводника 4 во втором случае ) для перезарядки соответствующих центров захвата широкозонного полупроводника 2.
Фиг.З соответствует случаю, когда два диэлектрических слоя 3 расположены по обе стороны от широкозонного полупроводника 2. Регистрируемое излучение вызывает образование электронно-дырочных пар в слое широкозонного полупроводника 2, где они разделяются во внешнем поле и захватываются на соответствующие центры. Наличие двух диэлектрических слоев при таком механизме записи необходимо для создания потенциальных барьеров для носителей обоих знаков и тем самым для увеличения эффективности записи. В качестве примера можно привести структуру 3ίЗхО^-ЕпЗе-ЗхО-металл.Дпя нее длинноволновая граница по записи определяется шириной запрещенной зоны Ζη3β и составляет величину около 0,47 мкм.
Для всех представленных случаев толщина слоя диэлектрика 3, расположенного между узкозонным 4 и широкозонным 2 полупроводниками, должна быть по возможности минимальной (но туннельно непрозрачной для носителей тока, т.е. не менее 50 Ху,
что позволяет более эффективно преобразовать потенциальный рельеф 6 в электрический сигнал,например, путем сканирования по структуре световым лучом. С другой стороны диэлектрический слой 3 должен быть достаточно однородным по толщине и электрически прочным. Исходя из этого, устанавливаются пределы толщины диэлектрического слоя 3 50-10000 X.
.Величина удельного сопротивления ’для указанных пределов толщин находится в интервале 101^- Ю220м/см, при этом обеспечивается величина последовательного сопротивления,; структуры не менее ~Ю7 0м, что исключает шунтирование видеосигнала при считывании записанной информации.
Стирание потенциального рельефа можно производить, используя термостимулйрованное опустошение центров захвата или перезарядку их токами собственной фотопроводимости широкозонного полупроводника при различной полярности напряжения на структуре. Кроме того, в первом и втором случаях для стирания можно использовать эмиссию в слой широкозонного’ полупроводника носителей тока противоположного 'знака из металлического слоя или из слоя узкозонного полупроводника при переполяризации источника напряжения, подключенного к структуре. В устройст35 ве на основе δΐ-δΐΟ^-Ζηδε была получена чувствительность к регистрирующему излучению до Ю'9дж/смг при выходе структур площадью I см2 более 80%. Тогда как известные
4θ структуры 5ϊ-Ζη8ε имеют чувствительность до 1О'вда/см’2 с выходом работоспособных структур не более 10%.
915683
. ^4/2-3

Claims (2)

  1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ в электрический сигнал на основе структуры, содержащей два полупроводниковых слоя с различными ширинами запрещенных зон, отличающийся тем, что, с целью повышения его чувствительности при одновременном увеличении процента выхода годных, по крайней мере с одной из сторон слоя широкозонного полупроводника расположен диэлектрический слой толщиной 50-10000 к, сопротивление которого не менее 107 Ом в направлении, перпендикулярном плоскости структуры. о
    <е
    со
    Сл
    05
    00
    со
    Фиг.1
    >
    1
    915683
  2. 2
SU802995104A 1980-10-23 1980-10-23 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ в электрический сигнал на основе структуры SU915683A1 (ru)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802995104A SU915683A1 (ru) 1980-10-23 1980-10-23 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ в электрический сигнал на основе структуры
GB8130947A GB2087645B (en) 1980-10-23 1981-10-14 Device for converting electromagnetic radiation into electrical signal
JP16938581A JPS57103372A (en) 1980-10-23 1981-10-22 Device for converting electromagnetic radiation into electric signal
IT41672/81A IT1168456B (it) 1980-10-23 1981-10-22 Convertitore di radiazione elettromagnetica in segnale elettrico
DE19813141956 DE3141956A1 (de) 1980-10-23 1981-10-22 Wandler zum umwandeln elektromagnetischer strahlung in ein elektrisches signal
FR8119988A FR2493046B1 (fr) 1980-10-23 1981-10-23 Convertisseur de rayonnement electromagnetique en signal electrique

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802995104A SU915683A1 (ru) 1980-10-23 1980-10-23 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ в электрический сигнал на основе структуры

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU915683A1 true SU915683A1 (ru) 1985-10-23

Family

ID=20922673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802995104A SU915683A1 (ru) 1980-10-23 1980-10-23 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ в электрический сигнал на основе структуры

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS57103372A (ru)
DE (1) DE3141956A1 (ru)
FR (1) FR2493046B1 (ru)
GB (1) GB2087645B (ru)
IT (1) IT1168456B (ru)
SU (1) SU915683A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59115A (ja) * 1982-06-25 1984-01-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光フアイバの融着接続方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1044494A (en) * 1965-04-07 1966-09-28 Mullard Ltd Improvements in and relating to semiconductor devices
SE331864B (ru) * 1969-05-30 1971-01-18 Inst Halvledarforskning Ab
FR2137184B1 (ru) * 1971-05-14 1976-03-19 Commissariat Energie Atomique
US4016586A (en) * 1974-03-27 1977-04-05 Innotech Corporation Photovoltaic heterojunction device employing a wide bandgap material as an active layer
JPS6047752B2 (ja) * 1975-08-20 1985-10-23 松下電器産業株式会社 擦像管タ−ゲット
GB1553684A (en) * 1976-08-20 1979-09-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Photoconductive devices
US4176275A (en) * 1977-08-22 1979-11-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Radiation imaging and readout system and method utilizing a multi-layered device having a photoconductive insulative layer

Also Published As

Publication number Publication date
DE3141956C2 (ru) 1989-09-07
IT8141672A0 (it) 1981-10-22
IT8141672A1 (it) 1983-04-22
JPS6328502B2 (ru) 1988-06-08
DE3141956A1 (de) 1982-06-16
FR2493046B1 (fr) 1985-11-15
GB2087645A (en) 1982-05-26
IT1168456B (it) 1987-05-20
FR2493046A1 (fr) 1982-04-30
GB2087645B (en) 1984-12-05
JPS57103372A (en) 1982-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4857723A (en) Segmented imaging plate structure
US4672454A (en) X-ray image scanner and method
US4535468A (en) Image converted for X-ray equipment and the like
US7105829B2 (en) Radiation detector having radiation sensitive semiconductor
US4450466A (en) Semiconductor image sensor
US7361923B2 (en) Image recording medium
DE3235076A1 (de) Aufnahme- und auslesevorrichtung fuer roentgenstrahlen
SU915683A1 (ru) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ в электрический сигнал на основе структуры
US3488508A (en) Solid state image sensor panel
US6501089B1 (en) Image detector, fabrication method thereof, image recording method, image recorder, image reading method, and image reader
US8581198B2 (en) Apparatus and method for detecting radiation
US6504166B2 (en) Method and apparatus for recording image in recording medium using photoconductor with reduced dark latent image, and reading image from photoconductor with reduced dark current
JPS5799086A (en) Solid-state image sensor
PL171400B1 (pl) Sposób wytwarzania obrazu i urzadzenie do wytwarzania obrazu PL PL
US6492643B1 (en) X-ray image sensing device
US6333505B1 (en) Method and apparatus for obtaining radiation image data and solid-state radiation detector
US4010031A (en) Electrophotographic system
US20020148989A1 (en) Process for producing alternate striped electrode array in which transparent electrodes alternate with opaque electrodes, based on single mask designed for the opaque electrodes in self-aligned manner
US7439517B2 (en) Residual charge erasing method for solid state radiation detectors and radiation image recording/readout apparatus
US7358518B2 (en) Radiation image detector and radiation image detecting system
US7482614B2 (en) Radiation image detector
US5036396A (en) Solid image-pickup device having storage cell unit
JPH0666920B2 (ja) 撮像装置
JP3945643B2 (ja) 画像読取方法および装置
JPS5742174A (en) Solid image pickup device