МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЙ ПРИЕМНИК ИЗЛУЧЕНИЯ С ВНУТРЕННИМ ИНТЕГРИРОВАНИЕМ СИГНАЛА Российский патент 1998 года по МПК H01L27/14 

Изобретение относится к полупроводниковой технике, а именно к технологии изготовления фотоприемников.

Известен многоэлементный приемник излучения с внутренним интегрированием сигнала (см. заявку Великобритании N2199986, М. кл. H 01 L 27/14, 20.07.88), содержащий расположенные на подложке полупроводниковые элементы в виде размещенных с зазорами между собой параллельных полосок, каждая из которых снабжена двумя нагрузочными и считывающим контактом. Нагрузочные контакты служат для подведения напряжения к полоске. Считывающий контакт регистрирует изменение напряжения в зоне считывания. Нагрузочные и считывающие контакты расположены на торцах полосок.

Недостатком такой конструкции является то, что ширина контактов ограничена шириной полоски. Это ограничивает нагрузочный ток и ухудшает теплоотвод от зоны считывания, что не позволяет увеличивать подводимое напряжение, а следовательно, и увеличивать скорость дрейфа носителей заряда, генерируемых светом, а также длину полосок. Это в конечном счете ограничивает интегрирование сигнала.

Известен многоэлементный приемник излучения с внутренним интегрированием сигнала (Infrared Physics, 1984, v. 24, N.1, p. 25-33), выбранный в качестве прототипа, содержащий расположенные на подложке полупроводниковые элементы, выполненные в виде параллельных полосок с зазорами между собой, каждая из которых снабжена двумя нагрузочными и считывающим контактами, в котором нагрузочные контакты расположены на суживающихся торцах полоски, а считывающие контакты сформированы на боковой стороне полоски.

Недостатком такой конструкции является то, что уменьшается ширина нагрузочного контакта. Это ограничивает нагрузочный ток и ухудшает теплоотвод от зоны считывания, что не позволяет увеличивать подводимое напряжение, а следовательно, и увеличивать скорость дрейфа носителей заряда, генерируемых светом, а также длину полосок. Это в конечном счете ограничивает интегрирование сигнала.

Предлагаемым изобретением решается задача расширения нагрузочного контакта, что позволяет увеличить подводимое напряжение, нагрузочный ток, улучшить теплоотвод от зоны считывания.

Для достижения этого технического результата в многоэлементном приемнике излучения с внутренним интегрированием сигнала, содержащем фоточувствительные элементы, выполненные в виде размещенных на подложке с зазорами между собой параллельных полосок из полупроводникового материала, каждая из которых снабжена двумя нагрузочными контактами, расположенными на ее торцах, и считывающим контактом, сформированным на боковой стороне каждой полоски, полоски расположены относительно друг друга со сдвигом в направлении дрейфа носителей заряда, а считывающий контакт сформирован, начиная со второй полоски, на выступающем ее участке.

Отличительными признаками предлагаемого многоэлементного приемника излучения с внутренним интегрированием сигнала является то, что полоски расположены относительно друг друга со сдвигом в направлении дрейфа носителей заряда, а считывающий контакт сформирован, начиная со второй полоски, на выступающем ее участке.

Благодаря наличию этих признаков возможно выполнение нагрузочных контактов по всей ширине полоски, что позволяет увеличить подводимое напряжение, нагрузочный ток и улучшить теплоотвод от зоны считывания.

На чертеже схематически представлена топология предлагаемого многоэлементного приемника излучения с внутренним интегрированием сигнала.

Многоэлементный приемник излучения с внутренним интегрированием сигнала содержит фоточувствительные элементы, выполненные в виде размещенных на подложке 1 с зазорами между собой параллельных полосок 2 из полупроводникового материала, например кадмий-ртуть-теллур, каждая из которых снабжена двумя нагрузочными 3 и 4, расположенными на ее торцах контактами, и считывающим контактом 5, причем полоски 2 расположены относительно друг друга со сдвигом в направлении дрейфа носителей заряда, показана стрелкой, а считывающий контакт 5 выполнен на боковой стороне каждой полоски 2, причем, начиная с второй, - на выступающем ее участке. Величина сдвига определяется зоной считывания, шириной считывающего контакта 5 и его расстоянием до соседней полоски (например, 100 мкм при длине полоски 500 мкм и ширине 50 мкм).

Работа многоэлементного приемника излучения с внутренним интегрированием сигнала осуществляется следующим образом. Световое излучение генерирует в полоске 2 полупроводникового материала вблизи нагрузочного контакта 3 избыточные носители заряда. Под воздействием напряжения, приложенного к нагрузочным контактам 3 и 4, в полоске 2 возникает ток. Генерированные светом избыточные носители заряда дрейфуют (движутся) к противоположному нагрузочному контакту 4 в зону считывания сигнала. Сопротивление в зоне считывания изменяется, изменяется и падение напряжения между нагрузочными 4 и считывающими контактами 5. Накопление носителей заряда или интегрирование сигнала происходит вследствие того, что световое пятно перемещается (сканируется) по полоске 2 со скоростью дрейфа носителей заряда (показано стрелкой), а скорость дрейфа и длина полоски 2 подбираются такими, что за время дрейфа избыточные неравновесные заряды не успевают рекомбинировать. Аналогичные процессы происходят в каждой полоске, когда сканирующий световой луч попадает на нее. Ток в полоске 2 и прикладываемое напряжение ограничиваются нагревом области считывания сигнала. Сдвиг полосок 2 относительно друг друга позволяет перенести считывающий контакт 5 на боковую сторону полоски 2, увеличить ширину нагрузочных контактов 3 и 4 до ширины полоски 2. Вследствие этого улучшается теплоотвод от зоны считывания, появляется возможность увеличить прикладываемое напряжение и нагрузочный ток. Это приводит к увеличению скорости дрейфа неравновесных избыточных носителей заряда, возможности увеличить длину полоски 2 и, следовательно, увеличению интегрирования сигнала.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, именно к технологии изготовления фотоприемников. В многоэлементном приемнике излучения с внутренним интегрированием сигнала, содержащем фоточувствительные элементы, выполненные в виде размещенных на подложке с зазорами между собой параллельных полосок из полупроводникового материала, каждая из которых снабжена двумя нагрузочным контактами, расположенными на ее торцах, и считывающим контактом, сформированным на боковой стороне каждой полоски, полоски расположены относительно друг друга со сдвигом в направлении дрейфа носителя заряда, а считывающий контакт сформирован, начиная с второй полоски на выступающем ее участке. Это позволяет увеличить нагрузочный ток и улучшить теплоотвод от зоны считывания. 1 ил.

Многоэлементный приемник излучения с внутренним интегрированием сигнала, содержащий фоточувствительные элементы, выполненные в виде размещенных на подложке с зазорами между собой параллельных полосок из полупроводникового материала, каждая из которых снабжена двумя нагрузочными контактами, расположенными на ее торцах, и считывающим контактом, сформированным на боковой стороне каждой полоски, отличающийся тем, что полоски расположены относительно друг друга со сдвигом в направлении дрейфа носителей заряда, а считывающий контакт оформирован, начиная с второй полоски, на выступающем ее участке.