ФОТОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2010 года по МПК H01L27/146 

Предлагаемое устройство относится к полупроводниковым приборам, чувствительным к инфракрасному (ИК) излучению, и может использоваться в оптико-электронной аппаратуре различного назначения, в особенности для широкопольных теплопеленгационных или тепловизионных приборов.

Для формирования протяженных фоточувствительных структур применяется модульный принцип конструирования, при котором такая структура набирается из модулей с числом фоточувствительных элементов, ограниченным возможностями технологии. Известно охлаждаемое фотоприемное устройство (ФПУ) типа BD AM010 (рекламный проспект фирмы Sofradir (Франция), опубл. в декабре 2000 г.), выполненное в виде протяженной фотоприемной структуры для авиационного и космического применения. Данное устройство выполнено в виде линейки, состоящей из пяти модулей, состыкованных с минимальными зазорами и образующих линейку из 1500 фоточувствительных элементов. Каждый модуль включает фоточувствительный элемент (ФЧЭ) прямоугольной формы, на подложке которого расположены многоэлементная фоточувствительная линейка, из КРТ, чувствительная в области спектра 3-5 мкм, и считывающий мультиплексор.

К недостаткам известного устройства относится невозможность формирования фоточувствительных структур кольцевой конфигурации.

Задачей изобретения является создание фотоприемного устройства, являющегося составной частью оптико-электронной аппаратуры (ОЭА), в которой реализован способ развертки изображения с применением конического сканирования внешним наклонным зеркалом, нормаль к которому движется по эллиптическому конусу, а отраженный луч (оптическая визирная ось) по правильному круговому конусу.

Технический результат достигается тем, что обеспечивается возможность создания крупноформатных многомодульных фоточувствительных структур различной конфигурации, расположенных, например, в виде многоугольника или линейки.

Это достигается тем, что фотоприемное устройство содержит n модулей, где n≥3, и каждый модуль состоит из основания, мультиплексора и фоточувствительного элемента, на подложке которого расположена многоэлементная фоточувствительная линейка, при этом фоточувствительный элемент состыкован с помощью индиевых столбиков с мультиплексором, установлен на основании и имеет форму трапеции, а модули расположены так, что фоточувствительная структура, образованная многоэлементными фоточувствительными линейками, имеет вид многоугольника или линейки.

Изобретение поясняется следующими чертежами.

Фиг.1. Модуль фотоприемного устройства. Главный вид.

Фиг.2. Модуль фотоприемного устройства. Вид сбоку.

Фиг.3. Фотоприемное устройство в котором модули расположены в виде многоугольника.

Фиг.4. Фотоприемное устройство в котором модули расположены в виде линейки.

Фотоприемное устройство состоит из n-го количества модулей, где n≥3.

Каждый модуль состоит из (фиг.1) и (фиг.2):

1 - фоточувствительного элемента в виде трапеции, на подложке которого изготовлена многоэлементная фоточувствительная линейка 2, расположенная параллельно меньшему основанию трапеции;

3 - основания, на котором установлен фоточувствительный элемент 1;

4 - мультиплексора, установленного на фоточувствительный элемент методом перевернутого монтажа с групповой пайкой через индиевые столбики 5 с фоточувствительным элементом 1;

6 - система межсоединений.

Многоэлементная фоточувствительная линейка может быть выполнена на основе фоторезистивных поликристаллических пленок PbSe или PbS. Основание может быть изготовлено из ковара. Установка микросхем мультиплексора методом перевернутого монтажа обеспечивает существенное снижение габаритных размеров. Групповая обработка оснований и подложек ФЧЭ обеспечивает требуемую плоскость расположения ФЧЭ в фокальной плоскости.

Фоточувствительные элементы выполнены в виде трапеции, у которой боковые стороны наклонены к основаниям трапеции под углом α, что позволяет соединять n модулей, соприкасающихся между собой боковыми сторонами трапеций, а фоточувствительная структура 7, состоящая из n фоточувствительных линеек, имеет вид правильного многоугольника (фиг.3), стороны которого образованы фоточувствительными линейками. Возможно и линейное расположение фоточувствительной структуры 8 (фиг.4), состоящей из n фоточувствительных линеек, при котором фоточувствительные элементы расположены в шахматном порядке.

Предлагаемое ФПУ работает следующим образом.

Перед началом работы ФЧЭ охлаждается до заданной рабочей температуры. Поток ИК излучения поступает на фоторезисторы, под действием которого их сопротивление изменяется. Соответствующий этому изменению сигнал в виде приращения тока поступает на входы мультиплексора, где он усиливается, обрабатывается для получения оптимальной частотной характеристики и коммутируется на выход. Сигналы со всех модулей, входящих в состав ФПУ, поступают в оптико-электронную аппаратуру для дальнейшей обработки.

Изобретение относится к полупроводниковым приборам, чувствительным к инфракрасному излучению, и может использоваться в оптико-электронной аппаратуре различного назначения, в особенности для широкопольных теплопеленгационных или тепловизионных приборов, работающих в двух областях спектра. Фотоприемное устройство состоит из n-го количества модулей, где n≥3. Каждый модуль содержит фоточувствительный элемент, на подложке которого изготовлена многоэлементная фоточувствительная линейка. Так как фоточувствительные элементы выполнены в виде трапеции, возможно соединение модулей таким образом, что фоточувствительная структура, состоящая из n фоточувствительных линеек, имеет вид правильного многоугольника, стороны которого образованы фоточувствительными линейками. Изобретение обеспечивает возможность создания крупноформатных многомодульных фоточувствительных структур различной конфигурации. 4 ил.

Фотоприемное устройство, содержащее n модулей, где n≥3, и каждый модуль состоит из мультиплексора, состыкованного с фоточувствительным элементом, на подложке которого расположена многоэлементная фоточувствительная линейка, отличающееся тем, что фоточувствительный элемент каждого модуля имеет форму трапеции и установлен на основание, а модули расположены так, что фоточувствительная структура, образованная многоэлементными фоточувствительными линейками, имеет вид правильного многоугольника или линейки.