Оптоэлектронный фоторезистор Российский патент 2021 года по МПК H01L31/09 

Предлагаемое изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к разработке фоторезисторов на основе кристаллов, которые могут быть использованы в измерительных электронных приборах.

Известен фоторезистор СФ3-8 на основе полупроводникового кристалла CdSe. Павлов А.В. Оптико-электронные приборы. Основы теории и расчета. М.: Энергия, 1974 г, с. 165.

Недостатком фоторезистора СФ3-8 является ограниченный спектральный диапазон фоточувствительности и малое время релаксации при включении и выключении излучения (10^-5-10^-3 сек.).

Известныфоторезисторына основе кристаллов СdS работающиев видимом спектральном диапазоне. (Большаков Н., Радио, №12,1969, с. 53).

Недостатком этих фоторезисторовявляется отсутствие эффекта временной задержки электрического сигнала и линейная зависимость фоточувствительности зависимая от времени освещения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является Пат. №162566РФ, МПК H01L 31/09. Фоторезистор на основе монокристалла CdS с фоточувствительностью, регулируемой предварительной засветкой / Батырев А.С, Бисенгалиев Р.А., Чавлинова М.Б.; заявитель и патентообладатель Элиста. ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет». - №2015126619, заявл. 02.07.2015; Опубл. 20.06.2016, Бюл. №17.

Недостатком этого фоторезистора является низкая вольт-ваттная чувствительность, малый температурный диапазон работы и чувствительность в ближней ИК области спектра.

Задача изобретения - разработка неохлаждаемого, высокотемпературного (130°С), высокочувствительного в ИК области спектра фоторезистора.

Поставленная задача решается термолегированием низкоомных кристаллов CdSc предварительно одновременным нанесением методом электролиза слоя из Cu, Се и Sb при t=800°С.

Примеры конкретного исполнения: Фоторезистор получен одновременным легированием методом термоотжига низкоомных кристаллов CdS несколькими примесями (Cu, Се и Sb). Для этого, предварительно на поверхность кристалла, методом электролиза из раствора хлоридов меди, церии и сурьмы в этаноле, с добавкой HCl, для исключения гидролиза, наносился общий слой из трех металлов. Далее термоотжиг, с целью легирования кристаллов с нанесеннымслоем примесей, осуществлялся в инертной среде гелия или в вакуумированных кварцевых ампулах при температуре порядка 800°С. После этих технологических процедур кристаллы становились высокоомными и фоточувствительными. ВАХ полученныхфоторезисторов с индиевыми контактамина примесном свету и в темноте (Т=300°К) имеютлинейный характер, что является доказательством симметричности контактов,следовательно, и отсутствие влияния контактовна величину фотосигнала(рис. 1).

На рис. 2 приведена температурная зависимость чувствительности фотосопротивления в области hv=1,2 эВ

Спектральная чувствительность полученного фоторезистора к облучению из ИК области имеет примесный характер так, как ширина запрещенной зоны исходных кристаллов CdS порядка 2,4 эВ. На это указывает и то, что ВАХ испытывает насыщение, что является особенностью примесного фотосигнала(рис. 3).

Таким образом, предлагаемый фоторезистор по сравнению с аналогом имеет существенные преимущества высокая вольт-ватная чувствительность(10⁵ В/Вт), широкий температурный диапазон (до 130°С) работы, чувствительность в ближней ИК области.

Изобретение может быть использовано в оптоэлектронных устройствах как неохлаждаемый высотемпературный приемник ближнего спектрального диапазона ИК-излучения. Инфракрасный резистор, выполненный на основании монокристалла CdS, отличается тем, что в нем использован монокристалл CdS, одновременно легированный примесями Cu, Се, и Sb методом электролиза из раствора хлоридов Cu, Се, и Sb в эталоне, с добавкой HCl, с последующим отжигом. Фоторезистор на основе монокристалла CdS, одновременно легированный примесями Cu, Се и Sb, обладает высокой фоточувствительностью, фоточувствительность сохраняется до 130°С вследствие применения многокомпонентной технологии легирования с поверхностных слоев методом термоотжига. 3 ил.

Инфракрасный резистор, выполненный на основании монокристалла CdS, отличающийся тем, что в нем использован монокристалл CdS, одновременно легированный примесями Cu, Се, и Sb методом электролиза из раствора хлоридов Cu, Се, и Sb в эталоне, с добавкой HCl, с последующим отжигом.