Способ регистрации ИК-излучения Советский патент 1991 года по МПК H01L31/10 

(46) 23.04.91. Бюл. № 15

(21)4204523/25

(22)04.03.87

(72) Я.А.Оксман, И.Я.Мармур, С.П.Ашмонтас и Й.Й.Градаускас

(53)621.382.(038.8)

(56)Фотрприемкики видимого и ИК-дка- пазона./Под ред. Киеса. М., 1985,

с. 282.

Полупроводниковые фотоприемники,/ Под ред, В.И.Стафеева , М., 1984, с.72, 169.

(54)СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ИК-ИЗЛУЧЕНИЯ

(57)Изобретение относится к области микрофотоэлектроники, конкретно к способам регистрации инфракрасного излучения. Целью изобретения является повышение быстродействия. Способ

заключается в том, что регистрируемое излучение с энергией квантов Ы Ел, где Ел - ширина запрещенной зоны полупроводника, лежащей в области поглощения свободными носителями заряда, направляют в подзатворную область полевого транзистора, у которого затвор закорочен с истоком. По току в цепи исток-сток регистрируют излучение. Повышение быстродействия обеспечивается тем, что управление током канала осуществляется путем малоинерционного разогрева свободных носителей, изменяющих барьерную емкость затвора, и отсутствует влияние сопротивления в цепи затвора на инерционность фотоответа.

1

Изобретение относится к области микрофотоэлектроники.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

В способе используется излучение с длинами волн, лежащими в области поглощения свободными носителями, вплоть до субмиллиметровых волн. Поглощение излучения свободными носителями заряда приводит к их разогреву. При этом концентрация носителей тока в полупроводнике остается постоянной, а меняется их распределение по энергии и импульсу. Разогрев носителей тока в подзатворной области приводит к изменению барьерной емкости управляющего затворного контак- та . Изменение барьерной емкости затворного контакта полевого транзистора ведет к изменению сечения и проводимости канала и соответственно к изменению протекающего1 в цепи исток-сток тока. Заявляемый способ применим в широком температурном интервале. Высокое быстродействие обеспечивается тем, что разогрев электронной подсистемы отличается малой инерционностью (время релак- ,сацни носителей по энергии ). Затвор должен быть закорочен с истоком, так как сечение канала и его проводимость управляются не напряжением на затворе, а разогревом носителей излучением.

Пример. Проверка способа была проведена на кремниевых полевых транзисторах КП902, КП903, КП302, КЛЮЗ, у которых были удалены корпуJfc-J

са В качестве нсточниковвнэпучения были использованы СО.-лазеры с длиной волны излучения 10,b мкмг непрерывный ЛГ22 и импульсный с поперечным

разрядом при атмосферном давлении (деятельность импульса по полушири- чел.10,)н мхе). Модуляция излучения непрерывного лазера осуществлялась

с помощью электрооптического мсду- -яторгз У транзисторов заземлялся чстог замкнутый накоротко с зат- горон,

болотный сигнал снимался с сопро- -. пагеузки 100 Ом, включение- vc в цепь стока При температуре 7 К ч чгасгтй мс-дуияцня излучения 10 МГц аопзстьзт достигал до 10 мВ/Ет s пр -з .0ihi: с ч-гл температуре до

чВ/Зт, .jop-j-i сигнала еоспроиззодк- форму лагерного ш.пульса,

Использование изобретения позволяет повысить быстродействие при по- D-ечнок уровне шума благодаря тому, го управление током осуществляется «.т,„ Г5глдоинерщ1инного разогрева

n

свободных носителей и отсутствует влияние сопротивления затвора на инерционность.

Формула изобретения

Способ регистрации ИК-иэлучения, включающий освещение подэатворной области полевого транзистора с р-п- переходом или диодом Шотки, регистрируемым излучением, оценку интенсивности и временных характеристик по току в цепи исток-сток, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, закорачивают затвор с истоком, а ширину запрещенной зоны полупроводниковой подзатворной области выбирают из условия

Ез

ы

где Е« - ширина запрещенной зоны; h - постоянная Планка; N - частота регистрируемого излучения.