Пространственно-распределенный фотоприемник с прямой выборкой слова Советский патент 1976 года по МПК G11C11/42 

(54) ПРОСТРАНСТВЕНН С ПРЯМ Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано в вычислительной технике, в устройствах опознавания образца, для автоматического контроля за параметрами изделий, ввода информации в ЦВМ и т. д. Предлагаемый фотоприемник, например, может служить воспринимающим устройством в постоянном или оперативном оптоэлектрон- ном запоминающем устройстве, В первом слу чае на фотоприемник проецируется изображение кодовой маски с нанесенной на ней информацией, например, в виде отверстий на перфокарте; во-втором - фотоприемник конструктивно совмещается, например, с матрицей инжекционных светодиодов, информация на которой оперативно записывается в виде излучающей конфигурации. Опрос фотоприемной матрицы, как правило, осуществляется последовательно-параллельно: электрический импульс опроса подается в одну из строк матрицы, а на усилителях, подключенных к столбцам, формируется фотоответ, характеризующий освещенность элементов опрашиваемой строки. АСПРЕДЕЛЕННЫЙ ФОТОПРИЕМНИК ВЫБОРКОЙ СЛОВА Известны фотоприемники, выполненные в виде многослойной полупроводниковой пластины, содержащие матрицу элементарных ячеек, которые представляют собой сочетание фоточувствительных элементов и нефоточув- ствительных развязывающих элементов, включенных в перекрестие адресных и разрядных шин. Однако квантовая эффективность такого фoтoпpиe fflикa мала, так как полезная поверхность, подвергаемая освещению, в значительной степени используется для формирования на ней развязывающих, нефоточув- ствительных элементов. Цель изобретения - повышение разрешающей способности и надежности устройства. Это достигается тем, что на одной из граней пластины размещены дискретные, вытянутые в одном направлении, р(п )-области с нанесенными на поверхность каждой дискретной области разрядными шинами, на другой расположена сплошная р(и )-область с нанесенными (например, при помощи фотолитографии) на ее края адресными шинами.

а

а базовая область заключена между двумя гранями пластины.

На чертеже представлена фотоприемная матрица фотоприемника.

Многослойная структура расположена на одной грани монокристалла Ij где созданы изолированные друг от друга участки 2 И (р)типа проводимости, В каждом участке сформированы две области 3 и 4 р( И )-типа проводимости, симметрично расположенные от- }юсительно разделяющей их базовой области 5s которой служит материал этого же изолированного участка. Области 3 электрически соединены с адресными шш1ами 6, а области 4 - с разрядными нишами 7« Шины 6 и 7 электрически изолированы одна от дру- Гой jia площадках 8, Расстояние между р( П )-областями 3 и 4, т, е ширина базовой области. 3, не превышает диффузионного смещения неосновных носителей тока, созданных светом в базовой области, Дллнс1 диффузионного смещения зависит от чистоты материала, составляющего участки и может быть выбрана в случае использования кремния от десятых долей микрона до сотен микров:«

В исходном состоянии на матрицу спрое ци:пвана кодовая пластина с записанной на ней информацией. Информативные участки оптичэск-т совмещены с р(п )-областями 3 и т и базовой областью 5, По адресным и разрядным щинам на каходую ячейку поступает напряжение питанияз отличное от нуля. Световой поток образует пары неосновных носителей как в р( п )областяХ9 так и в П-области под р( а)-областями и в базовой области Эти носители разделяются на переходах, через калшую ячейку течет фототок Зф , пропорциональный числу пар носителей, разделенных тем р( п )-переходом, на котором при такой полярности внешнего на прямсения питания образуется отрицательное смещение.

3 момент опроса определенной строки на ней скачкообразно меняется полярность напряжения питания. Через ячейку течет фототок Зф , пропорциональный числу пар носителей, разделенных вторым р п -переходом, тем, на котором в данный момент отрицателное смещение.

Таким образом в момент, предшествующий опросу, и в момент опроса фототок форимируется последовательно сначала одним, а затем другим р- п -переходом, В это же время другой р- ц -переход работает как развязывающий элемент, предотвращающий протекание тока через ячейку от соседних элементов.

Повышение квантовой эффективности в предлагаемом устройстве достигается за счет того, что площадь развязывающего элемента служит в качестве второй фотоприемной площади, а также благодаря использованию для фотоприемника базовой области, тогда как обычно область, разделяющая развазывающий и фотоприемный элемент, нефоточувствительна.

Формула ИЗобретения

Пространственно-распределенный фотоприемник с прямой выборкой слова, содержащий многослойную полупроводниковую пластину с расположенными на ее противоположных гранях взаимно перпендикулярными адресными и разрядными щинами и элементарные ячейки, отличающийся тем, что, с целью повыщения разрешающей способности и повыщения надежности устройства, на одной из граней пластины размещены диокретные, вытянутые в одном направлении, р( п )-области с нанесенными на поверхность каждой дискретной области разряднь ми щинами, на другой размещена сплошная р(п )-область с нанесенными (например, с помощью фотолитографии) на ее кран адресными шинами, а базовая область заключена между двумя гранями пластины.