Мдп-фототранзистор Советский патент 1981 года по МПК H04N5/30 H04L11/06 

(54) МДП-ФОТОТРАНЗИСТОР

I

Изобретение ютносится к полупроводниковой электронной технике и мо,жет-буг использовано при построении матричных фотоприемников в телевизионных устройствах.

Известна фотоприемная ячейка из двух фототранзисторов, в одном из ко торых накапливается заряд, и дополгнительного р-п перехода между.. ми Со ,

Недостатком этой фотоприемной ячейки является сложность ее изготовления из-за наличия большого количества р-п переходов в двух фототранзисторах.

Известен другой МДП-фототранзистор, содержащий МДП-транзистор с истоком, в состав которого входят три р-п перехода 2J,

Недостатком этого МДП-фототранзистора также является сложность изготовления вследствие наличия в нем большого количества р-п переходов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению

является МДП-фототранзистор, содержащий последовательно расположенные металлический слой, полупроводниковый слой р-типа, -два участка полупроводниковых слоев п-типа, соединенные на поверхностях, противоположных к металлическому слою, соответственно со стоком и истоком, слой диэлектрика, расположенный под полупроводниковыми слоями р и п-типов вокруг стока,и истока и соединенный с затвором ГЗ Однако этот МДП-транзистор имеет низкую фоточувствительность,

Цель изобретения - повьппение фоточувствительности МДП-фототранзистора,

5

Указанная цель достигается тем, что в МДП-фототранзисторе, содержащем последовательно расположенные металлический слой, полупроводниковый слой р-типа, участок полупроводникового

0 слоя п-тйпа, соединенный на поверхности , противоположной к металлическому слою, со стоком, и слой диэлектрика, расположенный над полупроводниковыми слоями р и п-типон вокруг стока и соединенный с затвором, и исток, расположенный над поверхностью полупроводникового слоя р-типа и при- мыкающий к диэлектрику, выполнен в ни де диэлектрика со встроенным пололмтельным зарядом. На чертеже приведена фототранзисторная структурная схема. ЩП-фототранзистор содержит последовательно расположенные металлический слой , полупроводниковый слой 2 р-типа, участок полупроводникового слоя п-типа 3 со стоком 4, слой диэлектрика расположенный над слоями 2 и 3 и вокруг стока 4, с затвором 6, и исток, выполненный в виде диэлектрика 7 со встроенным положительр 1М зарядом 8. Диэлектрик 7 со устроенным положительным зарядом 8 может быть сформированJ например, действием ионизирующего излучения, , Принцип действия данного МДП-фототранзистора состоит в следующем. Встроенный в диэлектрик 7 положите льньй заряд 8 создает в поверхностном слое полупроводникового слоя р-типа 2 обедненную область 9, заполненную в стационарном состоянии неосновными носителями-электронами. Для освобождения области 9 от электронов на затвор и сток ВДП-фототранзистора подаются соответственно положителыше напряжения V и V2(, амплитуда которых достаточна для осуществления оттока неосновных носителей из обедненной области 9 со встроенным зарядом 8, При этом электроны пойидают обеднё ную область 9 под диэлектриком 7 и направляются к стоку МДП-фототранзистора через обратно смещенный р-п пере ход. Если после ухода электронов изг под диэлектрика 7 снять напряжение V с затвора МДП-фототранзистора, то в обедненном слое 9 под диэлектриком 7 сфор№1руется свободная от электроно и изолированная от стока 4 потенциаль ная яма. Заполнение ее электронами определяется скоростью образования электронно-дьф очных пар под действием света и тепловой- генерации, Так как в большинстве практических случаев скоростью тепловой генерации можно пренебречь, ТО скорость образования разр да неосновных носителей - электронов В обедненной области 9 под диэлектриком 7,зависит от освещенности. Таким образом, под действием света в обеднейной области 9 под истоком начнется процесс образования электронов, причем их количество зависит от интенсивности света. При подаче напряжения V на затвор 6 в МДП-фототранзисторе через обратно смещенный р-п переход в направлении от истока к с. 4 потечет ток, величина которого пропорциональна заряду электронов, накопленных в обедненной области 9 под истоком,- а следовательно, пропорциональна интенсивности света, падающего на область истока. Таким образом, в МДП-фототранзисторе происходит преобразование интерсивности света в электрический ток в цепи стока. Предлагаемый МДП-фототранзистор имеет Высокое значение фоточувствительности вследствие эффективного использования всей площади истока, свободного от металлизации, основу которого составляет диэлектрик со . встроенным положительным зарядом. ФЬрмула изобретения МДП-фототранзистор, содержащий , последовательно расположенные металлиг ческий слой, полупроводниковый слой р-типа, участок полупроводникового слоя п-типа, соединенный на поверхности, противоположной к металлическому слою, со стоком, и слой диэлектрика, расположенный над полупроводниковыми слоями р и п-типов вокруг стока и соединенный с затвором, и исток, о тличающийся тем, что, с целью повыщения фоточувствительности, исток его, расположен1В)1й над поверхностью полупроводникового слоя р-типа и примыкающий к диэлектрику, выполнен в виде диэлектрика со встроенным положительным зарядом. 1 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Патент США № 3660667, кл. 250209, опублик, 02.05.72, 2,Патент Японии № 45-37728, кл, 97 (5) D 1, опублик, 1970. 3,Патент Великобритании № 1276463, кл. Н 01 L П/14, 1969.

Ф Ф ф ф ф ф ф ф О d) Ф

IM

J

л L-,