Аморфные полупроводники и приборы на их основе - Хамакава Й.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 7.114 показаны ВАХ (в темноте / и при освещении//) диода, работающего в режиме видикона, когда на прибор подавалось обратное смещение (Sn02 смещен положительно). Свет падал на прозрачный контакт Sn02. Нарастание и насыщение фототока в легированной бором пленке происходили при напряжении, намного меньшем соответствующего напряжения в нелегированной пленке. Легирование бором осуществлялось из смеси газов Ai + Н2 с добавлением 6 • 10'5 см"3В2Н6.
Время спада фотопроводимости видикона на a-Si : Н с легированной мишенью уменьшалось почти в 3 раза по сравнению с временем спада для нелегированной мишени.
-]3 |
30
,15
W3
f0?
М
\ i м
Та Au
.— Свет 450мм
гонквт/сп*
\ 70'
101
_|_
10'
Ч В 8
Рн,,"133-нкПа
10
20
40
V n
'мишени >и
60
80
Рис. 7.1.13. Зависимость напряжения насыщения V. от парциального та в камере распыления р^ 113 ]
давления азо-
Рис. 7.1.14. ВАХ a-Si : Н-видикона. Фототок измеряется при облучении светом длиной волны 550 нм [ 14]:
1 - легированный образец; 2 - иелегированный образец 330
7.1.5. Датчик цветного изображения на a-S?
Фирма "Hitachi" сообщила о выпуске твердотельного датчика цветного изображения на a-Si : Н [15]. Изготовлен "двухэтажный" поверхностный датчик (рис. 7.1.15), представляющий собой a-Si : Н-аналог датчика изображения, использующего фотодиод на аморфном халько-гениде Se-As-Te. При этом ожидалось, что увеличится эффективная апертура и уменьшится вероятность появления избыточно яркого свечения [16]. На рисунке показано поперечное сечение элементарной ячейки МОП-датчика изображения. Сигнальный заряд, накапливаемый преимущественно на р-n-переходе, считывается с помощью л-МОП-тран-зисторов. При этом /г+-сторона перехода связана с a-Si : Н-слоем алюминиевыми контактами. Эти Al-контакты и считывающая Al-строка расположены таким образом, чтобы предотвратить утечку света с a-Si : Н-пленки на цепь сканирования. Эффективная апертура этого прибора достигала 73 % от площади сканирования.
Пленки a-Si : Н осаждались ВЧР. Средняя толщина составляла 5 мкм. В процессе осаждения вводился азот для улучшения фотопроводящих характеристик пленки [13]. Прозрачный cWO-контакт толщиной 130 нм также осаждался с помощью ВЧР. Для изготовления фотопроводящего слоя не требовалось наносить тонкий рисунок, так как a-Si : Н-пленка обладала достаточным удельным сопротивлением для предотвращения латеральной диффузии носителей. На конечном этапе к сенсорному кристаллу с помощью специальных смол приклеивались красный, зеленый и голубой светофильтры.
Изображение, воспроизводимое этим цвегодатчиком, показано на рис. 7.1.16. Интенсивность светлого пятна в 250 раз превышала уровень насыщения фототока. Избыточное свечение, как видно из рисун-
Рис. 7.1.15. Поперечное сечение передающего рисунок элемента "двухэтажного" фотодатчика на a-Si: Н | 15]:
1 -стеклянная подложка; 2-светофильтр; 5-смола; 4 - подложка и-типа; 5-поликристаллический кремний; 6 - считывающая алюминиевая дорожка
Рис. 7.1.16. Изображение, воспроизводимое а-ЭьН датчиком изображения. Показано также изображение светлого пятна [ 15]
331
ка, отсутствовало. Такая двухэтажная структура может быть использована не только в датчиках видимого света, но и в фогодатчиках ИК-и УФ-диапазонов.
7.2. ОПТИЧЕСКИЕ МОДУЛЯТОРЫ И ОПТИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ
Т.ШИОСАКИ (Tadashi Shiosaki. Department of Electronics, Faculty of Engineering, Kyoto University, Kyoto 606)
Аморфные полупроводники используются в качестве тонкопленочных оптических волноводов, оптических переключателей и оптических модуляторов. В работе отражены достижения в области разработки оптических волноводов с малыми потерями, изготовленных на аморфных халькогенидах на основе (Se, S) и фотооптических переключателей на аморфном As2 S3. Описаны преимущественно оптические волновые явления, происходящие при излучении с длиной волны 10,6 мкм в напыленных аморфных пленках Se с золотым покрытием.
Анализ дальнего поля показывает, что основная 77Г0-мода в напыленных аморфных пленках селена с золотым покрытием, по всей вероятности, удерживается. Результаты свидетельствуют о том, что аморфный селен можно использовать для создания планарных волноводов для 10,6 мкм-излучения С02-лазера. Было отмечено, что затухание 7Ж-мод намного сильнее, чем ТТГ-мод, согласно теории оптических волноводов с металлическим покрытием. В качестве примера был изготовлен фотоупругий модулятор, использующий пьезоэлектрический резонанс волновода на аморфном Se с золотым покрытием. Для возбуждения механических колебаний в качестве подложки применялась пьезоэлектрическая Р/Г-керамика (цир-конат - титанат свинца). Модулятор работал вблизи своей основной резонансной частоты 211,2 кГц, соответствующей изменению длины, ширина полосы пропускания и напряжение полуволны составляли 5,4 кГц и 55 В соответственно.
7.2.1. Преимущество аморфных материалов
За период 1970—1983 г. значительные экспериментальные и теоретические усилия были направлены на разработку эффективных оптических волноводов и интегральных оптических элементов в ближней ИК-области спектра на основе (Se, S)-халькогенидных пленок. Результаты этих усилий были представлены в обзорном томе "Технология аморфных полупроводников и приборы на их основе" [17] за 1982 г. Исследования возможности применения этих пленок в оптических вол-новодных устройствах продолжаются и в настоящее время. Недавно проводилось изучение •фундаментальных оптических и волноводных свойств тонких пленок As40S60, Ge10As40Se25S25, Ge25Se75 и Ge22 7AsI0Se67 5, изготовленных ВЧР
