Источники и приемники излучения - Ишанин Г.Г.
ISBN 5-7325-0164-9
Скачать (прямая ссылка):
Варизонные фотодиоды с р—n-гомопереходом на основе I^Ga^As изготавливают на спектральный диапазон 0,8—1,0 мкм или 0,8—1,1 мкм газофазной эпитаксией на подложках GaAs. С р—п-гомопереходом или гетеропереходом на подложках InP, изготовляемые жидкофазной эпитаксией Ga0j47In0>bsAs, имеют диапазон спектральной чувствительности 0,1—1,7 мкм с возмож-
136
ностью ЛФД, а М = 100 при V = 21 В. ЛФД с р—«-гетеропереходом р — In0jieGa0jMAs — « — In0il8Ga0i82As оптимизирован на X — 1,06 мкм с = 0,4 А/Вт.
На основе GaAs1;xSbx разработаны два типа ФД: селективный инвертированный (освещаемый со стороны подложки из GaAs) с р—«-гетеро- или с р—«-переходом в варизонном слое твердого раствора GaAs0l8Sb0,2 и ФД с р—«-гетеропереходом р — GaAs0>87Sb0jl3 — « — GaAs0)97Sb0i0;i, освещаемый со стороны эпитаксиального слоя и обладающий спектральной чувствительностью в области 0,8—1,5 мкм. Спектральная чувствительность четырехкомпонентных ФД на основе In—Ga—As—Р лежит в диапазоне 0,98—1,1 мкм, однако при правильном выборе состава и толщины слоев можно получить полосу спектральной чувствительности до 25 мкм.
§ 4.6. Многоцветные ПИ, фоторезисторы и фотодиоды с СВЧ-смещением
Многоцветные ПИ. Такие ПИ предназначены для одновременной работы в нескольких (разных) спектральных диапазонах в одном и том же оптическом канале с одним и тем же угловым полем. Наиболее распространена такая структура многоцветных ПИ, когда ПИ с различными спектральными характеристиками расположены последовательно друг над другом [11]. При этом каждый коротковолновый ПИ располагается над длинноволновым, являясь для последнего фильтром, срезающим коротковолновую часть (рис. 4.23, а). Показанный на рис. 4.23, а двухцветный приемник фирмы «Инфаред Индустриз» (Infared Industries, США) использует фоторезистивный слой на основе PbSe, чувствительный в диапазоне 0,3—1,15 мкм и PbS — 1,15—5,2 мкм
а)
В)
S(X),%
ЩС 2 ’00
4 40
го
ю
/ \
/ 1 \
1
0,2 0,4 0,6 О, &
4 Х,мнм 1 2 5 10 20
Л.мнм
Рис. 4.23. Конструкция двухцветного приемника фирмы «Инфраред Индустриз» (Infrared Industries) (а), его спектральные характеристики (б) и спектральная вольтовая чувствительность фотосопротивления (в);
1 — окно; 2 — корпус; 3 — фотоприемник PbSe(--------); 4 — фотоприемник иа базе PbS
(— — —); 5 — выводы; / — ФР на основе Pbotss Sn01l7 Те (Г = 4 К); II — ФР на основ» pb0.83sno,17Te (Т = 77 К); III — ФР на основе Pb0 gSn0>2Te (Т — 77 К)
137
(рис. 4.23, б). Для двухцветного приемника фирмы «Аэронутаник Форд» (Aeronutanic Ford, США) используется комбинация ФД на основе кремния (или германия) и антимонида индия, работающих при 80 К. Мезафотодиод InSb покрыт слоем Si02, толщина которого выбрана таким образом, что он служит антиотражающим покрытием в ИК-области спектра. Над мезафотодиодом на кова-ровом кольце крепится фотодиод на основе Ge и Si, под которым находится многослойный фильтр, обеспечивающий максимум про-пускания в диапазоне 4—4,8 мкм. Многоцветный ПИ на основе Ge и InSb имеет Хгеах при 1,4 и 4,4 мкм соответственно, а при Тф = = 300 К и Q = 120° — SFGe = 0,65 А/Вт, a D{aSb = 1,8 х хЮ11 см-Гц‘/2/Вт.
Двухцветные ПИ фирмы «Бэймс Инжиниринг» (Barries Engineering, США) на основе InSb и Pb0j79Sn0>21Te работают в ИК-области спектра 3—5 мкм и 8—14 мкм.
В последние годы для многоцветных ПИ широко стали применяться твердые растворы тройных соединений теллурида кадмия и ртути CdxHg1_xTe и теллурида свинца и олова Pbl xSnxTe (для работы в спектральном интервале 1—20 мкм), спектральную чувствительность которых можно менять в широких пределах при варьировании состава смеси.
Специалистами фирмы «Санта Барбара» (Santa Barbara, Италия) были разработаны и используются двухслойные многоцветные ПИ с совмещенными активными областями на основе р—РЬТе—п— Pb0i8Sn0>2Te для длинноволнового излучения на основе РЬТе для диапазона 3—5 мкм, полученные последовательной жидкофазной эпитаксией на подложке р—Pb0)8 Sn0)2Te слоев п—РЬТе и р—РЬТе. Тройные соединения позволяют за счет варьирования состава получать фоточуветвительные слои с близко расположенными максимумами чувствительности и с малым перекрытием спектральных характеристик. Примером таких ПИ могут служить двух- и трехцветные ПИ для диапазона 4—14 мкм фирмы «Хонивел» (Honeywell, США) на основе Cd^Hg^Te. В конструкции подобного типа наиболее длинноволновый ФР CdxHg1;i.Te наклеивают на подложку, а на него эпоксидной смолой приклеивают другой. На спектральную чувствительность нижнего ФР влияет пропускание верхнего и слоя смолы.
Многоцветные ПИ применяют в многоспектральных системах распознавания различных источников излучения. Принцип действия всех таких систем один и тот же.
Излучение от одного и того же объекта или участка местности фиксируется в нескольких спектральных диапазонах, а затем анализируется ЭВМ в многомерном пространстве сигналов.
Фоторезисторы и фотодиоды с СВЧ-смещением. Такие ФР и ФД применяют в устройствах с большой информационной ем-' костью. В них сигнал формируется при взаимодействии свободных носителей, образовавшихся во время падения информационного потока излучения, в полупроводнике с полем СВЧ-волны. При
