CS241463B2 - Photodetector in Darlington wiring - Google Patents
Photodetector in Darlington wiring Download PDFInfo
- Publication number
- CS241463B2 CS241463B2 CS787194A CS719478A CS241463B2 CS 241463 B2 CS241463 B2 CS 241463B2 CS 787194 A CS787194 A CS 787194A CS 719478 A CS719478 A CS 719478A CS 241463 B2 CS241463 B2 CS 241463B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- transistor
- photosensitive
- base
- emitter
- photodetector
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/24—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only two potential barriers, e.g. bipolar phototransistors
- H10F30/245—Bipolar phototransistors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01W—METEOROLOGY
- G01W1/00—Meteorology
- G01W1/14—Rainfall or precipitation gauges
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
Vynález se týká fotodetektoru v Darlingtonově zapojení, tvořeného fotocitlivým a zesilujícím tranzistorem. Podstatou vynálezu je, že povrch báze zesilujícího tranzistoru je obklopen přechodem kolektor — báze fotocitlivého tranzistoru. Vynález lze s výhodou využít při konstrukci fotodetektorůThe invention relates to a photodetector in a Darlington connection, consisting of a photosensitive and amplifying transistor. The essence of the invention is that the surface of the base of the amplifying transistor is surrounded by a collector-base junction of the photosensitive transistor. The invention can be advantageously used in the construction of photodetectors
Description
Vynález se týká fotodetektoru v Darlingtonově zapojení:The present invention relates to a Darlington photodetector:
Známé konstrukční uspořádání fotodetektorů v· Darlingtonově zapojení spočívá ve vytvoření vnitřní struktury dvou nezávisle vedle sebe umístěných tranzistorů, z nichž jeden je citlivý na. světlo a druhý je zesilující tranzistor a ve spojení těchto dvou tranzistorů dohromady prostřednictvím metalizace, to znamená spojení emitoru tranzistoru s fotoelektrickou citlivostí s bází zesilujícího tranzistoru. U známých provedení se toto spojení obou tranzistorů prostřednictvím metalizace provádělo takovým způsobem, že báze fotocitlivého tranzistoru byla co nejméně překryta. Struktury podle známých řešení jsou nesymetrické. Nestejnoměrné přijímání proudu brání tomu, aby byla využita celková plocha fotodetektoru a způsobuje nestálost, která plyne ze značných rozdílů v hustotě proudu a elektrické intenzity pole, hlavně podél emitorového přechodu zesilujícího tranzistoru. U známých řešení jsou oblasti prostorového· náboje přechodů fotocitlivých tranzistorů ovlivněny v oxidech se nacházejícími prostorovými náboji a náboji procházejícími přes přechody během práce fotodetektoru. Vlivem prostorových nábojů se mění polarita těchto přechodů a rekombinační vlastnosti povrchu báze fotocitlivých tranzistorů, což způsobuje změnu v zesílení proudů fotodetektorů. Popsané jevy, které vznikají následkem asymetrie a vlivem prostorových nábojů nacházejících se v oxidech způsobují značnou nestálost fotodetektoru zejména při velmi silných proudech. Mimoto bez použití složité dvouvrstvové metalizace není možné podle známých řešení provést ve struktuře báze, která obklopuje emitor fototranzisíoru přípoje. Tyto přípoje jsou důležité pro stejnoměrné přijímání proudu a docílení vyšších mezních frekvencí fotodetektorů a nižšího· odporu báze, což má velký význam u fotodetektoru s řídicí bází.The well-known design of the photodetectors in the Darlington circuit consists in forming the internal structure of two independently adjacent transistors, one of which is sensitive to. the light and the other being the amplifying transistor and connecting the two transistors together by metallization, that is, connecting the emitter of the transistor with photoelectric sensitivity to the base of the amplifying transistor. In the known embodiments, this connection of the two transistors by metallization was performed in such a way that the base of the photosensitive transistor was as little overlapped as possible. The structures of the known solutions are asymmetrical. Uneven current reception prevents the total surface area of the photodetector from being used and causes instability which results from considerable differences in current density and electric field strength, mainly along the emitter transition of the amplifying transistor. In the known solutions, the spatial charge regions of the transits of the photosensitive transistors are affected in the oxides of spatial charges and charges passing through the transitions during the operation of the photodetector. Due to spatial charges, the polarity of these transitions and the recombination properties of the photosensitive transistor base surface change, causing a change in the amplification of the photodetector currents. The described phenomena, which arise as a result of asymmetry and due to spatial charges found in oxides, cause considerable photodetector instability, especially at very high currents. Moreover, according to known solutions, without the use of complex two-layer metallization, it is not possible to carry out in the base structure that surrounds the emitter of the phototransistor of the connection. These connections are important for uniformly receiving current and achieving higher cut-off frequencies of the photodetectors and lower base resistance, which is of great importance in a control-based photodetector.
Výše uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje fotodetektor v· Darlingtonově zapojení podle vynálezu, tvořený fotocitlivým a zesilujícím tranzistorem, jehož podstatou je, že povrch báze zesilujícího tranzistoru je obklopen přechodem kolektor — báze fotocitlivého tranzistoru. Výhodné přitom je, jestliže metalické spojení mezi emitorem fotocitlivého tranzistoru a bází zesilujícího tranzistoru překrývá povrch báze fotocitlivého tranzistoru, který se nachází mezi emitorem fotocitlivého tranzistoru a emitorem zesilujícího tranzistoru. Výhodné rovněž je, jestliže ve struktuře fotocitlivého tranzistoru obklopuje povrch emitoru fotocitlivého tranzistoru vnitřní část přechodu kolektor ~ báze fotocitlivého .tranzistoru.The aforementioned disadvantages are largely eliminated by the Darlington photodetector of the present invention, consisting of a photosensitive and amplifying transistor, the essence of which is that the surface of the amplifying transistor base is surrounded by a collector-base transistor-base transition. Advantageously, the metallic connection between the photosensitive transistor emitter and the base of the amplifying transistor overlaps the base of the photosensitive transistor, which is located between the emitter of the photosensitive transistor and the emitter of the amplifying transistor. It is also advantageous if, in the photosensitive transistor structure, the surface of the photosensitive transistor emits an inner portion of the photosensitive base of the photosensitive transistor.
Podle vynálezu se vytvoření struktury fotodetektoru vyznačuje stálou fotocitlivostí tím, že se omezují vlivy emitorového a kolektorového· přechodu a rekombinační vlastnosti povrchu báze pomocí proměnlivého nabíjení. Uspořádání podle vynálezu umožňuje docílit velkou stabilní fotocitlivost při silných proudech a přitom je i symetrické. Stejnosměrné proudové napájení dovoluje využít úplně aktivní povrch struktury. Tato struktura dovoluje omezení fotocitlivého povrchu báze v oblasti mimo aktivní zóny emitorového a kolektorového přechodu s použitím p++ přechodů. U tohoto uspořádání je možno symetrické přípoje báze· vyvést proti emitoru fotocitlivého tranzistoru, čímž se zvýší mezní frekvence a sníží odpor báze. Uspořádání dovoluje připojení báze s nižším odporem, což pro fotodetektor'5 řízenou bází má velký význam. U uspořádání podle vynálezu je účelně použita světelná izolace části fotocitlivého povrchu b;áze. Tím se získá prvek s velmi vysokou stabilní citlivostí, a to levným a jednoduchým způsobem. Přístroje, které jsou provedeny se strukturou podle vynálezu se vyznačují nízkou poruchovostí.According to the invention, the construction of the photodetector structure is characterized by constant photosensitivity by limiting the effects of the emitter and collector transition and the recombination properties of the base surface by means of variable charging. The arrangement according to the invention makes it possible to obtain high stable photosensitivity under high currents while being symmetrical. The DC power supply allows to use the fully active surface of the structure. This structure allows to limit the photosensitive surface of the base in the area outside the core of the emitter and collector transition using p ++ transitions. With this arrangement, symmetrical base connections can be routed against the photosensitive transistor emitter, thereby increasing the cut-off frequency and reducing the base resistance. The arrangement allows the connection of a base with a lower resistance, which is of great importance for the base-controlled photodetector 5. In the arrangement according to the invention, light insulation of a part of the photosensitive base surface is expediently used. This provides an element with a very high stable sensitivity in a cheap and simple manner. The devices which are designed with the structure according to the invention are characterized by a low failure rate.
Vynález bude dále popsán na příkladném provedení za pomoci obrázku, na kterém je znázorněn řez polovodičovou destičkou fotodetektoru sestávajícího ze dvou' tranzistorů, zesilujícího a fotocitlivého·. .The invention will now be described, by way of example, with reference to the drawing in which a cross-section of a semiconductor plate of a photodetector consisting of two transistors, amplifying and photosensitive, is shown. .
Křemíková destička 5 typu n+, která tvoří společný kolektor 6 obou tranzistorů je z S1O2. V této destičce jsou selektivní oblasti báze 8 zesilujícího tranzistoru a báze 10 fotocitlivého tranzistoru, tak jako oblast emitoru 7 zesilujícího· tranzistoru a emitoru 9 fotocitlivého tranzistoru. Ve Struktuře fotocitlivého tranzistoru obepíná povrch emitoru 9 zesilujícího tranzistoru · vnitřní část přechodu 11 kolektor — báze fotocitlivého tranzistoru. Povrchy báze 8 a emitoru 7 zesilující tranzistoru jsou obklopené bází 10 a emitorem 9 fotocitlivého tranzistoru. Dále jsou uspořádány ohmické hliníkové kontakty 3 emitoru 3 a hliníkové spoje 2 mezi emitorem 9 fotocitlivého tranzistoru a bází 8 zesilujícího tranzistoru, které pokrývají úplně povrch báze 10 fotocitlivého tranzistoru nacházející se mezi emitorem 9 fotocitlivého tranzistoru a emitorem 7 zesilujícího tranzistoru. Mimo aktivní oblasti přechodů emitoru 9 a kolektoru 6 fotocitlivého tranzistoru jsou ve vzdálenosti asi 20 μπι od těchto přechodů směrem k vnější straně emitoru 9 tohoto tranzistoru uspořádána z hliníku, vytvořená ohraničení fotocitlivé oblasti báze 10 fotocitlivého tranzistoru, provedená jako přechod 1 ploch ΡΡ+.The silicon wafer 5 of the n + type, which forms a common collector 6 of both transistors, is of S1O2. In this plate, the base regions 8 of the amplifying transistor and the base 10 of the photosensitive transistor are selected, as are the regions of the emitter 7 of the amplifying transistor and the emitter 9 of the photosensitive transistor. In the photosensitive transistor structure, the emitter surface 9 of the amplifying transistor encircles the inner portion of the collector-base of the photosensitive transistor 11. The surfaces of the base 8 and the transistor-enhancing emitter 7 are surrounded by base 10 and the photosensitive transistor emitter 9. Further, ohmic aluminum contacts 3 of the emitter 3 and aluminum connections 2 are provided between the photosensitive transistor emitter 9 and the base of the amplifying transistor, which completely cover the surface of the photosensitive transistor base 10 between the photosensitive transistor emitter 9 and the emitting transistor emitter 7. Outside the active areas of the transitions of the emitter 9 and the collector 6 of the photosensitive transistor, at a distance of about 20 μπι from these transitions to the outside of the emitter 9 of this transistor, aluminum boundaries formed by the photosensitive region of the photosensitive base 10 are formed.
Společné fotocitlivé povrchy fotodetektoru s výjimkou mezer pod kontaktem jsou pokryty pyrolitickým fosforem dotovaným a vyhřátým oxidem 4 na teplotu 450 CC v redukční atmosféře.Common photosensitive surfaces of the photodetector except in the gap below the contacts are coated with phosphorus doped pyrolytic carbon and vyhřátým 4 at a temperature of 450 C in a reducing atmosphere.
Vynález lze s výhodou využít při konstrukci fotodetektorů.The invention can be advantageously used in the construction of photodetectors.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL1977201920A PL112145B1 (en) | 1977-11-05 | 1977-11-05 | Photodetector structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS719478A2 CS719478A2 (en) | 1985-08-15 |
| CS241463B2 true CS241463B2 (en) | 1986-03-13 |
Family
ID=19985368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS787194A CS241463B2 (en) | 1977-11-05 | 1978-11-03 | Photodetector in Darlington wiring |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS241463B2 (en) |
| DD (1) | DD139909A5 (en) |
| PL (1) | PL112145B1 (en) |
-
1977
- 1977-11-05 PL PL1977201920A patent/PL112145B1/en unknown
-
1978
- 1978-11-02 DD DD78208842A patent/DD139909A5/en unknown
- 1978-11-03 CS CS787194A patent/CS241463B2/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS719478A2 (en) | 1985-08-15 |
| PL112145B1 (en) | 1980-09-30 |
| PL201920A1 (en) | 1979-06-04 |
| DD139909A5 (en) | 1980-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2924760A (en) | Power transistors | |
| US4318115A (en) | Dual junction photoelectric semiconductor device | |
| JPH0467789B2 (en) | ||
| GB1032599A (en) | Junction transistor structure | |
| US3745424A (en) | Semiconductor photoelectric transducer | |
| US4649409A (en) | Photoelectric transducer element | |
| US4482911A (en) | Monolithic integrated circuit equivalent to a transistor associated with three antisaturation diodes | |
| CS241463B2 (en) | Photodetector in Darlington wiring | |
| JPH0313748B2 (en) | ||
| JPS60115263A (en) | Semiconductor device | |
| US4903103A (en) | Semiconductor photodiode device | |
| JPS63160270A (en) | Semiconductor device having photosensor and signal processing element | |
| JPH0465552B2 (en) | ||
| US5942749A (en) | Photodetector having means for processing optical input signals | |
| EP1211733A1 (en) | Semiconductor device | |
| KR800001745Y1 (en) | Phase control circuit | |
| JPS61120467A (en) | Semiconductor device | |
| JP2771311B2 (en) | Semiconductor device | |
| KR790000896B1 (en) | Muting circuit | |
| KR20260009196A (en) | Phototransistor | |
| KR790000879B1 (en) | Control circuit | |
| JPH0258864A (en) | Semiconductor device | |
| JPH043473A (en) | Photoelectric conversion device | |
| JP3593264B2 (en) | Phototransistor | |
| JPS6331110B2 (en) |