DD139909A5 - Struktur eines fotodetektors - Google Patents
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Abstract
Ziel ist es, eine hohe Qualität, Stabilität und Fotoempfindlichkeit zu gewährleisten. Die Aufgabe besteht darin, den Einfluß der Raumladung zu beseitigen und eine symmetrische Struktur zu ermöglichen. Die aus zwei Transistoren, dera fotoempfindlichen und dem Verstärkungstransistor mit gemeinsamem Kollektorgebiet und gesonderten Basisgebieten bestehende Struktur hat die Oberfläche der Basis des Verstärkungstransistors, die auf der Strukturoberfläche durch den Übergang Kollektor-Basis des fotoempfindlichen Transistors, und der Innenteil· dieses Übergangs durch die Oberfläche des Emitters des fotoempfindlichen Transistors umgehüllt ist. Die metallische Verbindung des Emitters des fotoempfindlichen Transistors mit der Basis des Verstärkungstransistors ist in Form eines gänzlich zwischen dem Emitter des fotoempfindlichen Transistors und dem Verstärkungstransistor liegenden Teil der Oberfläche der Basis des fotoempfindlichen Transistors deckenden Metallisierungsringes ausgeführt. Die Struktur findet bei der Herstellung von hochempfindlichen Fotodetektoren und Transoptoren mit großem Windungsverhältnis Anwendung. - Figur —
Description
2 088 4 2
Berlin,do8.2.1979 54 433/16
Die Erfindung betrifft die Struktur eines Fotodetektors des Darlington-Systems, die bei der Herstellung von hochempfindlichen Fotodetektoren und Transoptoren Anwendung findet, die in zahlreichen Gebieten der Technik, insbesondere in der Automatik, z.B. in Steuersystemen, in der Informatik, z.B. zur digitalen Datenübertragung, im Fernmeldeverkehr und in Medizintechnischen Geräten verwendet werden.
Die bekannten Konstruktionslösungen von Fotodetektoren des Darlington-Systems, z.B. gemäß US-PS Nr. 3.995o308, bestehen in der Ausbildung innerhalb einer Struktur von zwei nebeneinander liegenden Transistoren mit gemeinsamem Kollektorbereich: des fotoempfindlichen und des Verstärkungstransistors, und in der Verbindung des Emitters des fotoempfindlichen Transistors mit der Basis des Verstärkungstransistors durch Metallisierung. Die Verbindung der beiden Transistoren durch Metallisierung wird so ausgeführt, damit die zwischen dem Übergang des Kollektors und des Emitters befindliche, die fotoempfindliche Fläche der Struktur bildende Oberfläche der Basis des fotoempfindlichen Transistors minimal überzogen
- 2 -. . Berlin,d.8.2.1979 54 433/16
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wird. In diesem Zusammenhang bewirkt die in den die Oberfläche der Struktur passivierenden Oxiden enthaltene und sich während des Betriebes des Fotodetektors oberhalb der Übergänge verlagernde Raumladung eine Änderung der Rakombinationseigenschaften der Oberflächen der Basis des fotoempfindlichen Transistors und eine Änderung der Polarisation seiner Übergänge, was eine Instabilität der Stromverstärkung des Fotodetektors hervorruft· Auch die asymmetrische Geometrie der Struktur ruft eine Instabilität hervor, die sich aus der ungleichmäßigen Stromübernahme und aus den großen Unterschieden der Stromdichte und der Stromfeldstärke, hauptsächlich in dem Querschnitt der Übergänge des Verstärkungstransistors ergibt. Außerdem ist die aktive Fläche des Fotodetektors bei ungleichmäßiger Stromübernahme nicht völlig ausgenutzt.
Die beschriebenen, sich aus der Asymmetrie aer struktur und den Einflüssen der in den Oxiden enthaltenen Raumladung ergebenden Erscheinungen rufen bedeutsame Instabilitäten der Kennwerte des Fotodetektors, insbesondere für starke Ströme, hervor.
Ziel der Erfindung ist es, die Struktur eines Fotodetektors so auszubilden, daß eine hohe Qualität, Stabilität und Fotoempfindlichkeit gewährleistet wird.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Struktur eines Fotodetektors zu schaffen, bei dem der Einfluß der Raumladung beseitigt sowie eine symmetrische Struktur zur gleichmäßigen Stromübernahme und vollen Ausnutzung der aktiven Fläche der Struktur gewährleistet ist.
- 3 - Berlin,d.8,2,1979 54 433/16
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Die Oberfläche der Basis des Verstärkungstransistors ist in der erfindungsgemäßen Struktur auf der Oberfläche dieser Struktur durch Übergang-Kollektor-Basis des fotoempfindlichen Transistors umgehüllt· Der Innenteil dieses Überganges ist durch die Oberfläche des Emitters des fotoempfindlichen Transistors umgehüllt. Die Verbindung des Emitters des fotoempfindlichen Transistors mit der Basis des Verstärkungstransistors ist in Form eines Metallisierungsringes hergestellt, der gänzlich den zwischen dem Emitter des fotoempfindlichen Transistors und dem Verstärkungstransistor liegenden Teil der Oberfläche der Basis des fotoempfindlichen Transistors deckt.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht in gleichzeitiger Erreichung hoher Fotoempfindlichkeiten und hoher Stabilität dieser Fotoempfindlichkeiten während der Arbeit des Elementes durch Beseitigung des Einflusses der Raumladung. Die erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht die Erreichung von hohen, stabilen Fotoempfindlichkeiten bei grossen Fotostromverstärkungen. Die Erfindung ermöglicht die Ausführung einer symmetrischen Struktur, wodurch eine gleichmäßige Stromübernahme und volle Ausnutzung der aktiven Fläche der Struktur gewährleistet wird· Bei dieser Konstruktion ist es möglich, gleichzeitig in Metallisierungsform die Verbindung der beiden Transistoren und der den Emitter umhüllenden Herausführung der Basis des fotoempfindlichen Transistors herzustellen, was die Erhöhung der Grenzfrequenz und Verminderung der Resistenz der Basis ermöglicht, was im Falle von Fotodetektoren mit gesteuerter Basis erforderlich ist·
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Struktur im Schnitt·
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2 00842
'Eine Siliziumscheibe des Types n+ - η bildet den gemeinsamen Kollektor 6 der beiden Transistoren: des fotoempfindilichen und des Verstärkungstransistors. Γη dieser Scheibe sind selektive Gebiete der Basen 8 des Verstä'rkungstransistors und 10 des fotoempfindlichen Transistors, wie auch die Gebiete der Emitter 7 des Verstärkungstransistors und des fotoempfindlichen Transistors vorgesehen. Die Oberfläche •der Basis 8 des Verstärkungstransistors werden durch die Oberflächen der Basis 10 und des Emitters 9 des fotoempfindlichen Transistors umhüllt und die Oberfläche des Emitters
9 umhüllt den Innenteil der Übergang-Kollektor-Basis 11«
Alle Diffusionsgebiete sind unter Einhaltung der Axialsymmetrie ausgeführt· Die Oberfläche der Scheibe ist mit einem thermischen Oxid, mit Pestern zur Aufnahme der sperrschichtfreien Kontakte überzogen. In einem Metallisierungsprozeß werden die sperrschichtfreien Kontakte des Emitters 3 aus Aluminium, die Alu-Ringverbindung 2 des Emitters 9 des fotoempfindlichen Transistors mit der Basis 8 des Verstärkungstransistors, wie auch die die Oberflächenübergänge ρ - ρ auf der Oberfläche der Basis 11 bildenden Alu-Stabilisierungsringe 1 hergestellt. Die Verbindung 2 deckt den zwischen dem Emitter 9 des fotoempfindlichen Transistors und dem Verstärkungstransistor liegenden Teil der Oberfläche der Basis
10 des fotoempfindlichen Transistors gänzlich. Die Ringe 1 sind außerhalb der aktiven Gebiete der Übergänge des Emitters und des Kollektors des fotoempfindlichen Transistors in einer Entfernung von ungefähr 20/um von diesen Übergängen angeordnet. Die ganze lichtempfindliche Oberfläche des 3?otedetektors ist mit Ausnahme der Fenster zur Aufnahme der Kontakte mit einem mit Phosphorionen dotierten und in einer Temperatur von 45O0C in einer Reduktionsatmosphäre durchgewärmten pyrolytisehen Oxid 4 überzogen.
Die Struktur wird mit Hilfe einer typischen in der Planartechnik anzuwendenden Technologie hergestellt*
-5-
Claims (2)
1# Struktur eines Fotodetektors des Darlington-Systems, bestehend aus zwei mit gemeinsamem Kollektorgebiet und mit gesonderten Basisgebieten hergestellten Transistoren: des fotoempfindlichen und des Verstärkungstransistors, deren entsprechend der Emitter und die Basis durch eine Metallisierung verbunden sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Oberfläche der Basis (8) des Verstärkungstran-Bistors auf der Strukturoberfläche durch den Übergang« Kollektor-Basis (11) des fotoempfindlichen Transistors, and der Innenteil dieses Übergangs durch die Oberfläche des Emitters (9) des fotoempfindlichen Transistors umgehüllt ist.
2« Struktur nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die den Emitter (9) des fotoempfindlichen Transistors mit der Basis (8) des Verstärkungstransistors verbindende Metallisierung gänzlich den zwischen dem Emitter (9) des fotoempfindlichen Transistors und dem Verstärkungstransistor liegenden Teil der Oberfläche der Basis (10) des fotoempfindlichen Transistors deckt·
Hierzu i Seite Zeichnung
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL1977201920A PL112145B1 (en) | 1977-11-05 | 1977-11-05 | Photodetector structure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD139909A5 true DD139909A5 (de) | 1980-01-23 |
Family
ID=19985368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD78208842A DD139909A5 (de) | 1977-11-05 | 1978-11-02 | Struktur eines fotodetektors |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS241463B2 (de) |
| DD (1) | DD139909A5 (de) |
| PL (1) | PL112145B1 (de) |
-
1977
- 1977-11-05 PL PL1977201920A patent/PL112145B1/pl unknown
-
1978
- 1978-11-02 DD DD78208842A patent/DD139909A5/de unknown
- 1978-11-03 CS CS787194A patent/CS241463B2/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS719478A2 (en) | 1985-08-15 |
| CS241463B2 (cs) | 1986-03-13 |
| PL201920A1 (pl) | 1979-06-04 |
| PL112145B1 (en) | 1980-09-30 |
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