Фоторезистор на основе монокристалла дифосфида кадмия

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ФОТОРЕЗИСТОР НА ОСНОВЕ МОНОКРИСТАЛЛА ДИФОСФИДА КАДМИЯ(71) Заявитель Государственное научнопроизводственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(72) Авторы Трухан Владимир Михайлович Шлковая Татьяна Васильевна Лысаковская Екатерина Владимировна(73) Патентообладатель Государственное научно-производственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(57) Фоторезистор на основе монокристалла дифосфида кадмия с нанесенными омическими контактами, отличающийся тем, что содержит просветляющее покрытие из оксида титана на поверхности светочувствительного элемента, в качестве которого выбран монокристалл дифосфида кадмия с оптической прочностью примерно 60 МВт/см 2 и сопротивлением в засвеченном состоянии от 6108 до 9109 Ом при температуре от -50 С до 50 С,причем площадь фотоприемного участка светочувствительного элемента составляет 400 мм 2. Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для создания полупроводниковых фотоприемников, в частности фоторезисторов для регистрации и измерения светового излучения. Известен фоторезистор, в котором в качестве светочувствительных элементов используютсяи , выполненные из монокристаллов с контактами и просветляющим покрытием 1. Они имеют высший порог чувствительности в видимом диапазоне спектра,в котором находится максимум их чувствительности. Порог чувствительности при 0,5 мкм дляи при 0,7 мкм длясоставляет пор 10-13-10-14 Вт/Гц 1/2. Недостатки фоторезистора на основеи- это низкая чувствительность в ультрафиолетовом диапазоне спектра, быстродействие таких фоторезисторов невелико и составляет несколько миллисекунд. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является фоторезистор, в котором в качестве светочувствительных элементов фоторезистора используется широкозонный полупроводник - дифосфид кадмия 2. Для повышения светочувствительности фотоприемников в УФ области спектра используют просветляющее покрытие из оксида титана 1. Созданные на базе монокристаллов 2 фоторезисторы обладают малой постоянной времени релаксации и пригодны для регистрации импульс 16089 1 2012.06.30 ных потоков излучения длительностью более 10-9 с и интенсивностью не менее 1022 квант/(см 2 с), но не более максимальной интенсивности светового потока, определенного порогом оптического разрушения, равной 510 5 квант/(см 2 с) для легированных кристаллов 2 2 и 21026 квант/(см 2 с) для чистых образцов 2 с 107-109 Омсм 3. К недостаткам фоторезистора на основе 2 относятся ограничение предельной интенсивности светового потока (21026 квант/(см 2 с, падающего на светочувствительный элемент 2 рабочая температура фоторезистора составляет 27 С. Задача настоящего изобретения - в увеличении предельной интенсивности светового потока, падающего на светочувствительный элемент из 2 путем применения высокоомного монокристалла из фосфида кадмия 4, изменение сопротивления которого от температуры (фигура) удовлетворяет изготовлению фоторезисторов, работающих в широком температурном диапазоне. Поставленная задача решается тем, что предлагается фоторезистор на основе монокристалла дифосфида кадмия с нанесенными омическими контактами и просветляющим покрытием из оксида титана. Новым, по мнению авторов, является то, что в качестве материала для светочувствительного элемента с просветляющим покрытием их оксида титана выбран монокристалл дифосфида кадмия с оптической прочностью примерно 60 МВт/см 2 и сопротивлением в засвеченном состоянии до 6108 Ом до 9109 Ом при температуре от-50 до 50 С, причем площадь фотоприемного участка светочувствительного элемента составляет 400 мм 2. Сравнение основных физических характеристик прототипа и предлагаемого фоторезистора на основе 2 приведено в таблице. Физические характеристики Сопротивление монокристалла 4109 (в засвеченном не менее 109 (темновое) дифосфида кадмия, Ом состоянии) Рабочая температура, С 27-5050 Размер фотоприемной площадки, мм 2 2-8 не менее 400 Максимальная интенсивность светового потока, определяемая порогом оптиче 51025 более 51026 ского разрушения, квант/(см 2 с) Порог разрушения кристаллов, МВт/см 2 12-16 60 Соотношение сопротивления в темновом и засвеченном состоянии для монокристаллов 2 составляет 1102. Из приведенных в таблице сравнительных физических характеристик видно, что использование монокристаллов 2, выращенных по известной технологии 4, в качестве фоторезисторов увеличивает размер фотоприемной площадки и максимальную интенсивность светового потока, падающего на светочувствительный элемент, расширяет температурный диапазон работы светочувствительного элемента. Пример конкретного выполнения Для изготовления фоторезистора монокристалл, в виде полированной монокристаллической пластинки из 2, травят в течение 5-6 минут смесью 314, промывают деионизорованной водой и вплавляют в вакууме омические контакты из олова при температуре 300 С в течение 10 минут. На освещаемую поверхность светочувствительного элемента наносят просветляющую пленку . Преимуществом заявляемого изобретения, по сравнению с известным, является увеличение предельной интенсивности светового потока, падающего на светочувствительный элемент из монокристалла дифосфида кадмия с оптической прочностью 60 МВт/см 2. 2 16089 1 2012.06.30 Источники информации 1. Анисимов И.Д., Викулин И.М., Заитов Ф.А., Курмашев Ш.Д. Полупроводниковые фотоприемники. Ультрафиолетовый, видимый и ближний инфракрасный диапазоны спектра / Под ред. В.И.Стафеева. - М. Радио и связь, 1984. - 216 с. 2. Борщ В.В., Лисица М.П., Мозоль П.Е., Фекешгази И.В. Фоторезисторы для регистрации импульсного лазерного излучения // Квантовая электроника. - 1982. - Вып. 22. - С. 55-57. 3. Мозоль П.Е., Фекешгази И.В. Характеристики фосфид-кадмиевых фоторезисторов при высоких уровнях возбуждения // Полупроводниковая техника и микроэлектроника. 1977. - Т. 25. - С. 70-73. 4. Способ получения монокристаллов дифосфида кадмия тетрагональной модификации Патент Респ. Беларусь 11194, МПК 830 23/00 / В.М. Трухан, А.У. Шелег, И.В. Фекешгази, Т.В. Голякевич заявитель ГО НПЦ НАН Беларуси по материаловедению.20060467 заявл. 18.05.06 опубл. 30.10.08 // Афцыйны бюл. / Нац. цэнтр нтэлектуал. уласнасц. - 2008. -5 (64). - С. 105. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3