Claims (1)
Поставленна цель достигаетс тем, что на рассто нии от фоточувствительного сло соизмеримом с длиной диффузионного смещени неосновных носителей в материале подложки, выполнен окружающий его легированный фотоприемный слой с контактом, который окружен экранирующей рамкой из легированного сло с контактом, при этом толщина подложки сравнима с длиной диффузионного смещени носителей. В такой конструкции уменьшена ширина диэлектрической рамки, так как создан искусственный отток дл элект ронно-дырочных пар, рожденных светом за пределами элемента. Разв заны электрические цепи регистрирующего элемента и экранирующе го диода; . экранирующий р-слой может быть закорочен на общую п- базу, а два р-сло регистрирующего элемента снабженные- отдельными контактами, включены в регистрирующую цепь. Кроме того, наличие наружного р-сло существенно повышает веро тность раз делени носителей, созданных светом Б пределах площади элемента, именно этим переходом. Это очевидно дл носителей , рожденных - светом вблизи поверхности; носители, рожденные глубо ко проникающим светом, рекомбинируют с высокой веро тностью на нижней пло кости и-сло (толщийа монокристаллического сло выбрана сравнимой с LD) Носители, созданные светом в промежутке между экранирующей рамкой и на ружным р-слоем под диэлектрической рамкой, должны также в основном, раздел тьс р-п - переходом регистрирующего элемента. Это достигаетс тем, что легированный наружный слой выступает над диэлектрической маской а легированна экранирующа рамка не имеет окантовки. Тем самым носители, рожденные слабопоглащаемым светом в основном раздел ютс р-п - переходом регистрирующего- элемента. Носители, созданные глубокопоглощаемым светом в этом промежутке, либо рекомбинирую на тыльной стороне л- сло , либо раз дел ютс обои1(1и р-п- переходами в равной мере. Таким образом, в таком устройстве достигаетс уменьшение линейных размеров элемента. Ширина внешней диэлектрической рамки и экранирующей рамки может быть выбрана существенно меньше L,D. Сущность изобретени по сн етс чертежом, на котором дано поперечное сечение фотоэлемента, где монокристаллический слой-1 снабжен контактом 2, легированный слой 3, окружающий его легированный слой 4, диэлектриче ка маска 5, диэлектрическа наружна рамка 6/ диэлектрическа внутрен н рамка 7, экранирующа рамка 8. При освещении фоточувствительного элемента происходит поглащение фотонов в р-и п- област х и образование электронно-дырочных пар р-ппереходы раздел ют носители. В зависимости от того, каким из р-п переходов; разделены носители: экранирующим или одним из двух регистрирующих они попадают либо в экранирующую короткозамкнутую цепь,либо в регистрирующую цепь. Фототок в регистрирующей цепи вызван световым потоком, приход щимс на фотоприемную площадку , ограниченную внешним легированным слоем. Фоточувствительный элемент может быть выполнен на.основе 1ионокристал|лического кремни п и р-типа. В качестве диэлектрической маски используетс окисел кремни , либо комбинаци : окисел кремни +нитрит кремни ; .толщина маски 0,2-1,0 мкм. Рисунок сформируют методом фотолитографии. На рабочей поверхности монокристалла, свободной от диэлектрической маски, методом локальной эпитаксии или осаждением поликремни создают легированный монокристаллический слой противоположной проводимости толщиной 0,32 ,0 мкм. Легированный слой экранирующей рамки располагаетс в пределах диэлектрической маски, а легированные регистрирующие слои выступают за пределы маски. Благодар т-акой окантовке регистрирующие р-п - переходы имеют малые точки утечки, а р-п- переход экранирующей рамки, имеющий больший ток утечки в регистрирующую цепь не попадает. Был изготовлен фоточувствительный элемент на основе п- монокристалла методом локальной эпитаксии, концентраци примеси бора 5 10 ат/см. Длина диффузионного смещени в п-матери- . але 120 мкм. Размеры элемента 100 х X 30 мкм. Толщина исходного монокристалла 150 мкм. Ширина окантовки 3 мкм, ширина наружной диэлектрической рамки 6 мкм. Ширина экранирующей рамки 3 мкм и получена интегральна чувствительность 0,8 А/Вт, темновой ток при и- 1 В 1,4 , коэффициент модул ции тока элемента при освещении монокристалла за пределами фотоприамной площадки не более 0,02. Эффективна шир§на зоны нечувствительности при максимально плотной упаковке элементов 6 мкм. Взаимна изол ци элементов с использованием экранирующей рамки позволила в данэном случае уменьшить размеры вдвое при сохранении площади регистрирующей площадки и интегральной чу вствительности . - Формула изобретени Фоточувствительный элемент, содержащий монокристаллическую подложку с контактом, на которой сформирован . легированный фоточувствительный слой противоположного типа проводимости, снабженный .контактом, при этом часть сло расположена на диэлектрической рамке, отличающийс тем.The goal is achieved by the fact that at a distance from the photosensitive layer commensurate with the diffusion displacement length of minority carriers in the substrate material, the surrounding doped photoreceiver layer is made with a contact that is surrounded by a shielding frame made of the doped layer with a contact, while the substrate thickness is comparable to the diffusion length carrier bias. In such a construction, the width of the dielectric frame is reduced, since an artificial outflow is created for electron-hole pairs produced by light outside the element. The electrical circuits of the recording element and the screening diode were developed; . The shielding p-layer can be shorted to a common p-base, and two p-layers of the recording element equipped with separate contacts are included in the recording circuit. In addition, the presence of an outer p-layer significantly increases the probability of separation of the carriers created by light B within the area of the element, precisely by this transition. This is evident for carriers born by light near the surface; carriers born of deep penetrating light recombine with a high probability on the lower surface of the i-layer (the thick single-crystal layer is chosen comparable to LD). The carriers created by the light between the shielding frame and the outer p-layer under the dielectric frame should also in general, to be separated by a pn - transition of the recording element. This is achieved by the fact that the doped outer layer protrudes above the dielectric mask while the doped shielding frame does not have a border. Thus, carriers born of a weakly absorbing light are basically separated by the pn-junction of the recording element. The carriers created by the deeply absorbed light in this gap either recombine on the back side of the l layer or the wallpaper1 is divided (1 and p – n transitions in equal measure. Thus, the linear dimension of the element is reduced in such a device. The width of the outer dielectric frame and the shielding frame can be chosen substantially less than L, D. The invention is illustrated in the drawing, which shows the cross section of the photocell, where the single-crystal layer-1 is provided with contact 2, the doped layer 3, surrounding it is doped layer 4, dielectric mask 5, dielectric outer frame 6 / dielectric inner frame 7, shielding frame 8. When the photosensitive element is illuminated, photons are absorbed in the p and p regions and the formation of electron-hole pairs of the p-transitions is divided carriers. Depending on which of the pn junctions; the carriers are separated: by shielding or by one of two recordings, they fall either into the shorted short-circuited circuit, or into the recording circuit. The photocurrent in the recording circuit is caused by the luminous flux entering the photodetector area bounded by the outer doped layer. The photosensitive element can be made on the basis of single crystal silicon n and p-type. Silicon oxide is used as a dielectric mask, or a combination of silicon oxide + silicon nitrite; . Mask thickness 0.2-1.0 microns. The pattern will be formed by photolithography. On the working surface of a single crystal, free of a dielectric mask, a method of local epitaxy or deposition of polysilicon creates a doped single-crystal layer of opposite conductivity with a thickness of 0.32.0 microns. The doped layer of the shielding frame is located within the dielectric mask, and the doped recording layers protrude beyond the mask. Due to the t-edging, the recording pn-junctions have small leakage points, and the pn-transition of the shielding frame, which has a higher leakage current, does not enter the recording circuit. A photosensitive element was fabricated on the basis of an n-single crystal by local epitaxy, a boron impurity concentration of 5 10 at / cm. The length of the diffusion displacement in p-materi-. al 120 microns. The dimensions of the element are 100 x X 30 microns. The thickness of the original single crystal 150 microns. Border width 3 µm, width of the outer dielectric frame 6 µm. The width of the shielding frame is 3 µm and the integral sensitivity of 0.8 A / W is obtained, the dark current at and 1 1,4 1.4, the modulation factor of the element current when the single crystal is illuminated outside the photodetection area is no more than 0.02. The effective width of the dead zone at the maximum packing of 6 µm elements. The mutual isolation of elements with the use of a shielding frame made it possible in the given case to reduce the size by half while maintaining the area of the recording area and the integrated sensitivity. - Invention The photosensitive element containing a single-crystal substrate with a contact on which it is formed. a doped photosensitive layer of opposite conductivity type, provided with a contact, with a part of the layer located on a dielectric frame, characterized by that.
что, с целью уменьшени его линейных размеров при неизменных интегральной чувствительности и площади фотоприемной поверхности, на рассто нии от фоточувствительного сло ,(соизмеримом с длиной диффузионного смещени неосновных носителей в материале подлож///////////////////7//Лthat, in order to reduce its linear dimensions with constant integral sensitivity and area of the photoreceiver surface, at a distance from the photosensitive layer, (commensurate with the length of the diffusion displacement of minority carriers in the substrate material /////////////// //// 7 // L
ки, выполнен окружающий его легированный фотоприемный слой с контактом, который окружен экранирующей рамкой ИЗ легированного сло с контактом, при этом толщина подложки сравнима. с длиной диффузионного смещени носителей .ki, is made of a doped photodetector layer surrounding it with a contact, which is surrounded by a shielding frame FROM a doped layer with a contact, while the thickness of the substrate is comparable. with a diffusion displacement length of carriers.