en
Назад
УДК: 621.383.5.029.71/73
Многоэлементные ИК приемники на основе барьеров Шоттки, чувствительные к излучению с энергией квантов меньше высоты потенциального барьера
Полный текст «Оптического журнала»
Полный текст на elibrary.ru
Публикация в Journal of Optical Technology
Иванов В.Г., Иванов Г.В., Каменев А.А. Многоэлементные ИК приемники на основе барьеров Шоттки, чувствительные к излучению с энергией квантов меньше высоты потенциального барьера // Оптический журнал. 2008. Т. 75. № 8. С. 53–59.
Ivanov V.G., Ivanov G.V., Kamenev A.A. Multielement IR detectors based on Schottky barriers sensitive to radiation with quantum energy less than the height of the potential barrier [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2008. V. 75. № 8. P. 53–59.
V. G. Ivanov, G. V. Ivanov, and A. A. Kamenev, "Multielement IR detectors based on Schottky barriers sensitive to radiation with quantum energy less than the height of the potential barrier," Journal of Optical Technology. 75 (8), 518-523 (2008). https://doi.org/10.1364/JOT.75.000518
Рассмотрены физический механизм работы и построение новых детекторов электромагнитного излучения на основе эмиссии газа горячих электронов, в которых используется эффект изменения тока термоэлектронной эмиссии в полупроводниковом диоде с барьером Шоттки при прямой передаче энергии поглощенного излучения системе электронного газа в квазиметаллическом слое барьера. Отличие времени установления равновесия внутри системы электронного газа от времени установления равновесного состояния между электронным газом и фононной системой позволяет увеличивать температуру электронного газа и, соответственно, ток термоэлектронной эмиссии, не меняя температуру кристаллической решетки детектора. При этом возникает возможность детектирования излучения с энергией квантов меньше, чем высота потенциального барьера диода Шоттки, и значительного увеличения граничной длины волны детектора. С учетом того, что термоизоляция рассматриваемых детекторов от подложки не требуется, приводится пример построения топологической схемы фотоприемной матрицы.
Коды OCIS: 040.3060
Список источников:1. Kosonocky W.F., Erhardt H.G., Meray G., Shallcross F.V., Elabd H., Cantella M.Y., Klein Y., Skolnik L.H., Capone B.R., Taylor R.W., Ewig W., Shepherd F.D., Roosild S.A. Advances in Platinum Silicide Schottky-Barrier IR-CCD Image Sensors // Proc. SPIE. 1980. V. 225. P. 69.
2. Villani T.S., Kosonoky W.F., Shallcross F.V., Groppe J.V., Meray G.M., O’Neil J.J., Esposito B.J. Construction and performance of 320×244-element IR CCD imager with PtSi Schottky-barrier detectors // Proc. SPIE. 1989. V. 1107. P. 9–21.
3. Lin T.L., Park Y.S., George T., Jones E.V., Fathauer R.V., Maserjian J. Long-wavelength PtSi infrared detectors fabricated by incorporating a ð+ doping spike grown by molecular beam epitaxy // Appl. Phys. Lett. 1993. V. 62. № 25. P. 3318–3320.
4. Бойцов С.К., Иванов В.Г., Моисеев Ю.И., Кассиров С.А., Федоров В.А., Панасенков В.И., Прокофьев А.Е., Тимофеев В.О. Матричный ФППЗ на основе фотодиодов с барьерами Шоттки из PtSi/Si с числом элементов 256x256 // Тез. докл. IV конф. «Приборы с зарядовой связью и системы на их основе». ПЗС-92. М., 1992. С. 45.
5. Tsaur B.-Y., Chen C.K., Nechay B.A. IrSi Schottky-Barrier Infrared Detectors with Wavelength Response Beyond 12 mkm // IEEE Electron Device Lett. 1990. V. 11. № 9. P. 415–417.
6. Tsaur B.-Y., Chen C.K., Marino S.A. Heterojunction GeõSi1 –x/Si infrared detectors and focal plane arrays // Opt. Eng., 1994. V. 33. № 1. P. 72–78.
7. Lin T.L., Park Y.S., Yones E.W., Del Castillo H.M., George T., Ganapala S.D. Long-wavelength stracked Si1–xGex/Si heterojunction internal photoemission infrared detectors // Opt. Eng. 1994. V. 33. № 3. P. 718.
8. Andews Jr. J.M., Morgan R.R., Sze S.M. Schottky barrier diode contacts // US Pat. № 3964084. 1976; Shannon J.M., Beale J.R.A. Making Schottky barrier devices // US Pat. № 4045248. 1977.
9. Kosonocky W.F., Elabd H. Schottky-barrier diode radiant energy detector with extended longer wavelength response // US Pat. № 4544939. 1985.
10. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984. Кн. 1. С. 275.
11. Рогальский А. Инфракрасные детекторы. Новосибирск: Наука, 2003. С. 81-157.
12. Овсюк В.Н., Курышев К.Л., Сидоров Ю.Г. Матричные фотоприемные устройства инфракрасного диапазона. Новосибирск: Наука, 2001. С. 10-118.
13. Murguia Y.E., Tedrow P.K., Shepherd F.D., Leahy D., Weeks M.M. Performance Analysis of a Thermionic Thermal Detector at 400 K, 300 K, and 200 К // Proc. SPIE. 1999. Vol. 3698. P. 361-375.
14. Займан Дж. Принципы теории твердого тела. М.: Мир, 1966. 416 с.
15. Karasik B.S., McGrath W.R., Gershenson M.E., Sergeev A.V. Hot - electron direct detectors: feasibility of NEP ≈ 10-20W/√Hz at submillimeter waves // J. Appl. Phys. 2000. Vol. 87. P. 7856.
16. Ilin K.S., Ptitsina N.G., Sergeev A.V., Goltsman G.N., Gershenson M.E., Karasik B.S., Pechen E.V., Krasnosvobodtsev S.I. Interrelation of resistivity and inelastic electron-phonon scattering rate in impure NbC films // Phys. Rev. 1998. Vol. B57. P. 15623.
17. Яковлев П.П., Мешков Б.Б. Проектирование интерференционных покрытий. М.: Машиностроение, 1987. 104 с.
18. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Физматгиз, 1970. 721 с.
19. Schopper Y. // Optik. 1953. 10. S. 426.
20. Иванов В.Г., Иванов Г.B. Фотоприемная матрица детекторов на основе барьеров Шоттки с чувствительностью в субмиллиметровом диапазоне длин волн // Патент России № 2304826. 2007.