Сегнетоэлектрический фотоприемник

Авторы патента:

Кабышев Александр Михайлович (RU)

Козырев Евгений Николаевич (RU)

Гончаров Игорь Николаевич (RU)

Урумов Владимир Владимирович (RU)

H01L31/00 - Полупроводниковые приборы, чувствительные к инфракрасному излучению, свету, электромагнитному, коротковолновому или корпускулярному излучению, предназначенные либо для преобразования энергии такого излучения в электрическую энергию, либо для управления электрической энергией с помощью такого излучения; способы или устройства, специально предназначенные для изготовления или обработки таких приборов или их частей; конструктивные элементы приборов (H01L 51/00 имеет преимущество; приборы, состоящие из нескольких компонентов на твердом теле, сформированных на общей подложке или внутри нее, кроме приборов, содержащих чувствительные к излучению компоненты, в комбинации с одним или несколькими электрическими источниками света H01L 27/00; кровельные покрытия с приспособлениями для размещения и использования устройств для накопления или концентрирования энергии E04D 13/18; получение тепловой энергии с

Владельцы патента RU 2728256:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (RU)

Использование: для создания одно- или многоэлементных приемников излучения с фоточувствительными элементами на основе структуры с фотодиэлектрическим эффектом. Сущность изобретения заключается в том, что сегнетоэлектрический фотоприемник содержит расположенную на подложке пленку, на основе поляризованного сегнетоэлектрика, электродные покрытия, причем с верхней стороны пленки оно оптически полупрозрачное, согласно изобретению пленка выполнена из диэлектрического связующего и титаната бария, а подложка из диэлектрического связующего и суспензии люминофора, причем пленка и подложка расположены между электродными покрытиями, а с нижней стороны подложки электродное покрытие полупрозрачное в жесткой ультрафиолетовой и мягкой рентгеновской областях спектра. Технический результат заключается в повышении интегральной чувствительности к излучению сегнетоэлектрического фотоприемника. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к фоточувствительным полупроводниковым и диэлектрическим приборам, работающим в диапазоне от инфракрасной (ИК) области спектра до жесткого ультрафиолета (УФ) и рентгеновского излучения, и оно может быть использовано при создании одно- или многоэлементных приемников излучения с фоточувствительными элементами на основе структуры с фото диэлектрическим эффектом.

Известен полупроводниковый датчик ультрафиолетового излучения, содержащий подложку, слой полупроводника, чувствительного к ультрафиолетовому излучению (УФИ), и электродную систему (ЭС), выполненную с образованием высокоомных параллельных участков в слое полупроводника, (см. патент RU №2155418, МПК^2000.01H01L31/06, опубл. 27.08.2000 г. ).

Недостатком указанного датчика является сложность изготовления и узкая зона чувствительности. Так - максимальная чувствительность датчиков находится в диапазоне длин волн λ = 235 - 240 нм,

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является сегнетоэлектрический элемент для запоминающего устройства с оптическим считыванием информации, содержащий расположенную на подложке пленку на основе поляризованного сегнетоэлектрика, электродные покрытия, причем электродное покрытие с верхней стороны пленки оптически полупрозрачно, (см. патент RU №2338284, МПК^2006.01 H01G7/06, опубл. 10.11.2008).

Недостатком данного устройства является узкая зона чувствительности.

Технический результат заключается в повышении интегральной чувствительности к излучению сегнетоэлектрического фотоприемника.

Технический результат достигается тем, что в сегнетоэлектрическом фотоприемнике, содержащем расположенную на подложке пленку на основе поляризованного сегнетоэлектрика, электродные покрытия, причем электродное покрытие с верхней стороны пленки оптически полупрозрачно, согласно изобретению, пленка выполнена из диэлектрического связующего и титаната бария, а подложка из диэлектрического связующего и суспензии люминофора, причем подложка и пленка расположены между электродными покрытиями, а с нижней стороны подложки электродное покрытие полупрозрачное в жесткой ультрафиолетовой и мягкой рентгеновской областях спектра.

Нижняя сторона подложки электродного покрытия выполнена, например, из алюминия.

Данная конструкция сегнетоэлектрического фотоприемника позволит значительно повысить его интегральную чувствительность к излучению. Сущность изобретения поясняется чертежом и графиками, где на фиг.1 изображен схематично сегнетоэлектрический фотоприемник, на фиг. 2- зависимость емкости от излучения при дневном освещении, площадь фоточувствительной поверхности 600 см², на фиг. 3 - график зависимости емкости от излучения при освещении светодиодной лампой с излучаемым спектром 6500 К площадь фоточувствительной поверхности 600 см², на фиг. 4 - представлен график зависимости емкости от излучения при освещении светодиодной лампой с излучаемым спектром 6500К площадь фоточувствительной поверхности 60 см².

Сегнетоэлектрический фотоприемник состоит из пленки 1, на основе поляризованного сегнетоэлектрика, выполненной из диэлектрического связующего и титаната бария, и подложки 2, выполненной из диэлектрического связующего и суспензии люминофора, причем пленка 1 и подложка 2 расположены между электродными покрытиями 3 и 4, при этом с верхней стороны пленки 1, электродное покрытие 3 выполнено оптически полупрозрачным, а с нижней стороны подложки 2 электродное покрытие 4 выполнено полупрозрачным в жесткой ультрафиолетовой и мягкой рентгеновской областях спектра и изготовлено, например, из алюминия (см. фиг.1).

Устройство работает следующим образом.

Оптическое излучение (экспериментальные данные показаны на графиках см. фиг. 2-4), проходя через полупрозрачное электродное покрытие 3, поляризует пленку 1 из диэлектрического связующего и титаната бария, при этом меняется относительная диэлектрическая проницаемость пленки 1, а значит и электроемкость между электродными покрытиями 3 и 4 в соответствии с уравнением:

(1),

где С - емкость плоского конденсатора, Ф;

ε₀- электрическая постоянная, Ф·м⁻¹;

ε - относительная диэлектрическая проницаемость слоя Ф·м⁻¹;

S - площадь пластин конденсатора, м²;

d - расстояние между пластинами, м.

Коротковолновое ультрафиолетовое и рентгеновское излучения, проходя через алюминиевое электродное покрытие 3, поглощаются подложкой 2, из диэлектрического связующего и суспензии люминофора, конвертируются в оптическое излучение (зелёный или синий свет в зависимости от люминофора), и затем попадают на пленку 1 и изменяют относительную диэлектрическую проницаемость (согласно формулы 1).

Часть генерируемого света направлена в обратную сторону - к алюминиевому электродному покрытию 4, отразится от него и, пройдя через подложку 2, воздействует на пленку 1, тем самым, повышая чувствительность сегнетоэлектрического фотоприемника.

Использование предлагаемого сегнетоэлектрического фотоприемника позволит по сравнению с прототипом повысить интегральную чувствительность к излучению.

1. Сегнетоэлектрический фотоприемник, содержащий расположенную на подложке пленку на основе поляризованного сегнетоэлектрика, электродные покрытия, причем электродное покрытие с верхней стороны пленки оптически полупрозрачно, отличающийся тем, что пленка выполнена из диэлектрического связующего и титаната бария, а подложка из диэлектрического связующего и суспензии люминофора, причем подложка и пленка расположены между электродными покрытиями, а с нижней стороны подложки электродное покрытие полупрозрачно в жесткой ультрафиолетовой и мягкой рентгеновской областях спектра.

2. Фотоприемник по п. 1, отличающийся тем, что нижняя сторона подложки электродного покрытия выполнена, например, из алюминия.

Похожие патенты:

Устройство фотовольтаики // 2728247

Изобретение относится к составам покрытий полупроводниковых материалов и решает задачу увеличения эффективности захвата излучения солнечной батареей на длинах волн 440±10 нм и в диапазоне от 900 до 1700 нм.

Способ изготовления фотодиодов средневолнового ик-диапазона спектра // 2726903

Изобретение относится к оптоэлектронной технике, а именно к способам изготовления полупроводниковых приборов, предназначенных для детектирования инфракрасного (ИК) излучения при комнатной или иной рабочей температуре.

Теплоотражающий фотоэлектрический модуль // 2725676

Данное изобретение относится к фотоэлектрическому модулю в виде ламината, который демонстрирует систему фотоэлементов, имеющую герметизирующий слой на тыльной стороне и на лицевой стороне, барьерный слой, расположенный на тыльном герметизируем слое и на лицевом герметизирующем слое, первый SiOx слой, основной веб-слой, второй SiOx слой, необязательный слой фотолака, клеевой слой и слой стекла, причем серебряное низко-Э покрытие расположено в одном или между двумя лицевыми слоями, таким образом, защищая чувствительное к коррозии серебряное покрытие с низкой эмиссионной способностью (низко-Э покрытие) от действия влаги.

Способ изготовления фотопреобразователя // 2725521

Изобретение относится к полупроводниковой технике, а именно к способам изготовления трехкаскадных фотопреобразователей. Способ изготовления фотопреобразователя, согласно изобретению, включает формирование контактной металлизации на фронтальной и тыльной поверхностях многослойной полупроводниковой структуры Ga(In)As/GaInP/Ga(In)As/Ge, выращенной на германиевой подложке, вытравливание мезы, вжигание контактов, разделение полупроводниковой структуры на чипы дисковой резкой, удаление контактного слоя многослойной полупроводниковой структуры химико-динамическим травлением в водном растворе гидроокиси тетраметиламмония и перекиси водорода при количественном соотношении гидроокиси тетраметиламмония 0,3÷0,7 масс.

Фотодетектор с управляемой передислокацией максимумов плотности носителей заряда // 2723910

Изобретение относится к области оптоэлектроники, а именно - к быстродействующим интегральным фотодетекторам на основе полупроводниковых материалов типа AIIIBV. Для увеличения быстродействия при сохранении высокой чувствительности в фотодетектор с управляемой передислокацией максимумов плотности носителей заряда, содержащий полуизолирующую подложку, полупроводниковую область поглощения оптического излучения, высоколегированные приконтактные области n и р типов проводимости, соединенные с ними первый и второй металлические электроды, введены управляющий р-n переход, который образован нижней узкозонной GaAs-областью р-типа проводимости и верхней широкозонной AlGaAs-областью n-типа проводимости, высоколегированная приконтактная подобласть р-типа проводимости, первая управляющая металлическая шина, нижняя LT-GaAsSb и верхняя LT-InGaAs области рекомбинации с малым временем жизни и низкой подвижностью носителей заряда, широкозонная AlGaAs-область n-типа проводимости, вторая управляющая металлическая шина, расположенная над широкозонной AlGaAs-областью n-типа проводимости и образующая с ней управляющий переход Шоттки.

Солнечный элемент // 2721313

Изобретение относится к солнечному элементу, содержащему первый слой, имеющий расположенные в шахматном порядке области, содержащие фотоэлектрический слой, и области, содержащие по меньшей мере отражающий слой; второй слой, расположенный над первым слоем и на расстоянии от него, причем второй слой имеет расположенные в шахматном порядке области, имеющие фотоэлектрический слой, и отверстия, причем отверстия второго слоя совпадают с областями первого слоя, имеющими фотоэлектрический слой; слой зажигательного стекла, расположенный над вторым слоем и на расстоянии от него, причем имеющие фотоэлектрический слой области как первого, так и второго слоев, а также области, имеющие по меньшей мере отражающий слой, обращены к слою зажигательного стекла; и третий слой, расположенный между первым и вторым слоями, предпочтительно расположенный на втором слое, причем третий слой имеет расположенные в шахматном порядке области, имеющие фотоэлектрический слой, и отверстия, причем отверстия третьего слоя совпадают с отверстиями второго слоя, и области третьего слоя, имеющие фотоэлектрический слой, обращены к первому слою.

Способ изготовления фотопреобразователя // 2721161

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности к способу изготовления фотопреобразователей, и может быть использовано в электронной промышленности для преобразования световой энергии в электрическую энергию.

Базовый модуль солнечной батареи // 2720479

Изобретение относится к области электронной техники, а именно к полупроводниковым фотопреобразователям. Базовый модуль солнечной батареи включает прямоугольную подложку и расположенный на ней источник электроэнергии в виде одного или нескольких солнечных элементов с разнополярными выводами.

Усовершенствованное устройство модуля солнечной батареи для генерации электроэнергии // 2717396

Усовершенствованное устройство для генерации солнечной энергии, включающее по меньшей мере один модуль солнечной батареи. Солнечные элементы в модуле солнечной батареи соединены между собой в конфигурации матричной сетки.

Способ изготовления многоплощадочного кремниевого pin-фоточувствительного элемента с низким уровнем темновых токов // 2716036

Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых pin-фоточувствительных элементов (ФЧЭ), чувствительных к излучению с длиной волны 1,06 мкм. Они предназначены для использования в различной электронно-оптической аппаратуре, в которой требуется регистрация коротких импульсов лазерного излучения (10-40 не) при напряжениях смещения порядка 200 В.