Элементы и устройства оптоэлектроники. Самохвалов М.К. - 40 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

39
Фотодиоды с барьером Шоттки
Фотоприемники с поверхностным барьером Шоттки также обладают вы-
соким быстродействием и эффективностью. Барьеры на контакте металла с по-
лупроводником могут быть получены и на полупроводниковых материалах, в
которых невозможно создать р-n переходы. Если электронный полупроводник
контактирует с металлом, у которого работа выхода меньше работы выхода по-
лупроводника, то определенное число электронов переходит из полупроводни-
ка в металл. Ионизированная донорная примесь в полупроводнике образует
слой положительного пространственного заряда, обладающий высоким сопро-
тивлением. При включении диода в обратном направлении ширина ОПЗ увели-
чивается в соответствии с формулой
d
ОПЗ
= [ 2εε
0
(ϕ
K
+ V)/ eN
D
]
1/2
,
где φ
К
– контактная разность потенциалов. Если N
D
= 10
17
см
–3
; V ≈ 1-5 B;
то d ≈ (1-10)*10
–5
см.
Тонкий слой металла толщиной 0,01 мкм наносится на полупроводник ваку-
умным напылением. Для уменьшения потерь излучения, вызываемых отраже-
нием света от поверхности металла, на него наносят просветляющее покрытие
(обычно пленка ZnS).
Излучение направляют сквозь полупрозрачную пленку металла (слой Au
пропускает 95% потока излучения с λ = 0,63 мкм). Если d >х*, основная часть
излучения поглощается в ОПЗ. Возникающие электронно-дырочные пары бы-
стро разделяются полем и время пролета носителей может быть очень малым
(10
-11
-10
-10
с). Таким образом, фотодиод с барьером Шоттки является аналогом
p-i-n фотодиода в коротковолновой части спектра, когда все излучение погло-
щается в ОПЗ. В этих фотодиодах с уменьшением длины волны излучение так
же поглощается в слое пространственного заряда, но ближе к металлу. Поэтому
коротковолновая граница спектральной области смещается в сторону меньших
значений и они могут использоваться как эффективные приемники ультрафио-
летового излучения. Длинноволновая граница определяется величиной потен-
циального барьера контакта металл-полупроводник и расположена дальше, так
как высота барьера всегда меньше ширины запрещенной зоны. Таким образом,
спектральная область фотодиодов с барьером Шоттки значительно шире в обе
стороны, чем у p-n переходов.
Si
Рис. 17. Структура фотодиода с барьером Шоттки.
охранное
кольцо
ZnS
металл
n
n
+

Страницы