Детектор с барьером шоттки на основе Pt2Si/PtSi — Si

Детектор  с  барьером  шоттки  на  основе  Pt2Si/PtSi – Si.

  ,,,,

  ДЕТЕКТОР  С  БАРЬЕРОМ  ШОТТКИ  НА  ОСНОВЕ  Pt2Si/PtSi – Si.

  (НИИ  Аэрокосмической  Информатики, АНАКА, Баку)

  В последние  годы  разработан  ряд  новых  ИК -  фотоприемников,  диодов  Шоттки,  МОП  и  МДП -  структур.  Основными  недостатками  известных  фотоприемников  являются  их  низкая  фоточуствительность  и  узкая  область  спектральной  чувствительности.

  По  сравнению  с ДШ и  МДП – структурами  фототранзистор  одновременно  выполняет  роль  предусилительного  каскада.

  Нами  изготовлен  фототранзистор  с  барьером  Шоттки  на  основе  контакта  Pt2 Si/PtSi – Si, индуцированного,  и  р – канальный  встроенного  типа. Канал  был  сформирован  внедрением  ионов  бора  с  энергией  50 кэв  и  дозой  2· 1012 см-2. Истоки  и  стоки  полевых  транзисторов  сформированы  диффузией  фосфора  с  поверхностным  сопротивлением  8 Ом/□  и  диффузией  бора  6 Ом/□  на  глубину  1,5мкм. Затвор  из Pt2Si/PtSi  получен  методом  показанный  в  работе [1].

  При  работе  подложка  и  исток  заземляются,  а  сток  соединяется  через  нагрузочное  сопротивление  с  положительным  полюсом  источника. Таким  образом  контакт  Шоттки  образованный  между  пленками  Pt2Si/PtSi  и  кремнием, становится  обратносмещенным. Поэтому  пленка  Pt2Si/PtSi  удерживает  положительный  заряд  так,  что  полевой  транзистор  находится  в  открытом  состоянии. При  этом  течет  канальный  ток,  величина  которого  определяется  нагрузочным  сопротивлением  и  сопротивлением  канала.

  Иследованы  вольт – амперные  характеристики  затвора  палевого  транзистора,  управляемого  барьером  Шоттки, на  основе  контакта Pt2Si/PtSi - Si. При  увеличении  напряжения  ток  затвора  увеличивается,  что  объясняется  действием  сил  зеркального  изображения. С  учетом  действия  сил  зеркального  изображения  темновой  ток  барьера  Шоттки  описывается  формулой:

  I = SAT2exp [ - (цB - ∆цB)/kT]

Где  S -  площадь, А – эффективная  постоянная  Ричардсона, Т – температура, ц2 – высота  потенциального  барьера.

  Согласно  [2], в  режиме  насыщения  тока  стока напряженность  электрического  поля  в  стоковой  части  канала  на  границе  Pt2Si/PtSi -  полупроводник  пропорциональна  напряжению  затвор – сток,  поэтому  изменение  барьера  равно:

  )1/2

а  ток  обратносмещенного  баръера 

  exp )1/2 +

или

  ) - /kT + )1/2/kT

  Зависимость  тока  затвора  ПТШ  с  индуцированным  каналом  показывает,  что  логарифмы  тока  затвора  от  напряжения  имеют  такой  же  характер.

  При  освещении  ИК -  излучением  транзисторной  структуры  положительный  заряд,  удерживаемый  в  пленке  Pt2Si/PtSi,  разряжается в  кремниевую  пленку,  образуя  фототок  в  цепи  затвора.  Поэтому  наблюдается  падение  напряжения  на  затворе,  которое  равно:

  =

Изменение  напряжения  на  затворе  согласно 

  g = - dIc /dV3

(где g - крутизна, Ic -  ток,  проходящий  через  канал) вызывает  изменение  тока  через  канал  на

  ∆Ic  = g∆V3 = gRи3 Iф

Чувствительность  к  излучению  фототранзистора  определяется

  ∆Ic / I / Ф

Где Ф - мощность  ИК - излучения.

  Рассмотренный  ИК – детектор  может  быть  совмещен  с  элементами  интегральных  схем,  что  открывает  широкие  перспективы  для  его  использования  в  многоэлементных  инфракрасных  фотоприемниках  большой  степени  интеграции.

  Литература

-заде,  , ,  , . Полупроводниковые  сенсоры, Баку – 2010, стр,179. Mektiev T. E., Asadov K. H. Photodetektor  on  PtSi – Si  basis  with  coding  device. Turkish  journal  of  physics  volume  20  number  8, 1996, pp. 891 – 895. Фотоприемники  видимого  и  ИК  диапазонов. Под  редакцией  Р. . Перевод с  английского  под  редакцией  . Москва  «Радио  и  связь»  1985 стр. 328.