本发明提供了一种新型的光电器件。 通常的半导体结型光电器件,比如光电二极管,光电三极管和雪崩光电二极管等,都是利用PN结光伏效应(施敏著,黄振岗译,半导体器件物理,电子工业出版社,1987,P.544)制作出来地。
本发明是利用间接耦合光电探测结构(何民才、陈炳若、黄启俊、刘国友,《中国科学》A辑,1990,4,P.431)在一定条件下产生的光致负阻效应而做成的一种光电器件。其原理以图1和图2说明如下。当一束适当强度的光入射到受光结(11)上,把图1的“+”、“-”极分别接在晶体管图示仪的集电极和发射极(测量开关接到NPN晶体管)上,在荧光屏上就可以看到图2所示的负阻特性,使用这种光电器件时,只要选用适当的负载和偏压,便可做成新型光电开关和光控振荡器。
光致负阻器件结构可以用单片集成、混合集成或组装三种形式完成。受光结(11,21)可以是PN结、NP结,PIN,异质结或肖特基结。耦合区(15,22)可以是NPN或PNP结构。输出三极管(12、13、14、23)可以是NPN型或PNP型。
光致负阻器件有好的响应速度和内部增益,能作成光电开关和光控振荡器等。
图1A是硅集成光致负阻器件结构俯视图,图1B是图1A沿1-1线的剖面图。10是N型衬底,11是受光结12是输出三极管集电结,13为输出三极管发射结,14为发射区铝电极,15为耦合区。
图2是光致负阻照片。横坐标是外加偏压,每格为1伏;纵坐标光电流是每格50μA。
图3是组合结构或混合集成电路图。21是光电二极管或管芯,22为PNP三极管或管芯,23是NPN三极管或管芯。
本发明实施例之一。
本实施例参照图1A和图1B说明如下:
1.用1~20Ω·cm的N型硅外延片作衬底(10)。
2.按常规硅平面工艺制作图1所示结构的管芯。要求耦合区宽度(15)为0.3~20μm,输出三极管(12,13.14)放大系数为100左右。
本发明实施例之二。
本实施例参照图3说明如下:
受光二极管(21)和耦合三极管(22)这锗的集成间接耦合光电二极管,输出三极管(23)是硅NPN管芯。
本发明实施例之三。
本实施例参照图3说明如下:
受光二极管(21)为锗PIN光电二极管或管芯,耦合三极管(22)为PNP锗三极管或管芯和输出三极管是硅NPN三极管或管芯。将上述器件或管芯组装或混合集成,即可得到光致负阻器件。