ITE CEMI

Liniowe matryce fotodiodowe ML 128/200 ML 64/400, opracowane w ITE w Warszawie, są przeznaczone do zastosowania w automatycznych spektrofotometrach promieniowania ultrafioletowego i widzialnego z detekcją równo- czesną całego widma.

W spektrofotometrze matryce te pracują z gromadzeniem ladunku elektrycznego. Dla uzyskania założonych parametrów spektrofotometru zakres widmowy pracy powinien wynosić 200-900 nm, długość pola odczytowego (długość matrycy) 25,6 mm. Wymagana liczba elementów matrycy dla spektrofotometrów uniwersalnych wynosi 128, zaś dla spektrofotometrów specjalizowanych 64. Szerokość pola odczyto- wego matryc 128-elementowych wynosi 1 mm, a 64-elementowych 3 mm.

Niezależnie od podstawowego zastosowania, matryce fotodiodowe mogą służyć do precyzyjnego określania położenia obiektów, pomiarów geometrycznych, badania rozkładów widm itp.

Struktura matryc:

Detekcja promieniowania ultrafioletowego ( 200-400 nm) za pomocą fotodetektorów krzemowych jest bardzo trudna, gdyż typowym zakresem działania tych detektorów jest 400-1100 nm. Wynika to z zależności głębokości wnikania fotonów od długości fali. Dla promieniowania ultrafioletowego głębokość wnikania jest bardzo mała, co powoduje że zjawisko generacji optycznej nośników ładunku zachodzi praktycznie tylko na powierzchni półprzewodnika, a więc w obszarze o znacznie mniejszym czasie życia nośników, niż wewnątrz kryształu.
Dla detekcji promieniowania ultrafioletowego konieczne jest więc uzyskiwanie bardzo płytkich złączy p-n, przy czym sposób wykonania tych złączy oraz ich konstrukcja musi zapewniać uzyskanie możliwie dobrych parametrów powierzchni płytki krzemowej. Jednocześnie, praca z gromadzeniem ładunku wymaga bardzo dobrych parametrów elektrycznych złącza p-n, co dla płytkich złączy jest trudne do uzyskania.

W celu otrzymania wymaganych parametrów matryc przyjęto następujące założenia konstrukcyjne: Ze względu na wymaganą bardzo małą głębokość złącza

p*-n obszaru światłoczułego celowe jest wykonanie dodat- kowego złącza p-n o większej głębokości (x, 2 m) w obszarze podkontaktowym.

Powierzchnia światłoczuła powinna być pokryta warstwą przeciwodblaskową SiO2, wykonaną w taki sposób, aby dodatkowo zmniejszyć rekombinację powierzchniową noś ników ładunku.

Pola montażowe metalizacji kontaktu do obszaru p powinny znajdować się poza obszarem światłoczułym (poza płytkim złączem p*-n tego obszaru). W celu polepszenia parametrów elektrycznych i ich stabilności w czasie należy zastosować pasywację dwuwarstwową: warstwa SiO2 otrzymana przez utlenianie termiczne i warstwa Si,N, osadzona chemicznie z par (CVD).

Przy pracy z gromadzeniem ładunku stawiany jest warunek stałej pojemności złącza p-n w funkcji napięcia zasilającego, dla napięć bliskich założonemu napięciu pracy. Wynika stąd konieczność stosowania struktury p*-n-n o określonych parametrach konstrukcyjnych obszaru n-n*.

Jako optymalną uznano monolityczną strukturę składającą się z n (liczba elementów) epiplanarnych fotodiod p*-n-n rozmieszczonych w jednej linii. Schemat elektryczny matrycy przedstawiono na rys. 1, zaś jej strukturę pokazano na rys. 2. Natomiast na rys. 3 i 4 są przedstawione fotografie mikroskopowe fragmentów struktur matryc ML 128/200 i ML 64/400. Podstawowe konstrukcyjne parametry użytkowe struktur tych matryc zestawiono w tab.

Obudowa matryc:

Matryce ML 128/200 i ML 64/400 są montowane na alundowym podłożu ceramicznym z naniesioną metalizacją oraz zabezpieczającą alundową warstwą izolacyjną. Pola wyprowadzeń na obrzeżu płytki są lutowane spoiwem cynowo-ołowiowym. Obudowa jest hermetyzowana osłoną metalową z płaskim oknem kwarcowym. Konstrukcję obudowy matryc pokazano na rys. 5, zaś na rys. 6 i 7 przedstawiono fotografie podłoży ceramicznych.

Właściwości matryc

Podstawowe parametry liniowych matryc fotodiodowych są zestawione w tab. 2. Natomiast na rys. 8 jest przedstawiona typowa charakterystyka widmowa czułości, zaś na rys. 9 i 10 są pokazane zależności pojemności od napięcia zasilania.

Schematy,rysunki i tabele zamieszczone na fotografii.

Cena wywoławcza dotyczy matrycy ML 128/200

Zapraszam