Двухспектральный алмазный гибридный фотоприемник

Полезная модель относится к устройствам, обеспечивающих получение цифровых изображений одновременно в нескольких спектральных диапазонах. Она может быть использована, например, в новых поколениях оптоэлектронной аппаратуры наблюдения и распознавания объектов по их наблюдениям в разных участках спектра. Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении ее разрешающей способности. Сущность полезной модели заключается в том, что в фотоприемнике, содержащем алмазную пластину, плоский полупрозрачный платиновый электрод, расположенный на верхней поверхности алмазной пластины, электроды и площадки, легированные бором, расположенные на нижней поверхности алмазной пластины, кремниевый мультиплексор с чувствительными площадками, индиевые столбики, соединенные с электродами, расположенные на нижней поверхности пластины, и с чувствительными площадками кремниевого мультиплексора, над каждой легированной бором площадкой нижней поверхности алмазной пластины, соответственно, на верхней поверхности алмазной пластины сформированы площадки из материала поглощающего ультрафиолетовое излучение и пропускающего инфракрасное излучение, которые, в частности, могут быть сформированы на основе оксида индия и оксида олова, причем соотношение масс оксида индия и оксида олова 9:1 при толщине площадок 0,1-2 мкм. 1 независимый пункт, 1 фигура

Полезная модель относится к устройствам, обеспечивающих получение цифровых изображений одновременно в нескольких спектральных диапазонах. Она может быть использована, например, в новых поколениях оптоэлектронной аппаратуры наблюдения и распознавания объектов по их наблюдениям в разных участках спектра. Эта задача обусловлена необходимостью реализации нового типа многоспектральных, помехозащищенных оптоэлектронных систем с предельными характеристиками обнаружения для решения широкого круга задач.

Известно многоэлементное гибридное микроэлектронное устройство, предназначенное для детектирования ультрафиолетового (УФ) излучения [1]. Оно состоит из двух основных частей: интегральной схемы детектирования УФ-излучения и кремниевой интегральной схемы преобразования принятого УФ-сигнала, в которых собственно фотоприемная матрица электрически связана с матричным кремниевым мультиплексором посредством индиевых столбиков.

Недостатком такой конструкции является ограничение детектируемого излучения УФ-диапазоном спектра.

Наиболее близким техническим решением являетсямногоспектральный алмазный фотоприемник (МФП) способный работать в ультрафиолетовом (УФ) и инфракрасном (ИК) диапазонах спектра [2].

Недостатком этого многоспектрального алмазного фотоприемника является то, что УФ-излучение поглощается во всей приповерхностной области, и носители тока диффундируют из области, предназначенной для прохождения ИК-излучения, в область, предназначенную для прохождения УФ-излучения. Эти носители, попадая в область высокого электрического поля - область дрейфа увлекаются электрическим полем и попадают в контакты, соединенные с индиевыми столбиками и предназначенные для детектирования УФ-излучения. При этом снижается разрешающая способность фотоприемника по УФ-излучению.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении ее разрешающей способности.

Технический результат достигается тем, что в фотоприемнике, содержащем алмазную пластину, плоский полупрозрачный платиновый электрод, расположенный на верхней поверхности алмазной пластины, электроды и площадки, легированный бором, расположенные на нижней поверхности алмазной пластины, кремниевого мультиплексора с чувствительными площадками, индиевые столбики, соединенные с электродами, расположенные на нижней поверхности пластины, и с чувствительными площадками кремниевого мультиплексора, над каждой легированной бором площадкой нижней поверхности алмазной пластины, соответственно, на верхней поверхности алмазной пластины созданы площадки из материала поглощающего ультрафиолетовое излучение и пропускающего инфракрасное излучение, которые, в частности, могут быть сформированы на основе оксида индия и оксида олова, причем соотношение масс оксида индия и оксида олова 9:1 при толщине площадок 0,1-2 мкм.

Толщина площадки, сформированной на основе оксида индия и оксида олова в соотношении масс 9:1, выбирается следующим образом. При толщине пленки менее 0,1 мкм доля прошедшего УФ-излучения возрастает и составляет более 20%. При толщине пленки более 2 мкм доля прошедшего ИК-излучения становится менее 80%. на основе этих критериев толщина пленки, на основе которой сформирована площадка, должна находиться в пределах 0,1-2 мкм.

Предлагаемая полезная модель представлена на фиг. 1, где на верхней поверхности алмазной пластины 1 расположен полупрозрачный платиновый электрод 2, а на нижней поверхности алмазной пластины расположены электроды 3 и площадки легированные бором 4, индиевые столбики 5 соединены с чувствительными площадками 6 кремниевого мультиплексора 7 и электродами 3, площадки 8, состоящие из материала, поглощающего УФ-излучение и пропускающего ИК-излучение, каждая из площадок 8 расположена соответственно над каждой площадкой легированной бором 4.

Фотоприемник освещается падающими УФ и ИК-излучениями. ИК-излучение проходит через площадки 8, поглощающие УФ-излучениеи пропускающее и ИК-излучение. Эти площадки сформированы, в частности, на основе оксида индия и оксида олова. При толщине площадки порядка 0,1-2 мкм пленка поглощает 90% УФ-излучения и пропускает более 80% ИК-излучения. Создание поглощающих УФ-излучение площадок приводит к отсутствию неравновесных носителей заряда, попадающих в области, в которых реализуется чувствительность фотоприемника к УФ-излучению, что приводит к повышению разрешающей способности гибридного фотоприемника по УФ-излучению.

Так как в предлагаемой полезной модели формирование над каждой площадкой нижней поверхности алмазной пластины, легированной бором, соответственно, на верхней поверхности алмазной пластины площадки из материала, поглощающего УФ-излучение и пропускающего ИК-излучение, в частности, состоящего из оксида индия и оксида олова в соотношении масс 9:1, толщиной 0,1-2 мкм, признаки специалистам не известны, следовательно, полезная модель обладает новизной.

Испытания полезной модели показали, что разрешающая способность двух спектрального алмазного гибридного фотоприемника при детектировании УФ-излучения увеличилась на 30-35% по сравнению с прототипом.

Следовательно, предложенную полезную можно эффективно использовать в промышленности.

Литература.

1. Фещенко B.C., Алтухов А.А. Митягин А.Ю. и др. // Радиотехника и электроника. 2010. Т. 55, 6. С. 764

2. Гуляев Ю.В., Митягин А.Ю., Фещенко B.C., Чучева Г.В. // Доклады академии наук, 2013. том. 450, 4, с. 401-405

1. Двухспектральный алмазный гибридный фотоприемник, содержащий алмазную пластину, плоский полупрозрачный платиновый электрод, расположенный на верхней поверхности алмазной пластины, электроды и площадки, легированные бором, расположенные на нижней поверхности алмазной пластины, кремниевый мультиплексор с чувствительными площадками, индиевые столбики, соединенные с электродами, расположенными на нижней поверхности алмазной пластины, и с чувствительными площадками кремниевого мультиплексора, отличающийся тем, что над каждой площадкой, легированной бором, расположенной на нижней поверхности алмазной пластины, соответственно на верхней поверхности алмазной пластины сформированы площадки из материала, поглощающего УФ-излучение и пропускающего ИК-излучение.

2. Двухспектральный алмазный гибридный фотоприемник по п.1, отличающийся тем, что площадки толщиной 0,1-2 мкм, поглощающие УФ-излучение и пропускающие ИК-излучение, сформированы из оксида индия и оксида олова в соотношении масс 9:1.